インフラストラクチャー

インフラストラクチャとは、国、都市、またはその他の地域に役立つ施設とシステムの集合であり、^[1]経済、家庭、企業が機能するために必要なサービスと施設を網羅しています。^[2]インフラストラクチャは、道路、鉄道、橋、空港、公共交通機関、トンネル、水道、下水道、電力網、通信（インターネット接続とブロードバンドアクセスを含む）などの公共および民間の物理的構造物で構成されています。 一般的に、インフラストラクチャは「社会生活条件を可能にし、維持し、向上させ、周囲の環境を維持するために不可欠な商品やサービスを提供する相互関連システムの物理的構成要素」と定義されています。^[3]

特に、気候変動を緩和し、それに適応するために必要な大規模な社会的変革を考慮すると、現代のインフラに関する議論では、持続可能な開発とグリーンインフラに重点が置かれることが多くなります。国際社会はこの重要性を認識し、持続可能な開発目標、特に持続可能な開発目標9「産業と技術革新の基盤をつくろう」 を通じて、持続可能なインフラに重点を置いた政策を策定してきました。

異なるタイプのインフラストラクチャを説明する1つの方法は、それらをハードインフラストラクチャとソフトインフラストラクチャの2つの異なる種類に分類することです。^{[4]ハードインフラストラクチャは、現代の工業社会または}産業が機能するために必要な物理的なネットワークです。^[5]これには、道路、橋、鉄道が含まれます。 ソフトインフラストラクチャは、国の経済、健康、社会、環境、文化基準を維持するすべての機関です。 ^{[5]これには、}教育プログラム、公式統計、公園やレクリエーション施設、法執行機関、緊急サービスが含まれます。

「インフラストラクチャ」という言葉は、フランス語では1875年から、英語では1887年から使われており、もともとは「あらゆる業務やシステムの基礎となる設備」を意味していた。^{[6] [7]これはフランス語からの}借用語で、すでに鉄道の線路や舗装道路を敷設する前に必要な、路盤材の敷設に使用されていた。この言葉は、ラテン語の接頭辞infra- （「下」を意味する）とフランス語のstructureを組み合わせたもので、これらの構造物の多くは地下にある（たとえば、トンネル、水道・ガスシステム、鉄道）ためである。この用語の軍隊での使用は、1940年代のNATO結成後に米国で普及し、1970年までに都市計画者によって現代の民間の意味で採用された。^[要出典]

1987 年に米国国立研究評議会の委員会は、以下を指す「公共事業インフラ」という用語を採用しました。

「... 高速道路、街路、道路、橋梁、公共交通機関、空港と航空路、給水と水資源、廃水管理、固形廃棄物処理と処分、発電と送電、通信、有害廃棄物管理といった特定の機能モードと、これらのモード要素が構成する複合システムの両方。インフラストラクチャの理解は、これらの公共事業施設だけでなく、社会的需要と物理的世界と相互作用して、人や物の輸送、飲料水やその他のさまざまな用途のための水の供給、社会の廃棄物の安全な処分、必要な場所へのエネルギー供給、コミュニティ内およびコミュニティ間の情報伝達を促進する運用手順、管理慣行、開発政策にも及びます。」^[8]

アメリカ土木学会は、 2～4年ごとにさまざまなインフラの状態に関する組織の意見を示す「インフラ・レポートカード」を発行している。^[9] 2017年現在、^[update]航空、橋梁、ダム、飲料水、エネルギー、有害廃棄物、内陸水路、堤防、公園とレクリエーション、港、鉄道、道路、学校、固形廃棄物、交通機関、廃水の16のカテゴリーを評価している。^{[9] ：4}米国のインフラは「D+」の評価を受けている。^[10]この老朽化したインフラは、政府の怠慢と不十分な資金提供の結果である。^[10]米国はおそらく既存のインフラのアップグレードを検討しているため、設計、建設、運用計画では持続可能な対策が考慮される可能性がある。

パーソナル インフラストラクチャを具体化する方法として、人的資本の観点から考えることが挙げられます。^{[11]人的資本は、}ブリタニカ百科事典では「特定の人口内の個人やグループが所有する無形の集合的資源」と定義されています。^[12]パーソナル インフラストラクチャの目標は、経済主体の価値の質を決定することです。これにより、3 つの主要なタスクが発生します。経済プロセスにおける経済的代理の役割 (教師、未熟練労働者と有資格労働者など)、個人にとってのパーソナル インフラストラクチャの重要性 (教育の短期的および長期的な消費)、およびパーソナル インフラストラクチャの社会的関連性です。^[11]本質的に、パーソナル インフラストラクチャは、経済、個人の成長、および社会的影響に関連して、インフラストラクチャに対する人間の影響をマッピングします。

制度的インフラは「経済体制」という用語から派生しています。ジャンピエロ・トリッシによれば、制度的インフラは経済政策と法律政策の対象です。それは成長を妥協し、規範を設定します。^[11]それは平等な経済データの公正な扱いの程度を指し、経済主体が独自の経済計画を策定し、他者と協力してそれを実行できる枠組みを決定します。

持続可能なインフラとは、環境、経済、社会への影響を考慮した設計と建設のプロセスを指します。^{[10]このセクションには、材料、水、エネルギー、輸送、廃棄物管理インフラなど、持続可能なスキームのいくつかの要素が含まれています。 [10]}考慮すべき要素は他にも無数にありますが、このセクションでは取り上げません。

物質的インフラは、「経済主体の基本的な物理的および社会的要件を満たすために必要なインフラ財およびサービスの生産に本質的に貢献する、移動しない非循環資本財」と定義されます。^[11]物質的インフラには、1)社会的ニーズの充足と 2)大量生産という2 つの異なる性質があります。最初の特性は、人間の生活の基本的ニーズを扱っています。2 番目の特性は、インフラ財およびサービスが利用できないことです。^[11]今日、インフラの構築に使用できる材料は多種多様です。最も一般的なものは、アスファルト、コンクリート、鉄、石材、木材、ポリマー、複合材です。^[13]

ビジネス辞書によると、経済インフラは「通信、輸送、流通ネットワーク、金融機関と関連する国際市場、エネルギー供給システムなど、ビジネス活動を可能にする国内の施設」と定義できます。^{[14]経済インフラは生産活動やイベントをサポートします。これには、道路、高速道路、橋、空港、}自転車インフラ、給水ネットワーク、下水道システム、灌漑プラントが含まれます。^[11]

社会基盤とは、社会サービスを支える施設の建設と維持管理と広義に定義することができます。^[15]社会基盤は、社会の快適性を高め、経済活動を促進するために作られます。これには、学校、公園や遊び場、公共の安全のための構造物、廃棄物処理場、病院、スポーツエリアが含まれます。^[11]

コア資産は不可欠なサービスを提供しており、独占的な特徴を持っています。^[16]コアインフラを求める投資家は、収益、収益の変動性の低さ、分散、インフレからの保護、長期負債のマッチングという5つの異なる特徴を求めています。^{[16]コアインフラには、道路、高速道路、鉄道、}公共交通機関、水道、ガス供給など、すべての主要なタイプのインフラが組み込まれています。

基礎インフラとは、主要な鉄道、道路、運河、港湾、ドック、電磁波、排水、堤防、干拓地を指します。^[11]基礎インフラは、私たちが日常生活で遭遇する、よりよく知られた一般的なインフラの特徴（建物、道路、ドック）で構成されています。

補完的インフラとは、軽便鉄道、路面電車、ガス・電気・水道などのことを指します。^[11]何かを補完するとは、それを完璧にしたり完成させたりすることを意味します。補完的インフラは、生活をより便利で効率的にするエンジニアリングの世界の小さな部分を扱います。それらは、道路橋の場合のように、すでに完成した製品の成功した使用とマーケティングを確実にするために必要です。^[17]他の例としては、歩道の照明、建物の周りの造園、歩行者が休めるベンチなどがあります。

エンジニアは一般的に「インフラストラクチャ」という用語を、大規模なネットワークの形をとる固定資産、つまりハードインフラストラクチャに限定して使用します。^[要出典]インフラストラクチャのより一般的な定義を考案する取り組みでは、通常、ほとんどの構造のネットワークの側面と、ネットワークへの投資の蓄積された価値を資産と呼んでいます。^[要出典] 1998 年のそのような定義の 1 つは、インフラストラクチャを「システム全体が、そのコンポーネントの継続的な交換と改修によって、指定されたサービス基準で無期限に維持されることが意図されている」資産のネットワークと定義しました。^[18]

民間防衛計画者や開発経済学者は、一般的に、学校や病院などの公共サービス、警察や消防などの緊急サービス、経済部門の基本サービスなど、ハードインフラとソフトインフラの両方に言及します。中央および地方レベルの政府機関による長期インフラ投資と官民パートナーシップを組み合わせたインフラベースの開発という概念は、アジア（特にシンガポールと中国）、欧州本土、ラテンアメリカの経済学者の間で人気が高まっています。

軍事インフラとは、基地に駐留しているか、展開しているか、作戦に従事しているかにかかわらず、軍隊の支援に必要な建物や恒久的な施設のことである。例としては、兵舎、司令部、飛行場、通信施設、軍事装備品の倉庫、港湾施設、整備所などがある。^[19]

通信インフラストラクチャとは、非公式および公式のコミュニケーション チャネル、政治および社会ネットワーク、または特定のグループのメンバーが持つ信念、および情報技術、ソフトウェア開発ツールです。これらのより概念的な使用法の根底には、インフラストラクチャが、都市、国家、企業、または共通の利益を持つ人々の集まりなど、サービス対象のシステムまたは組織に組織構造とサポートを提供するという考えがあります。例としては、IT インフラストラクチャ、研究インフラストラクチャ、テロリスト インフラストラクチャ、雇用インフラストラクチャ、および観光インフラストラクチャがあります。^[要出典]

「インフラストラクチャ」という用語は、次のような重複または関連する概念と混同される可能性があります。

土地改良と土地開発は一般的な用語であり、文脈によってはインフラも含まれるが、インフラの議論の文脈では、インフラには含まれない小規模なシステムや工事のみを指す。なぜなら、それらは通常、単一の土地区画に限定され、土地所有者によって所有および運営されるからである。例えば、地域や地区に給水する灌漑用水路はインフラに含まれますが、個々の土地区画の私設灌漑システムは、インフラではなく土地改良とみなされます。自治体のサービスや公共ユーティリティネットワークへのサービス接続も、インフラではなく土地改良とみなされます。^{[20] [21]}

「公共事業」という用語には、政府が所有および運営するインフラストラクチャのほか、学校や裁判所などの公共の建物も含まれます。公共事業とは一般に、公共サービスを提供するために必要な物理的資産を指します。公共サービスには、政府が一般的に提供するインフラストラクチャとサービスの両方が含まれます。

インフラは、政府または民間企業（単独の公益事業会社や鉄道会社など）によって所有および管理される場合があります。一般的に、道路、主要空港やその他の港、水道配水システム、下水道網のほとんどは公有ですが、エネルギーおよび通信ネットワークのほとんどは民有です。^[要出典]公有のインフラは税金、通行料、または従量制の利用者料金から支払われる場合がありますが、民間のインフラは一般に従量制の利用者料金で支払われます。^{[22] [23]}大規模な投資プロジェクトは一般に長期債の発行によって資金調達されます。^[要出典]

政府が所有・運営するインフラは、公共部門に加えて、民間部門または官民パートナーシップで開発・運営される場合がある。例えば、2008年現在、米国では、インフラへの公的支出は1950年以降、GDPの2.3%から3.6%の間で変動している。 ^[24]多くの金融機関がインフラに投資している。 ^[update]

海外開発研究所の研究者によると、多くの開発途上国におけるインフラの欠如は、経済成長とミレニアム開発目標（MDGs）達成に対する最も重大な制約の1つとなっている。インフラへの投資と維持は、特にアフリカの内陸国、農村部、人口密度の低い国では、非常に高額になる可能性がある。1990年から2005年までのアフリカの成長率向上の半分以上にインフラ投資が貢献したと主張されており、成長を維持し貧困に取り組むには投資の増加が必要である。インフラへの投資収益は非常に大きく、通信（ICT）投資では平均30～40％、発電では40％以上、道路では80％の収益がある。^[25]

消費者と企業の両方によるインフラへの需要は、投資額をはるかに上回っています。^[25]アジアにおけるインフラの提供には供給側に厳しい制約があります。^[26]アジア太平洋地域への投資額（約480億ドル）と必要額（2,280億ドル）との間のインフラ資金調達ギャップは、毎年約1,800億ドルです。^[25]

ラテンアメリカでは、需要を満たすためにGDPの3％（約710億ドル）をインフラに投資する必要があるが、例えば2005年には約2％しか投資されておらず、約240億ドルの資金ギャップが残っていた。^[25]

アフリカでは、2015年までにMDGsを達成するために必要とされる年間7%の成長を達成するには、GDPの約15%、つまり年間約930億ドルのインフラ投資が必要になる。脆弱国では、GDPの37%以上が必要になるだろう。^[25]

インフラ整備の資金源はセクターによって大きく異なる。政府支出が中心のセクターもあれば、海外開発援助（ODA）が中心のセクターもあり、民間投資家が中心のセクターもある。^[25]カリフォルニア州では、インフラ整備融資地区が地方自治体によって設立され、固定資産税の増額により指定地域内の物理的な施設やサービスの費用を賄っている。^[27]途上国のインフラ整備市場への民間投資を促進するためには、その市場のリスクが高いことを考慮して、より慎重にリスク配分メカニズムを設計する必要がある。^[28]

政府から支出されるお金は以前よりも少なくなっています。1930年代から2019年まで、米国のインフラへの支出はGDPの4.2％から2.5％に減少しました。^[29]これらの投資不足は実際に蓄積されており、2017年のASCEインフラレポートカードによると、2016年から2025年の間にインフラへの投資は2兆ドル不足するとされています。^[29]世界のGDPの割合と比較すると、米国は平均2.4％で下から2番目の場所に位置しています。これは、政府が古いインフラの修復やインフラ全体に費やすお金が少なくなっていることを意味します。^[30]

サハラ以南アフリカでは、総額249億ドルのうち約94億ドルを政府が支出している。灌漑では、政府がほぼすべての支出を占めている。運輸とエネルギーでは、投資の大部分は政府支出である。ICTと水供給と衛生では、民間部門が資本支出の大部分を占めている。全体的には、援助、民間部門、非OECD金融機関を合わせると、政府支出を上回っている。民間部門の支出だけでも国家資本支出に匹敵するが、その大部分はICTインフラ投資に集中している。2000年代には外部資金調達が増加し、アフリカだけでも外部インフラ投資は2002年の70億ドルから2009年には270億ドルに増加した。特に中国は重要な投資家として浮上している。^[25]

2020年のCOVID-19パンデミックは、何十年にもわたって蓄積されてきた世界的なインフラの資金不足をさらに悪化させた。パンデミックは失業率を高め、経済を広範囲に混乱させた。これは、世帯、企業、連邦、州、地方政府に深刻な影響を及ぼしている。これは、インフラが政府機関からの資金に大きく依存しているため、特に悪影響を及ぼしている。米国では、州および地方政府が公共インフラへの支出の約75％を占めている。^[31]

各国政府は、大幅な歳入減少、景気低迷、医療システムの過重労働、労働力の消極的な利用に直面しており、全般的に巨額の財政赤字に陥っている。しかし、政府はまた、再開を成功させ、成長と雇用を促進し、経済をグリーン化するために、公共投資を拡大する必要がある。^[32] COVID-19に必要なパッケージの異例の大規模化に伴い、経済回復と環境の持続可能性という2つの目標を達成するために、パッケージを「グリーン化」するよう求める声が広がっている。^[33]しかし、2021年3月時点で、G20のCOVID-19関連の財政措置のうち、気候に優しいものはごく一部に過ぎないことが判明している。^[33]

コロナウイルスの流行によって引き起こされた経済的ダメージを修復するには多大な努力が必要であることは明らかですが、2007年から2008年の米国の金融危機が示したように、通常のビジネスにすぐに戻ることは環境に有害である可能性があります。その後の経済減速により、2009年には世界の温室効果ガス排出量は減少しましたが、政府が環境への影響をほとんど考慮せずに実施した経済刺激策により、2010年には排出量が過去最高に達しました。^[34]懸念されるのは、この同じパターンが繰り返されるかどうかです。COVID-19後の期間は、世界が2015年のパリ協定の排出量目標を達成するか、地球温暖化を1.5℃から2℃に抑えるかどうかを決定する可能性があります。^[35]

COVID-19の流行の結果、多くの要因が低炭素復興計画を危険にさらす可能性がある。これには、世界の政治舞台での注目度の低下（2020年の国連気候サミットは2021年に延期された）、経済成長を追求するための環境規制の緩和、低炭素技術の競争力を妨げる原油価格の低下、そして最後に、脱炭素化のプロセスを促進するために使用できたはずの資金を奪う景気刺激策が含まれる。^[34]研究によると、低炭素排出に基づく復興計画は、気候変動と戦うために必要な排出量を大幅に削減できるだけでなく、高炭素復興計画よりも多くの経済成長と雇用を生み出すことができると示唆されている。^[34]オックスフォード経済政策レビューに掲載された研究では、200人以上の経済学者と経済当局者が、「グリーン」な経済復興イニシアチブは、少なくとも「グリーン」でないイニシアチブと同等の成果を上げたと報告した。^[36]また、国際レベルで透明性と説明責任を促進し、各国の財政政策を比較評価できる独立機関を求める声もある。^[33]

さらに、Economic Modelling誌に掲載された計量経済学的研究では、政府のエネルギー技術支出を分析した結果、再生可能エネルギー部門への支出は、化石燃料への支出よりも100万ドルの投資あたり5件多い雇用を創出したことが示されています。^[37]持続可能なインフラは経済的にも環境的にも有益であるため、インフラの未来を表しています。特に気候変動による圧力が高まり、天然資源が減少する中、インフラは経済発展と雇用創出、住民の高い生活の質を維持するだけでなく、環境と天然資源を保護する必要があります。^[32]

持続可能なエネルギーインフラには、再生可能エネルギー発電所の種類と、発電所からそのエネルギーを使用する家庭や企業への交換手段が含まれます。再生可能エネルギーには、風力、太陽光、水力などの十分に研究され広く実装されている方法だけでなく、核融合エネルギーなどの新しいあまり一般的ではないタイプの発電も含まれます。持続可能なエネルギーインフラは、需要に比べて強力な供給を維持し、需要を減らさないように消費者にとって十分に低い価格を維持する必要があります。^[10]これらの消費と価格の要件を満たさない再生可能エネルギーインフラは、最終的には、普及している非再生可能エネルギー源によって市場から追い出されることになります。

持続可能な水インフラは、コミュニティが清潔で安全な飲料水に十分アクセスできることに重点を置いています。^[10]水は電気とともに公共財であるため、持続可能な集水・配水システムは、すべての住民にとって手頃な価格でなければなりません。^[10]「持続可能な水」とは、農業、産業、衛生、飲料水など、さまざまなニーズを満たすのに十分な水を備え、国家またはコミュニティが自立できる能力を指す場合があります。また、水資源の総合的かつ効果的な管理を指す場合もあります。^[38]政策立案者や規制当局は、持続可能な水インフラを実現するための取り組みに、 自然ベースのソリューション（NBSまたはNbS）を取り入れるようになっています。

持続可能な廃棄物管理システムは、個人や企業が生み出す廃棄物の量を最小限に抑えることを目的としています。^[39]商業廃棄物管理計画は、単純な廃棄物除去計画から、除去前に生成される廃棄物の総量を削減することに重点を置いた包括的な計画に移行しています。^[39]持続可能な廃棄物管理は環境に有益であり、廃棄量を削減する企業のコストも削減できます。^[39]

持続可能な交通手段には、温室効果ガスを排出する自家用車から、カーボンニュートラルまたは炭素排出量を削減する自転車や電気バスシステムなどの交通手段への移行が含まれます。^[40]さらに、都市はこれらの環境に優しい交通手段に適した建築環境に投資する必要があります。^[40]都市は、市民がこれらの代替交通手段を使用するように促す持続可能なソリューションの中でも、公共交通ネットワークや自転車道ネットワークに投資する必要があります。都市の自動車への依存を減らすことは、持続可能な交通手段を開発するための基本的な目標であり、これは、交通手段自体を作成することと、老朽化し​​た高速道路システムなどの既存の自動車ネットワークと同等かそれ以上に効率的なネットワークを提供することの両方に協調して焦点を当てなければ達成できません。^[40]

より持続可能なインフラに移行するためのもう一つの解決策は、より持続可能な材料を使用することです。材料は、再生不可能な資源を枯渇させることなく必要な量を生産できる場合、持続可能となります。^[41]また、材料は、確立された定常状態の平衡を乱さないことで、環境への影響が低くなければなりません。^[41]材料はまた、弾力性があり、再生可能で、再利用可能で、リサイクル可能である必要があります。^[42]

今日、コンクリートはインフラで最も一般的に使用されている材料の1つです。建設に使用されるコンクリートの量は、他のすべての建築材料を合わせた量の2倍です。^[43]コンクリートは橋、桟橋、パイプライン、舗装、建物に使用され、産業化のバックボーンとなっています。^[44]しかし、コンクリートは都市間の接続、人や物の輸送、洪水や浸食に対する土地の保護などの役割を果たしていますが、その寿命は50年から100年です。^[45]多くは過去50年以内に建設されたため、多くのインフラは機能し続けるためにかなりのメンテナンスが必要です。

しかし、コンクリートは持続可能ではありません。コンクリートの生産は、世界の温室効果ガス排出量の最大8％を占めています。^[46]世界の工業用水使用量の10分の1は、コンクリートの生産に使用されています。^[46]原材料をコンクリート生産現場に輸送するだけでも、大気汚染につながります。^[46]さらに、生産現場とインフラストラクチャ自体が、生態系にとって不可欠な肥沃な土壌や生息地であった可能性のある農地を奪っています。

グリーンインフラは持続可能なインフラの一種です。グリーンインフラは、植物や土壌システムを利用して、水の管理、洪水などの災害の影響の軽減、^[47]より健康的な都市環境の創出に必要な自然プロセスの一部を回復します。^[48]より実用的な意味では、それは緑の屋根、木、バイオリテンションと浸透、透水性舗装を含む、雨水管理慣行の分散型ネットワークを指します。^[49]グリーンインフラは、エネルギー消費、空気の質、炭素削減と隔離にプラスの影響を与えるなど、生態学的、経済的、社会的利益をもたらす効果により、近年ますます人気の戦略になっています。^[49]

緑の屋根とは、膜の上に植えられた植物で部分的または完全に覆われた屋上です。また、根の障壁、排水および灌漑システムなどの追加の層も含まれます。^[50]緑の屋根には、拡張型（生育媒体の深さが2〜6インチ）と集約型（生育媒体の深さが6インチを超える）など、いくつかのカテゴリがあります。^[50]緑の屋根の利点の1つは、生育媒体に水を蓄える能力により雨水の流出が減り、下水道システムや水路に入る流出水が減るため、合流式下水道の氾濫リスクも減少することです。 ^[50]生育媒体が追加の断熱材となり、屋根表面への日射量が減り、植物の水からの蒸発冷却が提供されるため、エネルギー使用量が削減され、屋根表面の温度と熱流入が減ります。^[50]緑の屋根は、植物が炭素を隔離するため大気中の二酸化炭素も削減し、屋根の温度を下げることでエネルギー使用量と都市のヒートアイランド現象を減らすため、発電による二酸化炭素排出量も削減します。^[51]

植林は、生態学的、社会的、経済的に多くの利益をもたらします。樹木は雨を遮り、土壌への浸透と貯水を促進し、雨滴が不毛な表面に与える影響を軽減し、蒸散によって土壌の水分を最小限に抑え、雨水の流出を減らすのに役立ちます。^[48]さらに、樹木は地元の帯水層の補充に貢献し、流域システムの健全性を改善します。樹木はまた、日陰を作り、大気中に水を放出して空気を冷やし、建物が吸収する熱の量を減らすことで、エネルギー使用量を減らします。^[49]最後に、樹木は有害な大気汚染物質を吸収して温室効果ガスの量を減らすことで空気の質を改善します。

バイオリテンションと浸透の実践には、レインガーデンやバイオスウェールなど、さまざまなタイプがあります。 ^[49]レインガーデンは小さな窪地や自然の斜面に植えられ、在来の低木や花が含まれます。一時的に雨水を貯めたり吸収したりして、流出水から最大90％の栄養素と化学物質、最大80％の堆積物を除去するのに効果的です。^[52]その結果、従来のガーデンよりも30％多くの水を吸収します。^[52]バイオスウェールは、駐車場や歩道などの舗装されたエリアに植えられ、通常は不浸透性の表面から残るシルトやその他の汚染物質を捕捉することで、下水道に溢れるように作られています。^[49]レインガーデンとバイオスウェールはどちらも洪水の影響を緩和し、雨水が地元の水路を汚染するのを防ぎます。屋外の灌漑に必要な水の量を減らすことで、使用可能な水供給を増やします。処理施設に流入する水の量を最小限に抑えることで空気の質を改善し、エネルギー使用量も削減し、結果として温室効果ガスの排出量が減るため大気汚染も軽減されます。^[49]

スマートシティは、インフラや計画のさまざまな分野で革新的な設計・実装方法を使用して、従来の都市よりも相対的に高いレベルの持続可能性で運営されるコミュニティを構築します。^[ 10]持続可能な都市では、都市の回復力とインフラの信頼性の両方がなければなりません。^[10]都市の回復力は、インフラの欠陥に迅速に適応または回復する都市の能力によって定義され、インフラの信頼性は、システムが効率的に機能しながら、出力を最大化し続ける必要があることを意味します。^[10]都市の回復力とインフラの信頼性が相互作用すると、都市は、他の非持続可能コミュニティと比較して同様に合理的なコストで同じレベルの出力を生み出すことができ、操作と使用のしやすさも維持できます。

マスダールシティは、アラブ首長国連邦で建設が予定されているゼロエミッションのスマートシティです。^[53]この計画された居住地は、エネルギー、水、廃棄物管理、交通など、複数の持続可能なインフラ要素を備えているため、「ユートピアのような」ものだと一部の人々は言っています。マスダールシティには、太陽エネルギーを含む再生可能エネルギー方式を含む電力インフラが整備されます。^[53]

マスダールシティは砂漠地帯に位置しているため、持続可能な水の収集と分配は、水循環の革新的な段階で水を利用できるかどうかにかかっています。^[54]市は、飲料水と造園用水の両方を得るために、地下水、中水、海水、黒水、その他の水資源を使用します。^[54]

当初、マスダールシティは廃棄物ゼロとなる。^[53]リサイクルやその他の廃棄物管理と廃棄物削減方法が奨励される。^[53]さらに、市は廃棄物を肥料に変換するシステムを導入し、廃棄物の蓄積に必要なスペースを減らすとともに、従来の肥料生産方法に代わる環境に優しい方法を提供する。

マスダールシティでは車の乗り入れが禁止され、市域内の二酸化炭素排出量の削減に貢献します。^[53]代わりに、インフラ整備の際には代替交通手段が優先されます。つまり、自転車レーンネットワークがアクセスしやすく包括的になり、他の選択肢も利用可能になります。^[53]

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