持続可能な都市インフラ

持続可能な都市インフラは、都市開発の改善と回復力の向上を期待して、持続可能性の要素を追加することで、都市インフラの概念を拡張します。都市の機能を可能にする建設や物理的および組織的構造において、持続可能性は、将来の世代の能力を損なうことなく、現在の世代のニーズを満たすことも目的としています。^[1]

国連総会で定められた国際的な持続可能な開発目標のうち、 SDG 9はインフラを扱っていますが、インフラはSDGsの残りの目標の基礎となるものです。そのため、持続可能なインフラの実現は、社会のさまざまな分野で大きな関心事となっています。^[2]

世界人口の56%以上が都市に住んでいるため、都市部の持続可能な開発は極めて重要です。都市は気候変動対策を主導していますが、世界の二酸化炭素排出量の約75%を占めています。^{[3] [4] [5] [6]}

2019年に発表された持続可能な都市インフラに関する研究の進化に関する文献調査では、この概念は研究コミュニティで成長し続けており、技術の向上に伴って範囲が変化していることが強調されています。 ^[7]コロラド大学デンバー校 の工学・応用科学学部によると、都市インフラとは、都市を構成する工学システム（水、エネルギー、輸送、衛生、情報）を指します。都市インフラにおける持続可能性の取り組みは、ユーティリティの評価だけに基づくのではなく、地球温暖化や自治体の廃棄物と闘い、経済的繁栄を促進することを目指しています。これらの取り組みの社会経済的影響には、持続可能なインフラの実装における政策とガバナンスが含まれることが多く、その多様性により、国、地域、またはよりローカルな規模でさまざまなプログラムが生まれます。^[8] 人口増加の増加に伴う課題により、高性能で費用対効果が高く、資源効率が高く、環境に優しい持続可能なインフラの必要性が生じています。^[9]

米国環境保護庁は、持続可能なデザインの計画プロセスは、生態学的、経済的、社会的に持続可能なコミュニティの開発につながると主張しています。^[10]持続可能な都市インフラの 設計では、ローカリゼーションと持続可能な生活を重視しています。持続可能な開発の原則によれば、人口密度の高い地域での個人のエコロジカルフットプリントを削減することが目的です。

こうした都市環境に何を含めることができるかという基準は、既存のインフラや建築形態、気候、地元の資源や人材の利用可能性 などの違いにより、場所によって異なります。

一般的に言えば、持続可能な都市インフラとしては次のようなものが考えられます。

• 公共交通機関ネットワーク
• 分散型発電と統合エネルギー需要管理の取り組みとプログラム
• 高効率建築物や、グリーン建築物やエネルギー効率の高い造園を備えた持続可能な居住地の建設のみを許可するなどの開発上の制約。
• 緑地と野生生物の回廊がつながっている
• 水資源を保護するための低影響開発手法
• 災害軽減技術と計画
• 高度に統合された通信ネットワーク
• 地域資源や再生可能資源へのアクセスを向上させるシステム

持続可能な都市インフラに対するより体系的な見方が人気を集めています。住宅や空間だけに焦点を当てるのではなく、専門家は都市資源の代謝、住民の相互関係、都市が時間の経過とともに発達する複雑な脆弱性に関するアイデアを取り入れています。^[8] グリーンインフラは持続可能な都市インフラのサブセットであり、主に生態学的影響、水資源、自然に基づく解決策を考慮しています。^[7]

研究開発の量を比較すると、米国、英国、オーストラリア、中国がインフラの解決策を生み出すことに最も関与している。国によって優先事項が異なると、持続可能性の焦点も国によって異なることが多い。利用可能なプロジェクトや研究のレビューによると、米国と英国は文化、水、災害、都市計画に対する持続可能な解決策を優先している。米国は特にグリーンインフラの取り組み（例：グリーンアレープログラム）で進歩を遂げている。^[11] 中国とオーストラリアの優先事項は似ているが、オーストラリアでは防災よりも観光が優先され、中国はガバナンス、電力、土地開発に大きく関与している。^[7]

一般的に、既存のインフラとガバナンスの課題は、持続可能な都市慣行への進展を遅らせる可能性があります。多数のアフリカ諸国に適用される国連の2030年持続可能な開発アジェンダは、持続可能性に向けて取り組みながらこれらの課題に対処することを目指しています。国連によると、アフリカの人口のわずか40％が都市部に住んでいるが、これらの都市部とその相互接続性は急速に拡大しており、持続可能性を考慮する必要があります。これを考慮して、アフリカ連合（AU）は、アジェンダ2063：私たちが望むアフリカで独自の持続可能性とインフラのイニシアチブを開始しました。国連とのアフリカの議論では、社会の都市文化と代謝のインフラ内の持続可能性の尺度として、資源の倫理的な抽出と資源への公平なアクセスに特に言及しています。しかし、一貫した政府規制の欠如と社会経済状況は、アフリカ全土に回復力があり持続可能な動機を持つ都市ネットワークを確立する試みを妨げ続けています。多くのアフリカ諸国で採用されている統合的な都市政策を策定する国家的な運動は、成長する都市部の最大の利益のために政府が協力して土地を開発するという考え方に希望を与えている。^[12]

増加する中国人の人口とは対照的に、オーストラリアの人口は人口増加率の低下により回復力が脅かされています。オーストラリア全土の官僚組織の統合グループによって実行されるより効率的な土地開発と多目的ユーティリティシステムは、人口の増加または減少に関係なく、国の社会的、環境的、経済的利益を最大化することができます。^[13]

持続可能な都市インフラは、カナダでは持続可能な自治体インフラとも呼ばれています。これは、ある場所や地域での持続可能な生活という目標に向けた進歩を促進するインフラの取り組みです。^[14]持続可能な建築と持続可能な農業のための都市計画を可能にする技術と政府の政策 に注目が集まっています。

カナダでは、カナダ市町村連盟、カナダ住宅・インフラ・コミュニティー協会、カナダ国立研究会議、カナダ公共事業協会など、FCMインフラガイドプロジェクトに関連するいくつかの組織が、自治体インフラ、特に大規模都市インフラの持続可能性の実現を目指しています。これらの組織は、環境プロトコル、およびできるだけ早い段階での意思決定に生態学的および社会的指標と要因を含めることを提唱しています。持続可能な農村インフラにはまだあまり焦点が当てられていませんが、これはプロジェクトの明示された目標であり、発展途上国における持続可能な農村開発の達成も同様です。

彼らの見解では、持続可能性に関する懸念は、少なくとも以下を含む「 私たちの生活の質を維持するインフラの維持、修復、アップグレード」のすべてに当てはまります。

• 自治体の意思決定と投資計画
• 飲料水供給
• 雨水や廃水、特にそのような水が処理され再利用されるまでの移動距離を最小限に抑える
• 道路や歩道、そして交通システムとの統合により、人々のよりスムーズな流れを実現する
• 環境プロトコルと多分野にわたる実践を遵守することを保証する（例：グリーン調達）。

これらおよびカナダ会計検査院長やサービスカナダを含むその他のカナダの公的機関は、自治体のパフォーマンス監査、情報技術、通信技術、モラル購入、「データ、情報、共通インフラストラクチャ、テクノロジー」の共有、および「ビジネスプロセスの統合」の必要性などの関連取り組みに重点を置いています。特に、この統合により、カナダが達成することを約束した京都議定書の目標の下で懸念されていた重複と無駄、特に電子廃棄物と温室効果ガスの排出がさらに削減されます。 2011年、カナダは経済的な懸念から京都議定書から脱退しました。^{[15] [16]}

中国の人口増加は、資源消費と資源生産の比率に大きな影響を与えており、中国政府と経済に対して、中国社会の持続的な長寿を可能にするために、より効率的な資源利用方法を確立するよう圧力をかけています。循環経済政策は、製品のライフサイクル全体にわたって繰り返し分析と再利用を強制することにより、すでにこの問題に対処し始めています。この問題を解決するために、中国はまず、科学技術と企業管理の進歩を促進し、労働効率を向上させるよう改善します。2つ目は、企業が市場のニーズに従って生産要素の組み合わせを最適化し、生産と需要のインターフェイスを実現するように導くことです。3つ目は、政府が企業間の競争と勝ち組と負け組を排除するメカニズムを許可し、商品の生産と運営の能力を高めることです。最後に、中国政府はまったく異なる分野で近代的な都市センターを計画しています。現代的なフレームワークには、オープンな交通、給水、および独特の私有地域と機械地域の普及が含まれます。^[17]中国の一部地域のような先進国や先進国は、経済生産性と消費主義の飛躍的な成長を目指すことが多いが、この飛躍的な成長は、統合システムアプローチを通じて達成できる資源消費の飛躍的な減少と一致させる必要がある。多くの社会レベルで消費主義とライフスタイルの変化を取り入れるこの体系的なアプローチは、持続可能な都市インフラの体系的なダイナミクスを反映している。持続可能性を相互接続されたシステム（交通、土地開発、コミュニティ形成など）の機能として扱うことで、1つのシステムの変化の影響を増幅することができ、インフラの特定のセクターが単独で機能不全に陥ることはない。^[13]

北ジャカルタの再開発は、持続可能な設計の実施の有効性と、そのような設計の利点に関する一般の知識を評価する2012年のプロジェクトの対象でした。沿岸の都市部は特に大きな社会経済的格差、高密度のスラム街、不十分な開発計画に悩まされています。構造方程式モデル（SEM）の結果によると、持続可能な再設計は沿岸地域の向上に役立つものの、持続可能な都市インフラに対する一般の有効性は著しく欠けていることが明らかになりました。^[18] ジャカルタで実施された一般調査では、次の優先事項が強調されました。

• 土地利用
• 公共交通機関
• 建築空間
• オープンスペース
• ネットワークインフラと廃棄物
• エネルギー
• 水文学
• 空気と太陽

政府は、これらのインフラ要素に持続可能な技術と手法を適用することで、北ジャカルタの社会経済的幸福を再活性化することを目指しています。しかし、完全に回復力のある社会を効果的に構築するためには、設計プロセスを政府の取り組み、商業部門、世論の間で共有する必要があることをプロジェクトは強調しています。この相互関係は、都市を、繁栄するために社会のさまざまなレベルで効果的に共有される前述の優先事項のエコシステムと見なすプロジェクト哲学に反映されています。 ^[19]持続可能な設計を実施する際に直面する最大の課題の1つは、将来の運用コストとメンテナンスの定量化であると予想されますが、理想的には、持続可能性の向上によるメリットによって相殺されます。^[18]

スイスのグローバル・インフラストラクチャー・バーゼル財団（GIB）は、政府、銀行、都市など、さまざまなステークホルダーがプロジェクトサイクルのあらゆる段階で持続可能な都市インフラプロジェクトの設計、実施、資金調達を行うのを支援しています。^[20]現在、GIBはフランスの銀行ナティクシスと協力して、SuRe®標準（持続可能でレジリエントなインフラの標準）^[21]を開発しました。これは、世界的な自主的なISEAL標準です。^[22] GIBは、SuRe®標準の簡易版であるSuRe® SmartScanも開発しました。これは、持続可能なインフラプロジェクトの自己評価ツールとして機能します。これは、プロジェクト開発者にSuRe®標準でカバーされているさまざまなテーマの包括的な分析を提供し、SuRe®標準の認証を取得しようとしているグリーンインフラプロジェクトに強固な基盤を提供します。^[23]

標識、ボラード、街路設備などの道路沿いや都市のインフラは、損傷や劣化を起こしやすい。インフラが劣化すると、交換または強化が必要になる。既存の公的資金源は、これらのニーズを満たすのに不十分である。^[24]自己修復技術は、インフラが影響を受けたときに周囲の舗装や基礎を損傷から保護することができ、メンテナンスを減らし、都市開発の持続可能性を向上させることができる。^{[25] [26]}自己修復開発により、開発期間中、都市インフラのメンテナンスによる廃棄物や埋め立てがゼロになる。

政策と技術は再生可能エネルギー源の導入において重要な要素であり、エネルギー効率を向上させるだけでなく、通信ネットワークの電力需要や災害時の都市の自給自足にも役立ちます。ゼロエネルギービル、冷暖房需要の削減、居住者の行動の理解を深めるプロジェクトは、無駄なエネルギー調達に関する総合的な視点を実現します。^[27]

分散型発電とエネルギー需要管理はスマートグリッドの構成要素である。スマートグリッドとは、再生可能でエネルギー効率の高い発電手段を使用する電力網を指す。最適化された都市は、通信ネットワーク、インターネット、および都市コミュニティの電子的および文化的インフラストラクチャを構築するその他の電子信号にもスマートグリッドを使用する可能性がある。電気自動車と変電所は輸送とグリッドを結び、インターネットを介した商取引は経済を直接結び付ける。都市が大きくなり、電子化への依存度が高まるにつれて、信頼性とセキュリティは機関や一般市民にとって大きな懸念事項になる。再生可能で効率的なシステムを使用することで、都市は電力と情報サービスの崩壊の脅威を軽減できる。^[7]

交通インフラ全体のフットプリントを減らすには、地域内の統合設計によってアクセス可能な地域消費者基盤が必要です。この設計は、効果的な土地開発の結果であり、有能なガバナンスによって監督されるのが理想的です。また、一貫した資金提供と効果的な投資により、公共交通機関は安定したサービスを維持し、結果として都市自体の安定性を維持できます。前述の概念は、「交通の4つの柱」の1つの解釈です。

• ガバナンス
• 資金調達
• 近隣地域
• インフラストラクチャー

都市部の混雑に伴う自動車の排出ガスは都市住民の健康状態の悪化と直接相関しており、公共交通機関は回復力のある公衆衛生と環境衛生を維持するために最適化されている。ここでも費用対効果が重要であり、維持費は利益（金銭的および/または社会的）を上回る必要があるが、国営の公共交通機関はしばしば大きな損失を被る。^[28]

イリノイ大学シカゴ校の複雑かつ持続可能な都市ネットワーク（CSUN）研究所などで研究されている一般的な統治および管理方法は、資源の需要と供給の制御です。需要と供給を操作すると、都市社会をより保守的に使用され、持続的な使用につながる資源とインフラの形態に導くことができる可能性があります。さらに、都市インフラの形態間の相互依存性と多機能性を体系的に設計することにより、社会はインフラの一部が故障しても、他の部分がサービスの損失を補うことができるようにします。これは統合設計にも関連しています。^[29]

資源材料のライフサイクルアセスメントは、都市の環境フットプリントを計算するのにも役立ちます。2017年には、世界中の少なくとも84のサンプル都市で、2050年までにフットプリントが58％～116％増加すると予測されていました。都市が社会的および技術的に資源消費を削減し、エネルギー効率の高い慣行を採用した場合、予測されるフットプリントは劇的に改善されます。残念ながら、これらの統計は、都市の正確な状況、リソース、資産がすべて異なるため、比較が難しいことがよくあります。ただし、世界的に価値のあるリソースが使用されている場合は、国同士の関連性が高まり、国際的な対話、計画、先見性が促進されます。^[30]

• 持続可能な都市
• 環境デザイン
• グリーンインフラ
• ランドスケープアーバニズムAALU
• ニューアーバニズム
• 地域計画
• スマートシティ
• 持続可能な都市排水システム
• 公共交通指向型開発
• 持続可能なインプラント
• エコシティ
• 都市生態学

• 都市は地球を救う：気候変動、種の絶滅、石油ピークに対する都市の解決策
• カナダの環境と経済に関する全国円卓会議による持続可能な都市インフラに関する提案
• カナダの環境と経済に関する全国円卓会議持続可能な都市イニシアチブ
• カナダ、レジーナの「明日のコミュニティ」産業研究パートナーシップ
• [1]