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美国“重建更美好未来”需要数字化建设

21-06-09

拜登政府近期正在力推其与“重建更美好未来”的基础设施建设计划。美国信息技术与创新基金会(ITIF)在 2021 年 5 月发布了其主席阿特金森编撰的《美国“重建更美好未来”需要数字化建设》一文。报告认为,美国未来的国家基础设施建设发展计划都应该包括“21 世纪的数字基础设施”,它不仅包括对诸如宽带和政府信息技术系统等核心数字基础设施的投资,也包括对现有物理基础设施进行数字升级,提高性能。报告认为,与传统基础设施相比,数字基础设施将在经济增长、竞争力、国家安全和环境方面产生显著的长期效益;鉴于中国已经宣布的基础设施发展计划将投资包括 5G 和 6G 网络、工业互联网、智能电网和智能城市等未来的“创新基础设施”,因此美国的基础设施计划也应当为包括有线和无线宽带在内的数字基础设施提供大量资金,同时为地方、州和国家政府机构提供资金,对旧的信息技术系统进行升级改造;美国的基础设施计划还应确保资金用于升级物理基础设施,并实现数字化,同时为智慧城市、农场、工厂和其他部门提供支持。以下是该报告主要内容,供参考。

一、前言

在竞选美国总统时,乔 • 拜登(Joe Biden)的口号是“重建更美好未来”。拜登提出了价值 2 万亿美元的基础设施计划,他当然希望能够更好地建设未来重现往日辉煌。这确实是一次千载难逢的机会,可以大胆地进行大规模投资来推动美国向前迈进。但是,如果这份计划没有包含数字基础设施,而仅仅是关于“沥青和管道”这类物理基础设施,那么确实它会起到重建的作用, 却不会把美国变得“更加美好”。

因此,当政府和国会就一项重大的国家基础设施计划的规模、组成和资金进行谈判时,他们必须确保这份计划足够重视 21 世纪的数字基础设施。这意味着不仅要对核心数字基础设施进行投资,例如无线和有线宽带以及政府信息技术系统,还要对混合数字基础设施进行投资。要通过数字技术升级混合数字基础设施中包含的现有物理基础设施,例如道路、桥梁、电网和供水系统,甚至是整个城市,显着提高设施性能,满足网络安全需求,创造经济机遇。(信息技术和创新基金会在其他文章中也提到了基础设施计划支持研发的重要性。)

如果美国还将基础设施计划的重点放在 20 世纪基础设施上,而中国却在 21 世纪基础设施方面跃居领先地位,那么美国就将失去关键机遇。

中国致力于走数字化道路,在未来“创新基础设施”上投入了巨额资金(未来五年将投入1.4 万亿至 2.5 万亿美元),包括 5G 和 6G 网络基础设施,工业互联网(包括“物联网”),智能电网和新一代互联网架构。此外,中国有 25 个省份启动了自己的数字基础设施项目,进一步增加了投资数额。如果美国还将基础设施计划的重点放在 20 世纪基础设施上,而中国却在 21 世纪基础设施方面跃居领先地位,那么美国就将失去关键机遇。

将数字技术(而不只是宽带技术)摆在基础设施计划的核心位置将创造更多就业机会,传统基础设施建设也会如此,但是与传统基础设施不同的是, 以数字技术为核心的计划将在经济增长、竞争力、国家安全和环境等方面产生显著的长期效益。修建高速公路和供水系统确实可以为美国更多地区带来经济机遇,但投资数字基础设施不仅能够做到这一点,还能确保所有美国人都有机会参与数字经济。如果我们再次被迫实施社交隔离,那么随着数字技术发挥关键作用,更强大的数字基础设施将使美国更具应变能力。

因此,基础设施计划应拿出大量资金,用于有线和无线宽带建设,升级国家电网并实现数字化,升级物理基础设施,例如水利系统、垃圾处理和道路系统建设;并支持智慧城市、楼宇、农场、工厂和其他部门;同时为地方、州和国家政府机构提供资金,对旧版本的信息技术系统进行升级,使其变得更安全、更现代化、更高效。

二、基础设施计划目标

国家基础设施计划应当包括以下三个主要目标:

1.改善基础设施

计划的主要目标应当是改善国家的基础设施,这是保证经济活动和生活质量的基础。但是,如果可以在实现这一目标的同时达成其他目标,例如增强竞争力或生产力,那么决策层就应该好好利用这些机会。

3.促进生产力增长

在现今的时代背景之下,“基础设施支出就是一项投资”这一广为认同的观点已经不再正确了。如果“基础设施投资”没能促进生产力的增长,那么它就仅仅是支出,而不是投资。只有基础设施项目产生的净现值经济利益大于支出成本时,才能称其为投资。某些类型的基础设施建设,例如翻新道路或修建交通设施,只能算是支出,因为在许多情况下它们并不会产生超出成本的经济收益。相比之下,其他基础设施建设,尤其是数字基础设施,具有显著的正效益成本比,因为与那些只涉及“水泥和钢铁”的基础设施项目相比,这类基础设施建设成本更低,而收益更高。

3.增强美国竞争力

通过帮助出口企业提高竞争力,或帮助企业开发基础设施向海外出售更多产品,某些类型的基础设施可以提高美国经济的竞争力。欧洲和许多亚洲国家都赌注押在了一系列的基础设施技术上,例如 5G 无线网络数字基础设施和包括智慧城市在内的物联网技术,这样做不仅是为了获得经济和社会利益,还能够提高使用这类基础设施的公司的生产力,同时帮助生产这些系统的公司获得全球市场份额。如果美国限制对数字基础设施的投资,就很有可能将未来拱手让给外国公司,尤其是中国公司。

就业方面,让美国人重返工作岗位应当是计划的主要目标。可以肯定的是,总统和大多数支持者推广大规模基础设施计划的初衷都是创造就业机会。事实上,拜登的计划被称为“美国就业计划”。以短期内创造就业机会为目标来制定计划可能会为其赢得政治支持,但这实际是一种误导。

许多关于物理基础设施支出的经济利益的研究得出的结论都是“这种支出能够收获巨大效益”,但这是因为他们假设如果没有这些支出,从事基础设施建设的工人就会失业。但现在的情况并非如此。随着经济逐渐复苏,再加上 2020 年和 2021 年的大规模经济刺激计划,我们有理由相信,几年之内美国经济就能实现充分就业,在基础设施计划对就业产生的影响表现出来之前,这种结果就会出现。其次,任何通过财政赤字供资的资金都会随着资金支出而创造就业机会。用凯恩斯的话来说,即便政府把 100 美元的钞票放在旧的葡萄酒瓶中,再把它埋在废弃的矿山中,都可以创造出就业机会。

因此,尽管短期内创造就业机会仍是基础设施支出的主要政治卖点,而且决策层考虑对数字基础设施的投资如何使美国工人在未来的工作中取得成功的想法也是正确的,但是决策层不应当将减少短期失业作为主要目标, 因为这样做将使计划更有可能倾向于支持那些几乎无法带来长期经济增长效益的基础设施支出。

三、什么是“数字基础设施”

“基础设施”一词可以指各种各样的实物资产。它的定义之一是“城市和社区的基本设施、服务和组织架构”,这其中不仅包括公路和铁路,还包括消防站、监狱、水坝、学校等等。这个定义虽然包罗万象,但对于细致的政策审议来说又太过宽泛。因此“基础设施”也可以指社会用来运输和处理货物、人员或信息的系统。

“数字基础设施”中至少有一部分包含信息技术

“数字”一词是指以电子方式收集、处理和传输信息的信息技术系统,“数字基础设施”中至少有一部分包含信息技术。因此就出现了两种数字基础设施:混合型设施和专用型设施。

专用型数字基础设施从本质上来说就是数字化的。传输数字网络数据包的宽带电缆就是一个例子,提供高级计算访问权限的数据超级计算中心或量子计算设施也属于专用数字基础设施,而提供前台或后台服务的电子政务服务系统同样属于这一种类。开放数据的门户网站则可以为包括企业和个人在内的整个社区提供访问政府数据的权限。

混合型基础设施是在传统的物理基础设施中添加数字组件来提高性能。例如在供水管道中嵌入传感器用于检测和传输泄漏信息就属于混合型基础设施。数字化电网也属于混合型基础设施,它通过智能电表、先进控制系统和通信网络来收集和分配信息,并根据供电方、消费者和电网本身的行为做出响应。智能交通系统同样属于这一类别,例如能够对交通状况做出动态响应的交通信号灯。此外还有安装数字传感器用于监控压力的桥梁系统。

四、数字基础设施投资效益

许多人认为,在物理基础设施上的支出能够推动长期经济增长,如道路、桥梁和供水系统等。世界经济论坛也认为“基础设施可以促进经济增长”。保罗• 克鲁格曼(Paul Krugman)称,“如果投资是有效的,那么从长远来看,它就能扩大经济生产力”。对于物理基础设施而言情况显然如此。投资经理人史蒂夫• 拉特纳(Steve Rattner)曾写道:“基础设施计划不会快速发挥缓解作用,但能够支持未来更强劲的经济增长。”

实际上人们一直坚信传统的物理基础设施(混凝土和钢铁)的确能够促进长期增长。但有证据表明,在过去 40 年间,这种增长效益逐步下降,与其他领域尤其是 21 世纪数字基础设施相比,其增长效益十分有限。一篇被广泛引用的 1989 年的论文得出的结论是,对道路、输电线路和桥梁等项目的传统基础设施投资增加 1%,能够使生产率提高 0.23%。但是随着美国州际系统的建立,这些投资的效益则有所下降。一项研究发现,20 世纪 70 年代,美国的高速公路投资的年度总经济回报率为 18%,到 80 年代降到 5%,而 90 年代仅为 1%。对运输基础设施研究的一项汇总分析发现,“运输基础设施公共投资增加 10%,经济产出增加约 0.5%。这说明交通基础设施在提高生产力方面的作用十分有限。”

此外,许多进步人士对汽车和高速公路状况提出强烈反对,因此基础设施法案中道路建设支出的绝大部分都将用于道路修缮和交通建设,而不是拓宽车道,但前者在刺激生产力增长和提高竞争力方面的作用极小。

相比之下,对数字基础设施的投资可能会产生更大的总体经济回报,专用型和混合型基础设施都是如此。例如,根据研究人员的评估,如果欧盟其他国家数字基础设施建设水平能够达到挪威在 2011 年达到的水平,那么欧盟GDP 将增长 3150 亿美元。此外针对欧洲公司使用宽带情况的研究发现,宽带网络的使用对劳动生产力具有显着的积极影响。根据迈克尔 • 曼德尔(Michael Mandel)的估算,全面部署 5G 网络将使美国生产力提高11%。美国电力研究所估计,未来 20 年内,由于生产效率的提高,动态定价和其他智能电网功能有望带来 310 亿至 500 亿美元的年平均经济收益。此外,虽然某些传统基础设施已经具备了一些数字组件,但这些组件已经过时,很容易受到网络攻击的侵害。脆弱的物理基础设施,尤其是管理水坝、废水系统和电网运行的工业控制系统,使美国暴露在对手的潜在攻击之下,很可能会造成相当大的经济和物质损失。数字基础设施投资使我们有机会能够弥补严重漏洞,实现这些系统的现代化。

与此同时也不应忽略物理基础设施。一些潜在的项目也可能会带来丰厚的回报,例如增加拥挤地区的道路通行能力。但所有的基础设施计划都应当确保在 21 世纪数字基础设施领域进行大量投资。

五、数字基础设施投资领域

为了确保数字基础设施的部署,基础设施计划法案应当将以下领域作为投资目标:

1.宽带基础设施

农村地区的宽带基础设施至关重要,投资应首先集中于没有宽带服务的地区,应同时支持固定宽带和移动宽带。

2.电网设施

电网应当提高弹性,为此基础设施计划应当将大量投资用于对电网进行现代化、扩大化,保护性和数字化建设。这需要提供资金用于试点项目,在特定地点集成和测试该地区电网信息技术。

3.智慧城市

在智慧城市发展方面美国已经落后于其他国家,因此基础设施计划应包含一项全国智慧城市计划,帮助城镇使用数字技术改善运营情况,提高生活质量。此外,还应当为试点项目提供资金,支持智能系统的建设,如智能农场、智能工厂、智能医疗保健、智能楼宇(尤其是联邦建筑)以及其他通过传感器和分析程序进行升级的系统。

4.物理基础设施

基础设施计划应当为各州提供资金,用于升级物理基础设施,如供水系统,垃圾处理系统以及道路和桥梁系统。应当确保将资金用于混合型数字技术解决方案,例如升级网络安全措施。

5.新一代超级计算及量子计算

基础设施计划应划拨资金,确保所有社区,无论种族或地域,都能够使用新一代超级计算和量子计算服务。

6.升级旧的信息技术系统

基础设施计划应投入大量资金帮助地方、州和国家政府机构升级旧的或过时的信息技术系统,包括但不限于投资基于云服务的信息技术系统,为政府客户提供安全、可移动的在线服务,为工作人员和服务承包商提供远程工作能力。

六、结论

信息技术正在创造一个智能世界,从智能企业到智能学校再到智能城市。新提出的基础设施计划为美国带来了千载难逢的计划,使美国能够应用 21 世纪数字基础设施,对旧的基础设施进行现代化改造,这将产生一系列的经济和社会效益。