Эта запатентованная Urban Produce «система вертикального выращивания с высокой плотностью размещения» снижает расходы топлива и другие издержки на транспортировку продукции, использует на 80% меньше удобрений по сравнению с традиционными способами выращивания и может сама получать воду для растений из влажного воздуха, рассказывает президент и генеральный директор компании Эдвин Хортон. «Конечная цель - стать полностью независимыми от энергосетей», – добавляет он.
AeroFarms построила вертикальную ферму площадью около 6500 кв. м в здании бывшего сталелитейного завода в Нью-Джерси. Там компания выращивает рукколу и другую листовую зелень методом аэропоники. Высота стеллажей достигает 11 м. AeroFarms получила более $50 млн от инвесторов, среди которых Prudential и Goldman Sachs. Компания поставляет свою продукцию в магазины нескольких штатов и рассчитывает, что ее система появится и в других городах по всему миру, говорит ее генеральный директор Дэвид Розенберг.
Такие фермы не могут полностью удовлетворить потребности городов в продовольствии, говорит Генри Гордон-Смит, управляющий директор Blue Planet Consulting Services, специализирующейся на разработке и управлении городскими сельскохозяйственными проектами. На вертикальных фермах выращивают в основном листовую зелень - такой продукт быстро оборачивается и обеспечивает денежный поток в бизнесе, постоянно требующем серьезных вложений. Выращивание других овощей и фруктов требует больше пространства и может не иметь экономического смысла, учитывая стоимость искусственного освещения, указывает Гордон-Смит. Вряд ли таким способом будут выращивать пшеницу, рис и другие подобные продукты - у них более длительный срок хранения, их проще складировать и доставлять издалека.
Запуск и работа городской фермы обходятся дорого. AeroFarms только предстоит стать прибыльной, Розенберг ждет, что это произойдет в ближайшие месяцы, после того как новая ферма позволит увеличить масштабы бизнеса. Urban Produce в этом году стала рентабельной, отчасти за счет акцента на особых продуктах, таких как микрозелень, говорит Хортон, основавший компанию в 2014 г. Компания FarmedHere, один из пионеров отрасли в США, в прошлом году закрыла свою ферму в окрестностях Чикаго и объединилась с другой компанией. По словам ее сооснователя Пола Хардеджа, успеху отчасти помешали регуляторные бюрократические барьеры, к тому же стоило размещать ферму подальше от центра города, чтобы сэкономить на аренде помещения.
Новые технологии улучшат экономику вертикальных ферм, надеется Гордон-Смит. Новые камеры, сенсоры и приложения для смартфонов помогают следить за ростом растений. Одна компания даже разрабатывает очки с функцией дополненной реальности, помогающие работникам ферм определить, какие растения готовы к сбору. «Будущее для вертикальных ферм выглядит блестящим, но если вы начинаете такой бизнес сегодня, будьте готовы к трудностям», – говорит Гордон-Смит.
Власти некоторых городов пытаются способствовать появлению городских ферм и облегчают регуляторные барьеры. Так, в мэрии Атланты в 2015 г. появилась должность директора по городскому сельскому хозяйству. Власти города предоставили кредит на развитие проекту BetterLife Growers: осенью в одном из районов Атланты появятся теплицы, где будут выращивать салаты и зелень в так называемых садах-башнях - толстых трубах, помещенных в большие баки. Питательной средой для растений станет субстрат на основе минеральной ваты. Компания рассчитывает, что ее проект создаст рабочие места для местных жителей, а первыми покупателями ее продукции станут местные школы и больницы.
Немецкая Agrilution разработала технологическое решение для выращивания зелени и овощей на любой кухне. В этом году она выпускает в продажу прибор, похожий на мини-холодильник. Он оборудован светодиодным освещением и автоматической системой полива, которой можно управлять со смартфона. Стартовая цена – 2000 евро, но компания рассчитывает, что в течение пяти лет производство и продажи станут действительно массовыми, что позволит снизить цену и сделать прибор доступным для большинства жителей развитых стран.
Австралийская Biofilta вывела на рынок свою модульную систему Foodwall, которую можно установить на балконе, крыше или заднем дворе. Для полива растений можно использовать дождевую воду, для удобрения – компост из пищевых отходов. Сооснователи компании разработали Foodwall, когда узнали, что, по прогнозам экспертов, к 2050 г. только 18% овощей и фруктов, потребляемых жителями Мельбурна, будет выращиваться в его окрестностях. «Мы были в шоке. А потом мы посмотрели на тенденции в других странах и поняли, что там происходит то же самое», – вспоминает генеральный директор Biofilta Марк Нойс.
Перевела Надежда Беличенко
Urban Crops выбрала гидропонику. Вандекрюс отмечает, что они перерабатывают воду несколько раз после того, как она испаряется с растений, и вытягивают ее из влажного воздуха. Ее также обрабатывают ультрафиолетовым светом, чтобы предупредить распространение болезней.
Возможно, ключевым преимуществом вертикального земледелия является то, что в нем используется гораздо меньше воды. «Мы сделали оценку с листьями салата и поняли, что снижаем потребление воды на 5%, по сравнению с традиционным выращиванием на полях», объясняет Вандекрюс.
Но Urban Crops не планирует зарабатывать на продаже сельскохозяйственных культур. Он планирует зарабатывать деньги на продаже своих вертикальных ферм.
Он разработал системы роста как продукт сам по себе - люди смогут их купить, чтобы выращивать пищу в относительно ограниченных пространствах - и, возможно, это позволит перенести ферму в городские районы или комплексы, такие как университетские городки. Эту установку также можно поставить рядом с существующими производственными линиями на тепличных фермах.
Одно из крупнейших имен в области вертикальных ферм, однако, имеет другую бизнес-модель. AeroFarms расположены в Нью-Джерси, США, и открыли, по их словам, самую большую в мире крытую вертикальную ферму общей площадью в 7000 кв.м. Компания надеется производить вкусную зелень в больших количествах.
Эд Харвуд - изобретатель и эксперт по сельскому хозяйству, который придумал технологию, которая сделала это возможным. К такой идее он пришел несколько лет назад во время работы в Корнельском университете, где аэропонные системы использовались для выращивания растений в лабораторных условиях. Почему этот подход не используется в более широких масштабах, спросил тогда себя он?
«Я спрашивал: как так получилось? Люди говорили: о, на этом не сделать денег, солнце бесплатно, свет делать дорого и все такое», вспоминает Харвуд.
Такое положение дел его не устраивало. После долгих экспериментов он придумал систему и конструкцию сопла для распыления аэропонного тумана на корни его растений. В AeroFarms корни растут сквозь тонкую ткань, а не почву. Но детали того, как он решил ключевую проблему - как сохранить сопла чистыми с течением времени - остаются коммерческой тайной.
«У каждого сопла, купленного с полки, были существенные проблемы», говорит Харвуд. «Я должен был что-то сделать и пришел к решению интуитивно». Но о нем он никому не рассказывает.
Как и Urban Crops, AeroFarms уделяет первостепенное внимание выращиванию быстрорастущих овощных салатов и зелени. Харвуд считает, что спрос на такую продукцию, выращенную на местном рынке на крупных предприятиях, может однажды стать особенностью городских окраин. И еще он гарантирует хрусткость и свежесть, которую хотят потребители.
Харвуд твердо уверен в том, что бизнес, который затеяли он и его коллеги, может быть прибыльным. Но есть много скептиков.
Майкл Хамм, профессор устойчивого сельского хозяйства в Университете штата Мичиган, один из таких. Он отмечает, что вертикальные фермы зависимы от постоянных поставок электричества, большая часть которого поступает от источников на ископаемом топливе.
«Зачем тратить эту энергию, чтобы произвести салат, если можно получать свет от солнца?», говорит он.
Он говорит, что просто нет экономического смысла выращивать некоторые культуры таким образом. «При 10 центах за киловатт-час количество энергии, которое потребуется для производства пшеницы, выйдет примерно в 11 долларов за буханку хлеба».
Когда-то был подъем домашнего пивоварения - будет ли подъем домашнего фермерства?
Хамм признает некоторые преимущества такого подхода. Если закрытые системы хорошо поддерживатьб, эта технология должна теоретически давать воспроизводимые результаты с каждым урожаем - вы, скорее всего, всякий раз будете получать культуры одного качества. Кроме того, хотя вертикальная ферма стоит довольно дорого, это более привлекательный вариант для людей, впервые попавших в сельскохозяйственный бизнес - им не придется тратить годы, чтобы выяснить, как бороться с капризами солнца и времен года. Замены этому опыту пока не придумали.
С развитием технологий вертикального земледелия и вероятным снижением стоимости, некоторые делают ставку на то, что люди захотят выращивать собственную зелень дома.
Neofarms - это немецко-итальянский стартап, который предвосхищает это. Его основатели Хенрик Йобчик и Максимилиан Рихтер разработали прототип вертикальной фермы размером с бытовой холодильник с морозилкой.
«Мы разработали ее в стандартных размерах кухонного шкафа», объясняет Йобчик, добавляя, что их план заключается в том, чтобы сделать устройство доступным в интегрированном или отдельно стоящем дизайне, как кому понравится. Людям, которые купят себе этот агрегат, придется платить за электроэнергию, содержать Neofarms в чистоте и постоянно наполнять водой. Но взамен они получат самые свежие продукты.
«С растениями, растущими в системе, вы знаете об условиях, в которых они выросли», говорит Йобчик. «И получаете свежесть, а это одна из крупнейших проблем со свежими овощами, особенно зелени».
В супермаркетах будущего могут быть собственные миниатюрные вертикальные фермы.
Если вы сами выбираете растения и сразу их едите, вы получаете больше витаминов и других питательных веществ, которые можно потерять при упаковке и транспортировке. Многие потребители уже выращивают травы на оконной раме, но это недорогое и малоэффективное мероприятие. Возможно, в будущем это станет эффективным и повсеместным способом накормить себя хрустящим салатом.
Городские cклады, заброшенные и высотные здания являются последним местом, где вы ожидали бы найти источник зеленой революции. Тем не менее, от Сингапура до Пенсильвания, вертикальные фермы обещают реализовать инновационный и экологический способ накормить растущее городское население.
Самая большая вертикальная ферма открыла магазин в городе Скрэнтон, штат Пенсильвания. Построенный специалистами из Green Spirit Farms в Нью- Буффало, магазин имеет один уровень площадью в 3,25 га, но на нем устанлены высокие полки, на которых будут развиваться около 17 миллионов растений, их число постоянно растет.
Цель вертикальных ферм – решение основных проблем, возникающих при выращивании культур в засушливых зонах и на бесплодных х, расположенных на сотнях километрах вдали от городских центров. Вместо этого, Диксон Despommier, эколог их Колумбийского университета в Нью-Йорке, оддержавший идею вертикальных ферм еще в 1999 году, предположил, что пища должна ежегодно выращиваться в городских высотных зданиях, что также снизит уровня загрязнения от выбросов углекислого газа, возникающих при перевозке фруктов и овощей.
Растения получают свои питательные вещества через воду, использование гидропоники и светодиодов, имитирующих солнечный свет. Их содержание не трудно, потому что полки с растениями автоматически поворачиваются таким образом, что каждое растение получает необходимое количеств света, а автоматические водяные насосы обеспечивают равномерное распределение питательных веществ.
"Весь процесс можно контролировать с помощью смартфонов фермера", - рассказывает Дэниел Kluko, менеджер компании GSFs R&D. Он уточняет, что новая ферма в Скрэнтон будет ежегодно выращивать 14 видов зеленого салата, капусту Брунколь, помидоры, перец, базилик, клубнику. Ее мощность будет почти в 10 раз выше, чем первой вертикальной фермы, открытой в 2011 году в Нью- Буффало.
Сторонники идеи видят в вертикальных фермах способ накормить растущее городское население. По прогнозам ООН, к 2050 году, 86 % граждан развитых стран будут жить в городах. Запасы продовольствия станут более надежными, потому что производство будет развиваться даже при неблагоприятных погодных условиях. В то время как фермеры защищают свои урожая от внутренних вредителей, вертикальные фермы не нуждаются в гербицидах или инсектицидах. Кроме того, вода в них сохраняется гораздо лучше, чем при традиционном сельском хозяйстве.
Главная ферма GSF была построена после того, как засуха поразила многие районы в США, нехватка воды представляет собой огромную проблему. Мы разработали фермы и в целях рециклинга, так как они используют на 98% меньше воды, чем традиционное ", - говорит Kluko. Это делается путем сбора воды из атмосферы с помощью осушителя, устройства, выполняющего двойную роль, так как избыток влаги может привести к таким проблемам, как появление плесени на листьях.
Большинство вертикальных ферм функционирует при естественном освещении. На солнечных территориях Сингапура фермы предпринимателя Джека Ng не нуждаются в искусственном освещении. Его ферма со стеклянными стенами, расположенная на 4 этажах, содержит мобильные стеллажи, на которых выращивают китайскую капусту и салат, поднимающиеся вверх с помощью малого генератора.
С другой стороны, в Японии компания Nuvege владеет фермой в провинции Киото, расположенной в здании без окон. Ферма была открыта в бывшем ангаре для самолетов, где светодиоды регулируют два типа хлорофилла, один из которых предпочитает красный свет, а другой - голубой. Используя эту регулировку, можно выращивать растения в любом месте", - отмечает Диксон Despommier. Nuvege производит 6 миллионов растений зеленого салата в год для клиентов Subway и Токио Диснейленд.
Этот процесс предполагает высокий уровень потребления электричества. Светодиоды эффективны только на 28 %, а это значит, что производство является дорогостоящим и вертикальные фермы имеют мало шансов на существование в регионах, где выращивание овощей не стоит больших затрат. Тем не менее, голландские инженеры от Philips создали светодиоды с эффективностью 68%, что позволит значительно сократить затраты.
Новые исследования показывают, что растения не требуют постоянного искусственного света. Despommier считает, что мы можем использовать свет, который меняет свою интенсивность в течение всего дня, варьируя от искусственного рассвета до заката. Подражение этим изменениям уменьшит количество используемого электричества. Такие идеи уже воплощаются GSM , где инфракрасные светодиоды имитируют 5 минут заката в конце каждого дня. У перца и помидор период цветения наступает быстрее", - говорит Kluko.
Прогресс вертикальных ферм может наступить также благодаря другим источникам. Научно-исследовательское агентство США D.A.R.P.A. использует 18 -этажную вертикальную ферму в Техасе для выращивания генетически модифицированных растений, которые производят белки для вакцин. Трудности также играют свою роль. Цунами, которое вызвало ядерную аварию в Fukoshima в 2001 году, привело к инновациям, так как многие облученные сельскохозяйственные районы больше не могут использоваться по назначению.
"Фукусима оказала большое влияние на данную область, - утверждает Despommier . Прежде чем платить за покупки, люди проверяли продовольственные товары на детекторе радиоактивного излучения Гейгера".
Если вам понравился этот материал, то предлагаем вам подборку самых лучших материалов нашего сайта по мнению наших читателей. Подборку - ТОП о существующих экопоселениях, Родовых поместьях, их истории создания и все об экодомах вы можете найти там, где вам максимально удобно 26 марта 2017 в 20:43Роботизированная вертикальная ферма выращивает растения на 400% эффективнее обычной фермы
Население Земли постоянно растет, соответственно, увеличивается потребность в продуктах питания. Об этом говорят уже много лет, причем некоторые ученые считают, что в скором времени планета не сможет прокормить всех людей. Другие специалисты утверждают, что никакой проблемы с едой для людей нет, нужно лишь разработать новые способы культивирования растений, чтобы получать больше биомассы в единицу времени. Причем растения нужны не только людям, но и животным, которых выращивает человек для своих нужд, особенно - для крупного рогатого скота.
Один из наиболее перспективных способов достижения желаемого - создание вертикальных ферм . Многоэтажные стеллажи или даже здания с растениями на каждом ярусе делают возможным получение зеленого продукта в больших количествах даже в черте города. Здесь на помощь приходят и высокие технологии. Например, сельскохозяйственная компания FodderWorks разработала полностью автономную систему, которая способна работать без участия людей, работая гораздо более эффективно, чем фермер-человек.
Во всяком случае, за единицу времени эта вертикальная ферма-робот выращивает на 400% больше биомассы, чем человек. Ее достоинство не только в скорости работы но и в том, что она практически не использует плодородные почвы, а также потребляет совсем немного воды по сравнению с обычными сельскохозяйственными угодьями.
«Такая система совместима с любыми злаковыми культурами. Но ее можно использовать и для культивирования любых других растений, которых могут употреблять в пищу как люди, так и животные», - говорят авторы идеи.
Процесс выращивания довольно простой. Семена размещаются в специальных ящиках, которые устанавливаются на полках. Здесь их начинают освещать и давать воду с питательными веществами. Через шесть дней семена прорастают, образуя плотные зеленые «маты». Эту биомассу вполне можно использовать в качестве корма для крупного рогатого скота. Причем не требуются ни удобрения, ни ядохимикаты. А стоимость биомассы при таком способе работы составляет около 15 центов за килограмм (6 центов за фунт). Большой плюс корма в том, что это не сухое сено, а полноценное растение, которое гораздо более полезно для животных, чем сено. Надо думать, что рогатым питомцам ферм сочная свежая зелень придется больше по вкусу, чем сухая трава. Хотя, откуда нам, людям, об этом знать.
Зеленый корм для скота такого типа - не новинка, он используется давно. Проблема в том, что обычно нужны работники для ухода за системой, поскольку речь идет о ручном труде. Если нанять много людей - себестоимость корма будет высокой. Если сотрудников фермы будет мало - то не получится выращивать необходимое для животных количество корма. Но если система будет автоматизированной, этих проблем удастся избежать. Вот, почему разработчики из FodderWorks решили создать свою систему.
Она может стать спасением для мелких фермеров, тех, кто не может позволить себе наемных работников для расширения масштабов своей работы и увеличения объемов производства продуктов питания. Как считают представители FodderWorks, теперь «наши партнеры могут себе позволить быть эффективными, самостоятельно ведя свой бизнес, что может стать стимулом для создания большего количества рабочих мест в сельскохозяйственной сфере».
Роботизированная ферма, о которой идёт речь, сама засыпает зерно в ящики, сама выставляет необходимый режим питания и освещения. Через шесть дней ферма-робот собирает получившийся продукт и пакует его. Человек нужен только для того, чтобы дать выращенный корм скоту. В принципе, автоматизировать можно и это, что с успехом используют многие сельскохозяйственные предприятия.
Стоимость одной робо-фермы, способной вырастить тонную растений в день, составляет $233 000. Система с производительностью 12 тонн растений в день составляет $996 000, то есть себестоимость тонны получается меньшей, чем у робо-фермы небольшого размера.
Автоматизация производства продуктов питания - не новость. Этой проблемой занимаются как частные компании, так и научные организации. Не так давно на Geektimes описывалась аквапоническая ферма Verticulture, которая дает возможность одновременного производства рыбы (тилапия) и растений (базилика). На сегодняшний момент ферма Verticulture представляет собой систему из баков с водой и стеллажей высотой до 3 метров. Тилапия живет в баках, а ящики с базиликом сообщаются при помощи труб с емкостями с рыбой. Между ними расположены емкости с бактериальной культурой, где идет переработка отходов жизнедеятельности рыб в нитратное удобрение. Корни растений получают питательные вещества, а вода очищается от солей, возвращаясь к рыбам уже очищенной.
К 2050 году количество жителей на планете увеличится до 10 млрд, а 80% из них будут жить в городах. И этих людей нужно будет чем-то кормить. Потому и появилась инициатива создавать фермы в городских условиях, которые не займут много места и всегда будут рядом. Первые из них уже показали свою эффективность, но неизвестно, как быстро они смогут окупиться.
Вертикальная ферма создает идеальные условия для растений.
В ней их можно выращивать целый год.
Вертикальная ферма может состоять из секторов для:
аэропоники - выращивание в воздушной среде без использования почвы;
гидропоники - выращивание в искусственной среде без почвы;
аквапоники – выращивание в водной среде.
Эти сектора подпитываются альтернативными источниками энергии, повышая экологичность продукта.
Солнечные батареи и генераторы на биогазе в 30-этажной ферме могут генерировать до 56 млн киловатт энергии, в то время как для ее функционирования нужно всего 26 млн киловатт.
Это значит, что ферма станет полностью энергетически независимой. Секторам с гидропоникой нужно на 70% меньше воды, чем растениям, которые находятся на полях. Это объясняется идеально созданными условиями для выращивания, отсутствием привычной почвы, которая поглощает большую часть влаги, и капельным орошением - система постоянно добавляет воду растениям словно капельница, а не обрушивает на них большой и разовой поток. Идеальные условия создаются благодаря контролю температуры, углекислого газа и влажности воздуха - оставаясь неизменными, они позволяют выращивать культуры целый год. Также повышается урожайность культур на акр в 4-6 раз по сравнению с традиционным выращиванием на полях
Конструкция вертикальной фермы защищает культуры от погодных катаклизмов и гарантирует полный урожай. А на выходе получается экологичный товар, так как здесь практически не используются пестициды.
Выращенный продукт можно отправить в ресторан недалеко от фермы, или сразу же доставить в ближайшие торговые сети - расходы на логистику уменьшаются, так как ферма находится уже в городе.
Самые большие и первые фермы начали появлятся в Азии и США.
Sky Greens в Сингапуре - это первая коммерческая вертикальная ферма в мире. Растения выращиваются на 38-ярусной башне, которая напоминает букву "А". Башни вращаются вокруг алюминиевых балок, которые обеспечивают правильное распределение воды, солнечного света и воздуха для растений.
FarmedHere - первая вертикальная ферма в США, которая сертифицирована USDA. Растения выращиваются благодаря аэропонике. В воду с растениями помещается рыба тилапия, богатая питательными веществами. Они поглощаются культурами и ускоряют их рост, а вода очищается для нормального развития тилапии.
Mirai Corp в Японии - самая большая вертикальная ферма в мире, площадью 25 000 м2. Для работы ферме нужно на 40% меньше энергии, на 80% меньше удобрений, и на 99% меньше воды, чем для обычной фермы. А продуктивность увеличилась в 100 раз - в день производитися 10 000 головок латука.
Aerofarms В США – одна из самых больших вертикальных ферм в мире. Площадь фермы составит 6500 кв.м., и ежегодно она будет приносить около 900 тонн листьев для салата.
Растениям, которые там выращиваются, не требуется солнечный свет и земля, и нужно в 20 раз меньше воды, чем для традиционной фермы.
Но у этих ферм есть большая проблема - их стоимость и содержание.
Критики вертикальных ферм ставят под сомнение их потенциальную прибыльность.
Например, капитальные затраты, а также дополнительные расходы на электроэнергию для освещения и отопления могут перевесить любые выгоды. Ведь установить комплекс сантехнических и лифтовых систем для распределения пищи и воды в 30-ти этажном здании - не так просто и дорого.
В то время как традиционным фермам не нужны такие технические ухищрения, чтобы начать работу с культурой.
Вертикальные фермы - это новое направление в агробизнесе, которое может полностью его изменить.
Но пока что мы можем получить только зелёные овощи и рыбу. Лишь некоторые вертикальные фермы выращивает что-то помимо зелени, например, Pasona O2 - она специализируется на томатах. Возможно, в будущем обычный "борщевой набор" в полном составе тоже перекочует на вертикальную ферму, и поля как таковые изживут себя. Но это ещё только в планах. Ведь такие фермы дорого и нелегко обслуживать.