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

К 2050 году практически 80 % жителей планеты будут проживать в городских центрах. Текущие демографические тенденции таковы, что даже при самых скромных подсчетах население планеты в этот промежуток увеличится еще до 3 миллиардов человек.

Для выращивания и производства достаточного количества продукции понадобится приблизительно 109 гектаров новой земли (что почти на 20 % больше территории Бразилии), при том что будут использоваться традиционные методы ведения сельского хозяйства, осуществляемые сегодня.

В настоящее время для выращивания зерновых культур во всем мире используется более чем 80 % подходящей для этого земли (источники: ФАО и НАСА). Исторически сложилось так, что приблизительно 15 % земель бездумно растрачиваются по причине неэффективных методов управления. Что же можно предпринять, чтобы избежать последствий надвигающегося бедствия?

Потенциальное решение: Вертикальные фермы

Понятие "сельскохозяйственные работы в помещении" не ново с тех времен, как вошло в моду выращивание в теплицах помидоров, широкого разнообразия трав и прочих растительных культур. То, что является новшеством, - это срочная необходимость развития этой технологии, чтобы обеспечить продовольствием еще 3 миллиарда человек дополнительно. Должен быть применен действительно революционный подход в ведении сельского хозяйства внутри помещений, где будут использованы ультрасовременные технологии. Конструкции, так называемые вертикальные фермы , прежде всего, должны быть эффективны (то есть не требовать значительных затрат при строительстве и быть надежными в использовании). Подобные вертикальные фермы на несколько уровней в высоту будут расположены в самом сердце мировых городских центров. Если внедрение таких конструкций будет успешно осуществлено, это, несомненно, приведет к обновлению внешнего вида городов, росту их жизнеспособности, непрерывному циклу обеспечения их жителей проверенной и разнообразной продукцией (благодаря круглогодичному урожаю), а так же возможной нормализации экосистем, пострадавших в процессе ведения земельного сельского хозяйства.

Людям потребовалось 10 000 лет, чтобы научиться правильно выращивать большинство зерновых культур, и это мы считаем сейчас само собой разумеющимся. В процессе большая часть обрабатываемой земли оказалась сейчас истощена, превратившись из естественно плодородной экологически чистой почвы в полузасушливые пустыни. В то же самое время урбанизация достигла такого уровня, при котором уже 60 % населения живут в условиях города в высотных домах. Это означает, что, в первую очередь, мы, жители, оказались более защищены, однако растения и культуры, служащие для нас источником пищи, все же остаются подвержены суровым испытаниям и погодным условиям. И в этом случае всё, что мы можем делать, - это лишь уповать на милость природы. Однако теперь, из-за часто меняющихся погодных и климатических условий результаты остаются непредсказуемыми. Серьезные наводнения, длительные засухи, мощные ураганы 4-5 баллов и разрушительные муссоны ежегодно собирают свою дань, безвозвратно уничтожая миллионы тонн ценных зерновых культур. Неужели растения, которые нас кормят, не заслуживают того же уровня комфорта и защищенности, что присущи нам, людям? Время пока что работает на нас, чтобы научиться, как правильно выращивать сельскохозяйственную продукцию в специально оборудованных для этого, управляемых многоуровневых зданиях, размещенных в пределах городских центров.

Если же мы оставим эту проблему без внимания, через каких-нибудь 50 лет для 3 миллиардов будущих жителей планеты, несомненно, настанут голодные времена, и мир превратится в этом случае в гораздо более неприятное место для жизни, убогое и жалкое.

Концепты вертикальных ферм:

Вертикальная ферма Dragon Fly

Вертикальная ферма Pyramid

Вертикальная ферма Plantagon

Вертикальная ферма SkyFarm

Вертикальная ферма Harvest green

Преимущества вертикальных ферм:

• Круглогодичный сбор урожая; так, 1 акр в закрытом помещении эквивалентен 4-6 акрам открытого грунта или даже больше, в зависимости от урожая тех или иных сортов растений (например, 1 акр рассады земляники равен 30 акрам той же рассады, но на открытом грунте).
• Исключены случаи неурожая из-за неблагоприятных погодных условий, засухи, наводнений или действия вредителей.
• Вся продукция, выращенная в Вертикальных Фермах, является экологически чистой: никаких гербицидов, пестицидов или удобрений.
• Вертикальные Фермы фактически устраняют естественные для сельского хозяйства водопотери, благодаря переработке использованной технической воды
• Вертикальные Фермы служат естественному сохранению природных сельхозугодий, нормализуя функции и свойства естественной экосистемы.
• Вертикальные Фермы снижают уровень некоторых инфекционных заболеваний, свойственных сельскохозяйственной сфере.
• Вертикальные Фермы путем аккумулирования испарений технической воды, так называемой "серой" и "черной", преобразуют ее в питьевую воду.
• Вертикальные Фермы способствуют выработке энергоресурсов благодаря образованию метана в процессе компостирования непригодных для пищи остатков растительного и животного происхождения.
• Вертикальные Фермы значительно сокращают использование природного топлива (не требуется никаких тракторов, плугов и прочей массивной техники).
• Вертикальные Фермы превращают города в центры по выращиванию продукции, позволяя использовать городские условия, ранее не приспособленные для сельскохозяйственных нужд.
• Вертикальные Фермы обеспечивают городским центрам благоприятную окружающую среду, обеспечивая их жизнеспособность.
• Вертикальные Фермы создают новые рабочие места.
• Мы не в состоянии высадиться на Луну, Марс или отправиться еще дальше без предварительного изучения способов ведения сельского хозяйства в закрытых помещениях здесь, на Земле.
• Вертикальные Фермы могут действительно оказаться полезны в экстремальных ситуациях, например, при создании лагерей для беженцев.
• Вертикальные Фермы обеспечивают стабилизацию экономического кризиса в странах третьего мира. При необходимости, Вертикальные Фермы смогут стать катализатором в изменении численности населения развивающихся стран, поскольку сельское хозяйство в городах станет основной жизнеспособной стратегией производства продуктов питания.
• Вертикальные Фермы могут избавить от вооруженных столкновений в борьбе за природные ресурсы для ведения сельского хозяйства, такие как вода и земля.

Облик Вертикальных Ферм будущего и ответы на распространенные вопросы

Профессор Диксон Деспоммьер, конечно же, мечтатель, но многие, восхищены этой его идеей.

Профессором и другими экспертами была представлена брошюра "Проект дизайна ферм в условиях города с целью накормить Нью-Йорк", выпущенная под эгидой Муниципального Художественного Общества. После представления брошюра была мгновенно раскуплена. В дополнение к имеющимся в ней материалам здесь были опубликованы тексты журналиста и комментатора газеты Washington Post Нейла Пирса, а также упомянуты такие авторы, как:

Колин Каткарт, архитектор из Бруклина, обладающий крупным портфолио работ в области проектирования жизнеспособных зданий.

Джен Нэлкин, Директор по озеленению и ландшафтному дизайну компании Gotham Greens, первого гидропонного крышного фермерского хозяйства в Нью-Йорке.

Нэвин Коэн, доцент кафедры экологических исследований Новой Школы. Выдержка из книги гласит: "Его текущие исследования сфокусированы на политике производства продукции в условиях города, и особенно на инновационных стратегиях планирования данного производства в ландшафте города и периферии..."

" Дэн Альберт, ландшафтный дизайнер из Сиэттла, в прошлом - участник группы развития концептуально новой Эко-лаборатории - самостоятельно функционирующего строения, производящего энергию, пищу и воду.

Из этой вечерней дискуссии ясно, что решение таких проблем, как обеспечение продовольствием и изменение климата должны вестись в различных направлениях. В то время как профессор Деспоммьер ратовал за вертикальное сельское хозяйство, Нэвин Коэн предложил среди прочих идею выращивания продукции на городских общественных территориях.

Что если бы фруктовые и ореховые деревья выращивались прямо в парках, и городские жители могли бы собирать таким образом урожай? Позже в беседе Коэн получил несколько одобрительных реплик в ответ на заявление, что он все еще уподобляет сельское хозяйство почвенным работам, а не просто гидропонике.

Дженн Нелкин предложила путь к примирению, сказав, что окончательный ответ может быть получен, исходя из нескольких решений (и с ней согласились многие). Фактически, Нелкин продолжила, что для специалистов в развитии данной области остается все еще очень много нюансов. Часто, когда речь заходит о ее крышном хозяйстве, ее часто спрашивают, какую систему гидропоники она использует. Ответы могут быть даны на различных уровнях.

Решающий момент настанет, когда укрепится система финансирования. Все участники дискуссии согласились, что требования к безопасному и жизнеспособному производству продуктов питания в городах значительно возросли. Несмотря ни на что, мы продолжаем искать приемлемые пути, чтобы продукция стала доступной широкому населению и рабочие обладали хорошим прожиточным минимумом. К сожалению, одним из вопросов аудитории, который так и остался без ответа, был следующий: "Смогут ли городские фермеры позволить себе жить в Нью-Йорке?". Лично я считаю, что их роль будет столь же важна, как и роль практикующих врачей, по крайней мере, я бы очень надеялся на это.

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.

Сегодня овощные культуры чаще всего выращиваются в застекленных горизонтальных помещениях методом гидропоники. Однако в последнее время начала распространяться и новая технология аэропоники, предусматривающая культивацию растений в вертикальных помещениях. AeroFarms – крупнейшее сельскохозяйственное предприятие в мире, использующее данный метод.

Представляя себе овощную ферму, вы наверняка сразу же думаете о посадке семян рядами и необходимости рыться в грязи. А потом вспоминаете, что время от времени растения нужно брызгать пестицидами, делать рН-проверки, следить за доступом к солнечному свету, удобрениям и воде. Но на ферме AeroFarms в американском Ньюарке все по-другому.

Здания площадью 6410 квадратных метров, которое включает не только вертикальные теплицы, но и штаб-квартиру компании. Ферма разместилась на базе заброшенного сталелитейного завода, проект реконструкции которого разработан дизайнерским агентством KSS Architects.

Для круглогодичного выпуска качественной продукции используется технология аэропоники, имеющая некоторые общие черты с гидропоникой. И в том, и в ином случае посадка семян производится на специальную материю, которая способствует прорастанию и выращиванию сельскохозяйственных культур. При этих методах для фотосинтеза используется искусственное светодиодное освещение с использованием световых волн специально подобранной длины, благодаря чему достигается максимум выработки хлорофилла при минимуме потребляемой энергии.

Однако есть и серьезное различие: если при гидропонике для доставки влаги и питательных веществ в корни растения применяются жидкие растворы, то в случае аэропоники для этих целей используются водяные пары.

Представители AeroFarms утверждают, что такой метод производства позволяет осуществлять более быстрый цикл выращивания и давать больше биомассы, нежели другие виды культивации, при этом продукцию можно получать круглый год. Кроме того, имеется и ряд других выгод.

Так, например, при этой технологии не используются пестициды, увеличивается срок годности выращенных овощей, а производственные потери сводятся к минимуму благодаря использованию оросительной системы замкнутого цикла, в которой может применяться любая сточная вода. К тому же модульные вертикальные стенки, на которых выращиваются культуры, позволяют значительно экономить пространство.

Компания считает, что подобный подход к ведению хозяйства является необычайно продуктивным. Он позволяет получать с одного квадратного фута земли в 75 раз больше продукции в год, чем при применении других технологий, при этом количество используемой воды снижается вдвое.

AeroFarms является государственно-частным предприятием, финансирование которого ведется как городским советом Ньюарка, так и рядом государственных и частных фондов.

По сравнению с традиционным подходом к сельскому хозяйству, вертикальные фермы значительно продуктивнее и занимают меньше места. Согласно последнему отчету Корнелльского университета, AeroFarms будет производить в 10 раз больше той же зелени по сравнению с типичной фермой в Центральном Нью-Йорке площадью 5 тысяч квадратных километров.

Как правило, потребители покупают зелень, которая собрана за 5-7 дней до этого, так как фермы или теплицы находятся в сотне километров от города. AeroFarms расположена всего в 24 километрах от Манхэттена и доставляет растения в магазины в день сбора.

Экологические преимущества методов AeroFarms в том, что по сравнению с традиционным фермерством, используется на 95% меньше воды и на 50% меньше удобрений. Поскольку зелень растет в помещении, воздействие вредителей нет вообще. Поэтому отпадает необходимость в пестицидах. Фермеры полностью контролируют процесс выращивания, вносят нужные коррективы.

Хотя есть и недостатки.

Критики вертикального земледелия беспокоятся о большом потреблении энергии, увеличении углеродных выбросов почти в 10 раз. При больших затратах на энергию тяжело спрогнозировать цены таких овощей и фруктов. Некоторые фермы уже задействовали альтернативные источники энергии, а светодиоды за 2012-2014 годы увеличили эффективность освещения примерно на 50%.

С 2004 года AeroFarms построила уже девять вертикальных ферм вокруг Ньюарка. Компания планирует запустить фермы и в других городах Восточного побережья США, экспериментировать с разными фруктами и овощами. Судя по финансовой поддержке американских инвестиционных гигантов Goldman Sachs и Prudential в размере $39 млн, AeroFarms вызывает большой интерес.

Прошло время, когда на фермах горбатились рабочие - теперь даже зелень окружили датчиками. Сельское хозяйство становится высокотехнологичным.

Подписывайтесь на Квибл в Viber и Telegram , чтобы быть в курсе самых интересных событий.