Автор: Чжан Чаоцинь. Источник: DIGITIMES.

Ожидается, что стремительный рост населения и тенденция урбанизации будут стимулировать и способствовать развитию и росту индустрии вертикальных ферм. Вертикальные фермы считаются способными решить некоторые проблемы производства продуктов питания, но эксперты считают, что вопрос о том, могут ли они стать устойчивым решением в этой области, по-прежнему остается открытым.

Согласно отчетам Food Navigator и The Guardian, а также исследованиям Организации Объединенных Наций, численность населения планеты вырастет с нынешних 7,3 миллиарда человек до 8,5 миллиарда человек в 2030 году и до 9,7 миллиарда человек в 2050 году. По оценкам ФАО, для обеспечения продовольствием населения к 2050 году производство продуктов питания увеличится на 70% по сравнению с 2007 годом, а к 2050 году мировое производство зерна должно вырасти с 2,1 миллиарда тонн до 3 миллиардов тонн. Производство мяса необходимо удвоить, доведя его до 470 миллионов тонн.

Корректировка и расширение земель под сельскохозяйственное производство не обязательно решат проблему в некоторых странах. Великобритания использует 72% своих земель под сельскохозяйственное производство, но по-прежнему нуждается в импорте продовольствия. Соединенное Королевство также пытается использовать другие методы ведения сельского хозяйства, например, использовать туннели, оставшиеся после Второй мировой войны, для аналогичного выращивания растений в теплицах. Инициатор проекта Ричард Баллард также планирует расширить ассортимент выращиваемых культур в 2019 году.

С другой стороны, водопотребление также является препятствием для производства продуктов питания. Согласно статистике ОЭСР, около 70% водопотребления приходится на сельское хозяйство. Изменение климата также усугубляет проблемы производства. Урбанизация также требует от системы производства продуктов питания обеспечения продовольствием быстро растущего городского населения при сокращении числа сельских рабочих, ограниченных земельных и водных ресурсах. Эти проблемы стимулируют развитие вертикальных ферм.
Низкая стоимость вертикальных ферм откроет возможности для внедрения сельскохозяйственного производства в городах, а также позволит приблизить его к городским потребителям. Расстояние от фермы до потребителя сократится, что укоротит всю цепочку поставок, и городские потребители будут больше заинтересованы в продуктах питания и получат более легкий доступ к свежей, питательной продукции. В прошлом доступ к здоровой свежей пище был затруднен для городских жителей. Вертикальные фермы можно будет строить прямо на кухне или на собственном заднем дворе. Это будет самым важным посылом, который передаст развитие вертикальных ферм.

Кроме того, внедрение модели вертикального земледелия окажет широкое влияние на традиционную цепочку поставок в сельском хозяйстве, и использование традиционных сельскохозяйственных препаратов, таких как синтетические удобрения, пестициды и гербициды, значительно сократится. С другой стороны, возрастет спрос на системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) и системы управления для поддержания оптимальных условий климата и управления водными ресурсами. В вертикальном земледелии обычно используются специальные светодиодные светильники для имитации солнечного света и другое оборудование для создания внутренней или внешней архитектуры.

Исследования и разработки в области вертикальных ферм также включают в себя упомянутые выше «умные технологии» для мониторинга условий окружающей среды и оптимизации использования воды и минералов. Важную роль будет играть и технология «Интернет вещей» (IoT). Она может использоваться для регистрации данных о росте растений. Сбор урожая будет отслеживаться и контролироваться компьютерами или мобильными телефонами, находящимися в других местах.

Вертикальные фермы позволяют производить больше продуктов питания, используя меньше земли и воды, и далеки от вредных химических удобрений и пестицидов. Однако стеллажи в помещении требуют больше энергии, чем традиционное сельское хозяйство. Даже при наличии окон обычно требуется искусственное освещение по другим ограничивающим причинам. Система климат-контроля может обеспечить оптимальные условия для выращивания, но она также довольно энергоемка.

Согласно статистике Министерства сельского хозяйства Великобритании, салат выращивается в теплицах, и, по оценкам, на каждый квадратный метр площади посадки ежегодно требуется около 250 кВт·ч энергии. По данным совместных исследований немецкого исследовательского центра DLR, вертикальная ферма аналогичного размера потребляет поразительное количество энергии — 3500 кВт·ч в год. Поэтому вопрос о том, как повысить приемлемое энергопотребление, станет важной темой для будущего технологического развития вертикальных ферм.

Кроме того, вертикальные фермы также сталкиваются с проблемами инвестиционного финансирования. Как только венчурные капиталисты вмешаются, коммерческая деятельность прекратится. Например, зоопарк Пейнтон в Девоне, Великобритания, был основан в 2009 году. Это был один из первых стартапов в области вертикальных ферм. Он использовал систему VertiCrop для выращивания листовых овощей. Пять лет спустя, из-за недостатка последующего финансирования, эта система также прекратила свое существование. Следующей компанией стала Valcent, которая позже стала Alterrus и начала внедрять метод выращивания растений в теплицах на крышах в Канаде, что в конечном итоге закончилось банкротством.