Вертикальні ферми можуть врятувати нас від голоду. Що та як там вирощують — досвід фермерів США й України

До 2050 року від голоду страждатимуть десятки мільйонів людей, а 130 млн узагалі опиняться за межею бідності. 350 млн мешканців мегаполісів відчують вагомий брак води, якщо темпи глобального потепління дорівнюватимуть 1,5 ºС, як затверджено в Паризьких кліматичних угодах. Проте експерти з питань клімату впевнені, що один лише перехід на рослинну їжу за наступні 30 років може скоротити забруднення довкілля на 70%.

Оптимальним варіантом для вирощування рослинних продуктів можуть стати вертикальні ферми. Вони потребують на 95 % менше води, ніж звичайні аграрні угіддя, а ще дають приблизно 30 врожаїв на рік. У листопаді журнал The Economist вніс ферми до важливих технологій 2022 року. А за прогнозами дослідницької компанії MarketsandMarkets, світовий ринок вертикальних ферм досягне $9,7 млрд до 2026 року. Можливо, ви вже навіть куштували вирощені там продукти.

Журналістка Vector Анастасія Шкальова розібралася, що таке «вертикальні ферми», як вони функціонують у США та Україні, а також чи справді вони можуть стати панацеєю від глобального голоду.

Технологія родом із минулого

Почнемо з відповіді на головне питання: чому ферми називають вертикальними? Просто культури вирощуються одна на одній, а не звичайними горизонтальними рядами. Це економить простір і підвищує врожайність на квадратний метр території. Зазвичай вертикальні ферми розташовані в закритих приміщеннях. Наприклад, складах. Там аграрії можуть контролювати умови для рослин.

Часто інновації — лише нове прочитання старих ідей. Вертикальні ферми — не виняток. Ось кілька фактів про цю технологію:

• Перший «прототип» вертикальних ферм створили ще вавилоняни орієнтовно 2500 років тому. До речі, вам він відомий як одне із семи чудес світу — «Сади Семіраміди». Щоправда, сам факт їхнього існування все ще остаточно не доведений.
• Тисячу років тому ацтеки використовували першу варіацію технології гідропоніки. Вони вирощували рослини на болотистих «плотах» у річках і на мілководних озерах.
• У 1600-х роках французи та голландці намагалися пристосувати середземноморські фрукти до свого холодного клімату. Вони створили складні кам’яні фруктові стінки, які притягували тепло протягом дня, а вночі підвищували температуру на 10 ºС.
• 1915 року американський геолог Гілберт Еліс придумав термін «вертикальне сільське господарство» та написав однойменну книгу. Ідея з’явилася внаслідок вивчення альтернативних способів збільшення сільськогосподарських угідь.
• А от автором концепції та терміну «вертикальні ферми» вважається професор Колумбійського університету Діксон Деспом’єр. Це сталося 1999 року.
• У період із 2014 до 2020 року включно в стартапи у сфері вертикальних ферм інвестували приблизно $1,8 млрд. На 2020-й загальна площа таких сільгоспугідь становила 30 гектарів.
• MarketsandMarkets вважає, що світовий ринок вертикальних ферм досягне $9,7 млрд до 2026 року. Сукупний середньорічний темп зростання (CAGR) становитиме 25 %.

Види вертикальних ферм

• Гідропонні — найпопулярніша система вертикальних ферм. Рослини вирощують у поживних розчинах із води та добрив (із чи без використання штучного середовища: пісок, гравій тощо).
• Аеропонні — технологію розробило NASA у 1990-х роках. Ця система краще підходить для вирощування рослин в умовах космосу. Коріння висить у повітрі, а рослина отримує поживні речовини завдяки розчину на водній основі, який доставляється дрібним туманом або росою.
• Аквапонні — це симбіоз гідропоніки та ставкового господарства. Овочі та трави вирощують у контейнерах без ґрунту. Поживні речовини рослини отримують зі стічних вод ставків, зокрема споживаючи продукти життєдіяльності риб. Потім ця вода повертається в ставок уже очищеною. Щоправда, комерційні вертикальні ферми частіше віддають перевагу гідропоніці, ніж аквапоніці.

Досвід американських «вертикальних» аграріїв

Щоби краще розібратися в темі «вертикальних ферм», ми поспілкувалися з піонерами технології в США — AeroFarms. Вони одними з перших створили вертикальну ферму 2004 року в Ітаці (штат Нью-Йорк). Потім розширили до Ньюарка (штат Нью-Джерсі). Загалом компанія має чотири ферми.

Зараз AeroFarms будує нову ферму в Сент-Луїсі (штат Міссурі). Вона матиме найбільшу площу серед усіх подібних проєктів компанії — майже 14 000 м². Також 2022 року з’явиться нова ферма дочірньої компанії AeroFarms — AeroFarms AgX LTD в Абу-Дабі (ОАЕ).

AeroFarms вирощує руколу, крес-салат, капусту, мікроброколі та іншу продукцію. Вона продається під брендом Dream Greens. Щорічно компанія вирощує понад 900 тонн листових рослин. Це орієнтовно 30 врожаїв на рік.

З 2010 року AeroFarms отримала $238 млн інвестицій. Зокрема 2019 року в компанію вклалася Ingka Group (материнська компанія IKEA). 2021-го AeroFarms планувала публічне розміщення акцій через злиття зі Spring Valley Acquisition Corp. Щоправда, у жовтні сторони скасували угоду.

«Ми сертифікована B-корпорація B-корпорація Сертифікована компанія, яка відповідає певним стандартам соціальних та екологічних показників, публічної прозорості та юридичної підзвітності. У бізнесі є баланс між прибутком та метою. із сильною соціальною місією вирощувати найкращі рослини для людства. Ми вирощуємо продукти без хімічних речовин, як-от пестициди, гербіциди та фунгіциди, використовуючи до 95 % менше води та на 99 % менше землі. Так пом’якшуємо чи повністю усуваємо будь-яку шкоду для довкілля. Наші ферми в приміщенні можуть працювати цілий рік незалежно від клімату та погодних умов. Вони продуктивніші за польові ферми в 390 разів на 0,09 м²», — розповіли нам у компанії.

В AeroFarms вважають, що їхні ферми — це не класична агропромисловість, а радше садівництво, яке перетинається з інженерією, безпекою харчових продуктів і наукою про дані та харчування.

«Ми розробили та використовуємо передові підходи до машинного навчання та інтеграції IoT. Завдяки цьому сільське господарство швидко розвиватиметься в майбутньому», — пояснюють у компанії.

Український приклад вертикальних ферм — «Щастя Здоров’я»

Україну також не оминула трендова технологія. Одна з найбільших у країні вертикальних ферм — «Щастя Здоров’я». Її заснував 2018 року Максим Кірічко з Кирилом Ханісом, Станіславом Гуртовим, Олександром Третяком та Володимиром Костанецьким.

Ферму «Щастя Здоров’я» створили в підвальному приміщенні в Києві. Власники самостійно оснастили її потрібним обладнанням. Вони автоматизували контроль клімату й подачу живлення, а сонячне світло замінили LED-лампами, які налаштовують індивідуально під кожну рослину.

За словами Кірічко, за три роки ферма змогла вийти в нуль. Продукція «Щастя Здоров’я» представлена в 16 мережах супермаркетів України. Також її закуповують місцеві кав’ярні та ресторани.

У планах українських аграріїв-інноваторів, як і в американської AeroFarms, — розширяти своє виробництво. Зокрема будувати нові вертикальні ферми в Європі, аби дотягнутися своєю продукцією до місцевого споживача.

(Не) рятівна технологія

Які переваги вертикальних ферм?

• вони використовують на 95 % менше води;
• на них не впливають погодні умови, а тому цілий рік можна збирати врожай;
• праця співробітників ферм менш небезпечна — наприклад, не працюють із важкою сільськогосподарською технікою.

До 2050 року 68 % населення світу проживатиме в містах, а це означає — їжі всім не вистачатиме. Щоправда, тут виникає питання «Чи зможуть вертикальні ферми наростити врожайність до масштабів доступності та задовольнити потреби всього людства?». Наприклад, зараз середня вартість однієї пачки зелені «Щастя Здоров’я» — 30–35 грн, в AeroFarms ціна — $4. Це досить дорого для країн третього світу.

Також чимало культур технічно можна виростити на вертикальній фермі. Проте, з огляду на виробничі витрати, власники зосередяться на зелені, листі салату та травах.

Я не вважаю економічно вигідними такі культури, як рис, кукурудза та соєві боби. Їх дешево вирощувати в полі та легко зберігати.

Лео Марселес, професор рослинництва Вагенінгенського університету (Нідерланди)

Також варто врахувати такі чинники:

• Вертикальні ферми — це дорого. Крім закупки обладнання, доведеться платити за електроенергію та воду, а також зарплати спеціалізованим працівниками. Плюс підприємцям доводиться конкурувати із традиційним сільським господарством. Через усе це вертикальним фермам важко стати прибутковими.
• На фермах потрібно цілодобово підтримувати однакову потужність освітлення, вологи та температури. Невеличкий збій може зашкодити всьому врожаю.
• Вертикальні ферми ще не підкорили скептиків. Досі є споживачі, які впевнені, що така продукція не зрівняється на смак із високоякісною, вирощеною на ґрунті та під сонячним світлом.

За словами аналітика даних Сінді Райсвік, поки індустрія вертикальних ферм усе ще крихітна (загальна площа еквівалентна 30 га) проти звичайного сільського господарства (50 млн га та 500 000 га в теплицях). У майбутньому ця сфера ймовірно стане частиною системи вирощування овочів, рослин і фруктів.