Вертикальные фермы могут спасти нас от голода. Что и как там выращивают — опыт фермеров США и Украины

К 2050 году от голода будут страдать десятки миллионов людей, а 130 млн вообще окажутся за чертой бедности. 350 млн жителей мегаполисов почувствуют весомую нехватку воды, если темпы глобального потепления будут равны 1,50 ºC, как утверждено в Парижских климатических соглашениях. Однако эксперты по вопросам климата уверены, что один только переход на растительную пищу за следующие 30 лет может сократить загрязнение окружающей среды на 70%.

Оптимальным вариантом выращивания растительных продуктов могут стать вертикальные фермы. Им необходимо на 95% меньше воды, чем обычным аграрным угодьям, а еще они дают примерно 30 урожаев в год. В ноябре журнал The Economist внес фермы в важные технологии 2022 года. А по прогнозам исследовательской компании MarketsandMarkets, мировой рынок вертикальных ферм достигнет $9,7 млрд к 2026 году. Возможно, вы уже даже пробовали выращенные там продукты.

Журналистка Vector Анастасия Шкалева разобралась, что такое «вертикальные фермы», как они функционируют в США и Украине, а действительно ли они могут стать панацеей от глобального голода.

Технология родом из прошлого

Начнём с ответа на главный вопрос: почему фермы называют вертикальными? Просто культуры выращиваются друг на друге, а не обычными горизонтальными рядами. Это экономит место и увеличивает урожайность на квадратный метр местности. Обычно вертикальные фермы расположены в закрытых помещениях. Например, на складах. Там аграрии могут контролировать условия растений.

Часто инновации — только новое чтение старых идей. Вертикальные фермы — не исключение. Вот несколько фактов об этой технологии:

• Первый «прототип» вертикальных ферм создали еще вавилоняне ориентировочно 2500 лет назад. Кстати, вам он известен как одно из семи чудес света — «Сады Семирамиды». Правда, сам факт их существования все еще до конца не доказан.
• Тысячу лет назад ацтеки использовали первую вариацию технологии гидропоники. Они выращивали растения на болотистых «плотах» в реках и на мелководных озерах.
• В 1600-х годах французы и голландцы пытались приспособить средиземноморские фрукты к своему холодному климату. Они создали сложные фруктовые каменные стенки, которые притягивали тепло в течение дня, а ночью повышали температуру на 10 ºС.
• В 1915 году американский геолог Гилберт Элис придумал термин «вертикальное сельское хозяйство» и написал одноименную книгу. Идея появилась в результате изучения альтернативных способов увеличения сельскохозяйственных угодий.
• А вот автором концепции и термина «вертикальные фермы» считается профессор Колумбийского университета Диксон Деспомьер. Это произошло в 1999 году.
• В период с 2014 по 2020 год включительно в стартапы в сфере вертикальных ферм инвестировали примерно $1,8 млрд. На 2020-й общая площадь таких сельхозугодий составляла 30 гектаров.
• MarketsandMarkets считает, что мировой рынок вертикальных ферм достигнет $9,7 млрд к 2026 году. Совокупный среднегодовой темп роста (CAGR) составит 25%.

Виды вертикальных ферм

• Гидропонные — самая популярная система вертикальных ферм. Растения выращивают в питательных растворах из воды и удобрений (с или без использования искусственной среды: песок, гравий и другое).
• Аэропонные — технологию разработало NASA в 1990-х годах. Эта система лучше подходит для выращивания растений в условиях космоса. Корни висят в воздухе, а растение получает питательные вещества благодаря раствору на водной основе, доставляемому мелким туманом или росой.
• Аквапонные — это симбиоз гидропоники и ставкового хозяйства. Овощи и травы выращивают в контейнерах без грунта. Питательные вещества растения получают из сточных вод прудов, в том числе потребляя продукты жизнедеятельности рыб. Затем эта вода возвращается в пруд уже очищенной. Правда, коммерческие вертикальные фермы чаще предпочитают гидропонику, чем аквапонику.

Опыт американских «вертикальных» аграриев

Чтобы лучше разобраться в теме «вертикальных ферм», мы пообщались с пионерами технологии в США – AeroFarms. Они одними из первых создали вертикальную ферму в 2004 году в Итаке (штат Нью-Йорк). Затем расширили в Ньюарк (штат Нью-Джерси). В общей сложности компания имеет четыре фермы.

Сейчас AeroFarms строит новую ферму в Сент-Луисе (штат Миссури). Она будет иметь наибольшую площадь среди подобных проектов компании — почти 14 000 м². Также в 2022 году появится новая ферма дочерней компании AeroFarms — AeroFarms AgX LTD в Абу-Даби (ОАЭ).

AeroFarms выращивает руколу, кресс-салат, капусту, микроброколи и другую продукцию. Она продается под брендом Dream Greens. Ежегодно компания выращивает более 900 тонн лиственных растений. Это ориентировочно 30 урожаев в год.

С 2010 года AeroFarms получила $238 млн инвестиций. В частности, в 2019 году в компанию вложилась Ingka Group (материнская компания IKEA). В 2021 году AeroFarms планировала публичное размещение акций из-за слияния со Spring Valley Acquisition Corp. Правда, в октябре стороны расторгли соглашение.

«Мы сертифицированная B-корпорация B-корпорация Сертифицированная компания, отвечающая определенным стандартам социальных и экологических показателей, публичной прозрачности и юридической подотчетности. В бизнесе есть баланс между прибылью и целью. с сильной социальной миссией выращивать самые лучшие растения для человечества. Мы выращиваем продукты без химических веществ, таких как пестициды, гербициды и фунгициды, используя до 95% меньше воды и на 99% меньше земли. Так смягчаем или полностью устраняем любой ущерб окружающей среде. Наши фермы в помещении могут работать круглый год вне зависимости от климата и погодных условий. Они производительнее полевых ферм в 390 раз на 0,09 м²», — рассказали нам в компании.

В AeroFarms считают, что их фермы — это не классическая агропромышленность, а скорее садоводство, пересекающееся с инженерией, безопасностью пищевых продуктов и наукой о данных и питании.

«Мы разработали и используем передовые подходы к машинному обучению и интеграции IoT. Благодаря этому сельское хозяйство будет быстро развиваться в будущем», — объясняют в компании.

Украинский пример вертикальных ферм — «Щастя Здоров’я»

Украину также не обошла трендовая технология. Одна из самых больших в стране вертикальных ферм — «Щастя Здоров’я». Ее основал в 2018 году Максим Киричко с Кирилом Ханисом, Станиславом Гуртовым, Олександром Третяком и Владимиром Костанецким.

Ферму «Щастя Здоров’я» создали в подвальном помещении в Киеве. Владельцы самостоятельно оснастили ее требуемым оборудованием. Они автоматизировали контроль климата и подачу питания, а солнечный свет заменили LED лампами, которые настраивают индивидуально под каждое растение.

По словам Киричко, через три года ферма смогла выйти в ноль. Продукция «Щастя Здоров’я» представлена в 16 сетях супермаркетов Украины. Также ее закупают местные кафе и рестораны.

В планах украинских аграриев-инноваторов, как и у американской AeroFarms, расширять свое производство. В частности, строить новые вертикальные фермы в Европе, чтобы дотянуться своей продукцией до местного потребителя.

(Не) спасательная технология

Какие преимущества вертикальных ферм?

• они используют на 95% меньше воды;
• на них не влияют погодные условия, поэтому круглый год можно собирать урожай;
• труд сотрудников ферм менее опасен — например, не работают с тяжелой сельскохозяйственной техникой.

К 2050 году 68% населения мира будет проживать в городах, а это значит — еды всем не хватит. Правда, здесь возникает вопрос «Смогут ли вертикальные фермы нарастить урожайность до масштабов доступности и удовлетворить потребности всего человечества?». К примеру, сейчас средняя стоимость одной пачки зелени «Щастя Здоров’я» — 30–35 грн, у AeroFarms цена — $4. Это достаточно дорого для стран третьего мира.

Также многие культуры технически можно вырастить на вертикальной ферме. Однако, учитывая производственные затраты, владельцы сосредоточатся на зелени, листьях салата и травах.

Я не считаю экономически выгодными такие культуры как рис, кукуруза и соевые бобы. Их дешево выращивать на поле и легко хранить.

Лео Марселес , профессор растениеводства Вагенингенского университета (Нидерланды)

Также следует учесть следующие факторы:

• Вертикальные фермы — это дорого. Помимо закупки оборудования придется платить за электроэнергию и воду, а также зарплаты специализированным работникам. Плюс предпринимателям приходится конкурировать с традиционным сельским хозяйством. Поэтому вертикальным фермам трудно стать прибыльными.
• На фермах необходимо круглосуточно поддерживать одинаковую мощность освещения, влаги и температуры. Небольшой сбой может повредить всему урожаю.
• Вертикальные фермы еще не покорили скептиков. До сих пор есть потребители, которые уверены, что такая продукция не сравнится по вкусу с высококачественной, выращенной на почве и под солнечным светом.

По словам аналитика данных Синди Райсвик, пока индустрия вертикальных ферм все еще крошечная (общая площадь эквивалентна 30 га) против обычного сельского хозяйства (50 млн га и 500 000 га в теплицах). В будущем эта сфера, вероятно, станет частью системы выращивания овощей, растений и фруктов.