26. marec 2017 ob 20.43

Robotska vertikalna kmetija goji rastline 400 % bolj učinkovito kot običajna kmetija

Svetovno prebivalstvo nenehno narašča, s tem pa se povečuje tudi potreba po hrani. O tem se govori že vrsto let in nekateri znanstveniki verjamejo, da planet kmalu ne bo mogel nahraniti vseh ljudi. Drugi strokovnjaki trdijo, da s hrano za ljudi ni problema, le razviti moramo nove načine gojenja rastlin, da pridobimo več biomase na časovno enoto. Poleg tega rastline ne potrebujejo samo ljudje, ampak tudi živali, ki jih ljudje redijo za svoje potrebe, zlasti govedo.

Eden najbolj obetavnih načinov za doseganje želenega je ustvarjanje vertikalnih kmetij. Večnadstropne police ali celo stavbe z rastlinami na vsakem nivoju omogočajo pridobivanje zelenih proizvodov v velikih količinah tudi v mestu. Tu na pomoč priskoči visoka tehnologija. Na primer, kmetijsko podjetje FodderWorks je razvilo popolnoma avtonomen sistem, ki lahko deluje brez človekovega posredovanja in deluje veliko bolj učinkovito kot človeški kmet.

V vsakem primeru na časovno enoto ta vertikalna robotska farma pridela 400 % več biomase kot človek. Njegova prednost ni samo v hitrosti dela, ampak tudi v tem, da praktično ne uporablja rodovitne zemlje, poleg tega pa porabi zelo malo vode v primerjavi s klasično kmetijsko zemljo.

»Ta sistem je združljiv z vsemi žitnimi posevki. Lahko pa se uporablja tudi za vzgojo katerekoli druge rastline, ki jo lahko uživajo tako ljudje kot živali,« pravijo avtorji ideje.

Postopek gojenja je precej preprost. Semena so postavljena v posebne škatle, ki so nameščene na policah. Tu se začnejo osvetljevati in jim dovajati vodo in hranila. Po šestih dneh semena vzklijejo in tvorijo goste zelene preproge. To biomaso je mogoče uporabiti kot krmo za govedo. Poleg tega niso potrebna niti gnojila niti pesticidi. Stroški biomase pri tem načinu delovanja znašajo približno 15 centov na kilogram (6 centov na funt). Velika prednost krme je, da ne gre za suho seno, temveč za popolno rastlino, ki je za živali veliko bolj koristna kot seno. Človek bi pomislil, da bi rogatim hišnim ljubljenčkom bolj všeč sočno sveže zelenje kot suha trava. Čeprav, kako ljudje vemo za to?

Ta vrsta zelene krme za živino ni nova, uporablja se že dolgo. Težava je v tem, da so običajno potrebni delavci, ki skrbijo za sistem, saj gre za fizično delo. Če najamete veliko ljudi, bodo stroški krme visoki. Če je na kmetiji malo delavcev, ne bo mogoče pridelati potrebne količine krme za živali. Toda če je sistem avtomatiziran, se je tem težavam mogoče izogniti. Zato so se razvijalci iz FodderWorks odločili ustvariti svoj sistem.

Lahko je rešilna bilka za male kmete, tiste, ki si ne morejo privoščiti najemnih delavcev za širitev dejavnosti in povečanje proizvodnje hrane. Po mnenju predstavnikov FodderWorksa si zdaj "lahko naši partnerji privoščijo učinkovitost z vodenjem lastnih podjetij, kar je lahko spodbuda za ustvarjanje več delovnih mest v kmetijskem sektorju."

Zadevna robotska kmetija sama nasuje zrnje v zaboje in nastavi zahtevano moč in svetlobne pogoje. Po šestih dneh robotska kmetija zbere nastali izdelek in ga zapakira. Oseba je potrebna samo za zagotavljanje gojene krme za živino. Načeloma je to mogoče tudi avtomatizirati, kar uspešno uporabljajo mnoga kmetijska podjetja.

Stroški ene robotske farme, ki lahko pridela tono rastlin na dan, znašajo 233.000 dolarjev, sistem s produktivnostjo 12 ton rastlin na dan pa stane 996.000 dolarjev, kar pomeni, da so stroški na tono nižji od majhne robotske farme.

Avtomatizacija v proizvodnji hrane ni nič novega. S tem problemom se ukvarjajo tako zasebna podjetja kot znanstvene organizacije. Nedolgo nazaj je Geektimes opisal akvaponično farmo, imenovano Verticulture, ki omogoča hkratno pridelavo rib (tilapija) in rastlin (bazilika). Trenutno je kmetija Verticulture sistem rezervoarjev za vodo in polic do višine 3 metrov. Tilapija živi v rezervoarjih, škatle z baziliko pa komunicirajo skozi cevi s posodami z ribami. Med njimi so posode z bakterijsko kulturo, kjer se ribji odpadki predelajo v nitratno gnojilo. Korenine rastlin prejmejo hranila, voda pa se očisti soli in se že prečiščena vrne v ribe.

Nenavadna kmetija. Prideluje hrano v šest metrov visokih stolpih z LED osvetlitvijo v nekdanjem skladišču v južnem San Franciscu. In kar je najpomembneje, rastline tukaj ne potrebujejo obdelave s pesticidi ali sončne svetlobe.

Ta vertikalna kmetija bi lahko popolnoma spremenila živilsko industrijo

Veronika Elkina

Ta tehnika gojenja zelenjave se imenuje indoor vertikalno kmetovanje. Zelenjava raste na visečih modulih v klimatsko nadzorovanem notranjem okolju. Potencial takšne tehnologije je tako velik, da lahko v enem dnevu dobesedno revolucionira celotno kmetijsko industrijo, saj je z njeno pomočjo mogoče nekatere vrste izdelkov gojiti skozi vse leto.

Farm Plenty se je rodil leta 2014. Njegovi ustvarjalci trdijo, da lahko pridela 350-krat več zelenjave kot običajne kmetije enake velikosti, za to pa bo potrebno veliko manj zemlje in vode. Izvršni direktor podjetja Plenty Matt Barnard je dejal, da želi podjetje spremeniti način, kako ljudje pridelujejo hrano in jo prodajajo po veliko nižjih cenah.

Tako ambiciozen cilj je navdušil vlagatelje, ki so v startup vložili 200 milijonov dolarjev. S tem denarjem namerava Plenty zgraditi še več vertikalnih farm po vsem svetu.

"Z ustvarjanjem globalne mreže kmetov bomo lahko hrano strankam dostavili v nekaj urah po žetvi," je komentiral Barnard.

Strokovnjaki menijo, da bo tako financiranje pozitivno vplivalo na celotno industrijo kmetovanja v zaprtih prostorih – skladi tveganega kapitala bodo želeli vlagati v druga podjetja, ki gradijo vertikalne farme, kmetijstvo pa bo postalo bolj priljubljeno v mestih.«

"Mnoga mesta bodo spoznala, da so urbane kmetije normalne," je dejal Dixon Despommier, profesor mikrobiologije na univerzi Columbia. - Ostala bodo samo tržna vprašanja. Kupci bodo morali vedeti, da lahko vertikalne kmetije pridelajo zelenjavo, zelenjavo in jagodičevje 24 ur na dan.«

"Zelenjava, pridelana na notranjih kmetijah, je zdaj odličnega okusa," je povedal Kimbal Musk, soustanovitelj verige restavracij The Kitchen in vertikalnega kmetijskega inkubatorja Kimbal Square Roots. - Kmetije se nahajajo v mestih, kar pomeni, da lahko kupec zlahka spozna njihove lastnike. Tako bo imel naročnik zaupanje v kmeta in naslednjič bo zelenjavo kupil pri njem. To je odličen čas, da postanete ljubitelj naravne hrane."

Vertikalne kmetije že leta pritegnejo pozornost tveganih vlagateljev. Na primer, AeroFarms, ki je začel delovati leta 2004, prideluje zelenjavo v devetih skladiščih v New Jerseyju (od katerih največje meri 6410 kvadratnih metrov). Do danes je projekt pritegnil 95,8 milijona dolarjev naložb. Drugo zagonsko podjetje, imenovano Bowery, se je začelo v začetku leta 2017 in od vlagateljev zbralo 20 milijonov dolarjev. Največ denarja pa je doslej zbral projekt Plenty.

Bilo je tudi neuspešnih primerov. Alphabet je v svojem skrivnem laboratoriju poskušal ustvariti avtomatski vertikalni sistem kmetovanja, a je leta 2016 projekt zaprl, ker z njegovo pomočjo ni mogel gojiti osnovnih poljščin (žita in riža). Leta 2012 se je podobno podjetje VertiCrop pojavilo v Vancouvru, a je tri leta kasneje razglasilo stečaj.

Večina zagonskih podjetij za vertikalno kmetovanje prideluje zelenjavo, ki daje več pridelka ob nižjih proizvodnih stroških. Vendar industrijske vertikalne kmetije, kot sta AeroFarms in Bowery, prodajajo svoje izdelke po približno enaki ceni kot običajni proizvajalci (in v nekaterih primerih celo več).

Nasprotno pa Plenty upa, da bo zelenjavo prodajal ceneje kot običajne neekološke kmetije. Zaenkrat je eden glavnih problemov podjetja strošek električne energije, potrebne za LED sijalke.

Podjetje RusEco namerava v prvem četrtletju 2019 v Moskvi zagnati urbano kmetijo za gojenje zelenjave in jagodičja. Po lastnih podatkih bo kompleks postal največji tovrstni projekt na svetu, v prvi fazi bodo pridelali približno 20 vrst zelenjave v količini 25 ton na dan.

Prvo pilotno serijo špinače, bazilike, redkvice, melise, rukole, različnih vrst solate in mikrozelenja je že prejela, poroča tiskovna služba holdinga. "Sveže ekološko zelenjavo se bo na policah trgovin in v restavracijah pojavilo v začetku prihodnjega leta," je obljubil Evgeny Antipov, predsednik upravnega odbora RusEco.

Farma, ki pri proizvodnji uporablja organsko hidroponiko, se nahaja v nekdanji stavbi tobačne tovarne Liggett-Dukat na jugu Moskve. V začetku decembra se je mestna in zemljiška komisija strinjala s pretvorbo večnadstropnega parkirišča v urbano kmetijo, je poročala tiskovna služba Moskomstroyinvesta. V sporočilu je navedeno, da "investitor (RusEco LLC) zaradi nizkega povpraševanja po parkirnih mestih namerava stavbo preurediti za gojenje zelenih rastlin z uporabo tehnologije vertikalnega kmetovanja."

Posejana površina je do 67 tisoč kvadratnih metrov. m, obetavna proizvodna zmogljivost je 50 ton na dan, ugotavlja tiskovna služba RusEco. "S takim obsegom in površino smo največja urbana kmetija na svetu in ta status nameravamo ohraniti," je zagotovil Antipov. Tako je obetavna površina sajenja Oasis Biotech iz ZDA, ki je bila odprta poleti 2018, 20 tisoč kvadratnih metrov. m Drugi ameriški proizvajalec je AeroFarms, katerega obrati se nahajajo v nekdanji livarni jekla blizu New Yorka in delujejo na 6,5 ​​tisoč kvadratnih metrih. m in proizvede do 4 tone končnih izdelkov, je primerjal.

Obseg naložb v ustvarjanje prve stopnje presega 5 milijard rubljev. Po podatkih kartoteka.ru je bilo RusEko LLC ustanovljeno decembra 2017 z odobrenim kapitalom 2,85 milijarde rubljev. Delničarji družbe so Andronik Ambarcumov (16,5%), Arthur Shuper-Khublaryan (16,5%), pa tudi zaprti vzajemni investicijski sklad "Lime" (63%).

Razvoj pametnih mest je eden od svetovnih trendov; trgi tehnologij in izdelkov za pametna mesta naj bi do leta 2025 zrasli na več kot 1,5 bilijona dolarjev, pravi Alexander Chulok, direktor Centra za znanstveno in tehnološko napovedovanje na Visoki šoli. ekonomije. Ustvarjanje vertikalnih urbaniziranih kmetij omogoča zmanjšanje transportne razdalje med proizvajalcem in potrošnikom, kar je še posebej pomembno za Rusijo, poudarja. Hkrati koncept pametnega mesta pomeni stroge zahteve za izdelke: dostavljeni morajo biti pravočasno, izpolnjevati merila stroškov in okolju prijaznosti. "Ti trendi so zelo močni in odpirajo zelo velike trge," je komentiral Stocking. Agroinvestitor" "Čeprav imajo seveda tudi nasprotnike, ki trdijo, da je lažje orati zemljo."

Vertikalni mestni rastlinjaki vam omogočajo, da dobite stabilen pridelek vse leto, takšne rastlinjake pa lahko postavite na neizkoriščena območja - inženirska tla in kleti, ugotavlja German Gavrilov, vodja oddelka za poslovni razvoj in integrirane rešitve pri Panasonic Russia. Panasonic že več let razvija vertikalno urbano pridelavo zelenjave, njegove tovarne zelenjave delujejo na Kitajskem, v Singapurju in na Japonskem. Leta 2016 je Panasonic začel sodelovati s fundacijo Skolkovo, leta 2017 pa je bil v stavbi tehnoparka opremljen kmetijski laboratorij, kjer je na površini 75 kvadratnih metrov. m je bil pilotni vertikalni rastlinjak. V začetku decembra je Panasonic podpisal memorandum o sodelovanju z razvojno družbo Leader-Invest, v okviru katerega nameravata podjetji začeti ustvarjati urbane vertikalne rastlinjake za gojenje zelenjave v stanovanjskih kompleksih. Prvi takšen kompleks bi lahko bil gradbeni stanovanjski kompleks Krylya na jugozahodu Moskve.

Vertikalna kmetija je razmeroma nov koncept, ki zajema precej širok spekter kmetijskih tehnologij ter arhitekturnih in gradbenih struktur. Vertikalno kmetijo danes lahko razumemo bodisi kot navaden rastlinjak, v katerem so rastline razporejene v več nivojih, bodisi kot posebno večnadstropno zgradbo - do 100-120 metrskih nebotičnikov. Druga možnost je še precej konceptualna, vendar predpogoji za njeno izvedbo v zelo bližnji prihodnosti že obstajajo.

Za razliko od futurističnih konceptov vertikalnega kmetovanja, ki trenutno polnijo internet, je Ilimelgov projekt popolnoma resničen, enostaven za izvedbo in ima razmeroma majhen proračun.

Glavne smeri razvoja vertikalnih kmetij

Vertikalne kmetije in njihova zasnova vključujejo uporabo različnih inovativnih tehnologij, ki povečujejo produktivnost in povečujejo letno število pridelkov. Za gojenje rastlin se praviloma poleg tradicionalnih metod lahko uporabljajo vertikalne hidroponske ali aeroponske kmetije.

Vzporedno z razvojem vertikalnih tehnologij gojenja rastlin postajajo vertikalni rastlinjaki energetsko učinkovitejši in delno neodvisni od zunanjih virov energije. Vključno z:

• V največji možni meri se uporabljajo energetsko varčne gradbene konstrukcije - najprej tehnologije zasteklitve (večslojna okna z dvojno zasteklitvijo, posebni toplotno varčni filmi, odprava hladnih mostov, učinkovita toplotna izolacija itd.);
• uporaba alternativnih virov električne energije, predvsem sončnih kolektorjev;
• izvedba naprav za proizvodnjo bioplina;
• zbiranje in uporaba deževnice;
• znatno zmanjšanje potreb rastlin po vodi (do 70%) z uvedbo hidroponskih tehnologij.

Poleg tega kompaktnost in estetski videz omogočata postavitev vertikalnih kmetij znotraj meja mesta in poleg tega neposredno na koncu potrošnika - v stanovanjskih območjih, poleg velikih prehrambenih obratov itd. Sodobne konceptualne zasnove, ki se bodo izvajale v zelo bližnji prihodnosti, lahko med drugim služijo krajinskemu urejanju in povečanju arhitekturne izraznosti obstoječega urbanega razvoja.

Osrednji razpon konstrukcije je brez stropov in zagotavlja naravno svetlobo skozi prozorno streho.

Projekt vertikalne kmetije v Romainvillu

Leta 2016 je javni stanovanjski sklad francoskega mesta Romainville izvedel natečaj za zasnove večnadstropnih rastlinjakov, ki bi se poleg neposrednega funkcionalnega namena dobro ujemali z obstoječo arhitekturo urbanih območij.

Po rezultatih natečaja je zmagal projekt vertikalne kmetije pariškega arhitekturnega biroja Ilimelgo. Za razliko od futurističnih konceptov vertikalnega kmetovanja, ki trenutno polnijo internet, je Ilimelgov projekt popolnoma resničen, enostaven za izvedbo in ima razmeroma majhen proračun.

Odsek navpičnega nosilca

Arhitekti so predlagali postavitev zgradb preproste oblike - pravokotne oblike s poševno streho. Objekti so zgrajeni v monolitnem armiranobetonskem okvirju, kot ograjene konstrukcije pa je predvidena energijsko učinkovita zasteklitev iz večslojnega polikarbonata. Zunanji del armiranobetonskih konstrukcij je izoliran.

Strukturni elementi navpičnega nosilca

Ovoji stavbe so opremljeni z napravami, ki zajemajo deževnico in jo odvajajo v podzemni zbiralnik za kasnejšo uporabo. Zasteklitev ima odprtine za naravno prezračevanje prostora ter premične senčilne mreže.

Stavbe imajo tri razpone. Zunanji razponi imajo strope, na katere so postavljene rastline v standardnih posodah z zemljo. Osrednji razpon je brez stropov in zagotavlja naravno osvetlitev skozi prozorno streho.

Vizualizacija notranjosti vertikalne kmetije

Pomen vertikalnega kmetovanja

Trenutno ni nujne potrebe po množični gradnji vertikalnih kmetij. Vendar se bo v zelo bližnji prihodnosti takšna potreba zagotovo pojavila. Po napovedih se bo do leta 2050 število prebivalcev našega planeta približalo 10 milijardam - in velika večina ljudi bo živela v velemestih.

Postavitev kmetij neposredno pri potrošniku, v mesta, je edini način, da se znebimo neskončnih transportnih tokov, ki zagotavljajo dostavo proizvodov s polj, pa tudi potrebe po organizaciji njihovega skladiščenja in prodaje. Hkrati bo usmeritev k energetski učinkovitosti, energetski neodvisnosti in avtomatizaciji procesov omogočila, da bomo prebivalstvo vse leto oskrbovali s kakovostnimi, svežimi in poceni kmetijskimi pridelki.

Strukture imajo številne lastnosti sodobnih trajnostnih struktur

Urban Crops je izbral hidroponiko. Vandecruys ugotavlja, da vodo večkrat reciklirajo, potem ko izhlapi iz rastlin, in jo potegnejo iz vlažnega zraka. Prav tako se zdravi z ultravijolično svetlobo, da se prepreči širjenje bolezni.

Morda je ključna prednost vertikalnega kmetovanja ta, da porabi veliko manj vode. »Opravili smo oceno s solato in ugotovili, da smo zmanjšali porabo vode za 5 % v primerjavi s tradicionalnim gojenjem na polju,« pojasnjuje Vandecrues.

Toda Urban Crops ne namerava zaslužiti s prodajo pridelkov. Denar namerava zaslužiti s prodajo svojih vertikalnih farm.

Sisteme gojenja je razvil kot samostojen izdelek – ljudje jih bodo lahko kupili za pridelavo hrane v razmeroma omejenih prostorih – in morda bo to omogočilo selitev kmetije v urbana območja ali komplekse, kot so univerzitetni kampusi. To enoto je mogoče namestiti tudi poleg obstoječih proizvodnih linij na kmetijah v rastlinjakih.

Eno največjih imen v vertikalnem kmetovanju pa ima drugačen poslovni model. AeroFarms se nahaja v New Jerseyju v ZDA in je odprl, kot pravijo, največjo notranjo vertikalno farmo na svetu s skupno površino 7.000 kvadratnih metrov. Podjetje upa, da bo proizvajalo okusno zelenjavo v velikih količinah.

Ed Harwood je izumitelj in kmetijski strokovnjak, ki je prišel do tehnologije, ki je to omogočila. Na to idejo je prišel pred nekaj leti, ko je delal na univerzi Cornell, kjer so aeroponične sisteme uporabljali za gojenje rastlin v laboratoriju. Zakaj se ta pristop ne uporablja v večjem obsegu, se je vprašal?

»Vprašal sem: kako se je to zgodilo? Ljudje so rekli, oh, s tem ni mogoče zaslužiti, sonce je zastonj, drago je ustvarjati svetlobo in vse to,« se spominja Harwood.

To stanje mu ni ustrezalo. Po dolgem eksperimentiranju je prišel do sistema in zasnove šob za pršenje aeroponske meglice na korenine svojih rastlin. Pri AeroFarms korenine rastejo skozi tanko tkanino in ne v zemlji. A podrobnosti o tem, kako je rešil ključno težavo – kako ohraniti šobe čez čas čiste – ostajajo poslovna skrivnost.

»Vsaka šoba, ki sem jo kupil s police, je imela znatne težave,« pravi Harwood. "Moral sem nekaj narediti in intuitivno sem se odločil." Vendar o tem ne pove nikomur.

Tako kot Urban Crops tudi AeroFarms daje prednost gojenju hitro rastočih zelenjavnih solat in zelenic. Harwood verjame, da bi lahko povpraševanje po takšnih pridelkih, pridelanih lokalno v velikih obratih, nekega dne postalo značilnost mestnih obrobij. In zagotavlja hrustljavost in svežino, ki jo potrošniki želijo.

Harwood je trdno prepričan, da je posel, ki so ga začeli on in njegovi sodelavci, lahko donosen. Vendar je veliko skeptikov.

Michael Hamm, profesor trajnostnega kmetijstva na univerzi Michigan State, je eden izmed njih. Ugotavlja, da so vertikalne kmetije odvisne od stalne oskrbe z elektriko, ki jo velik del prihaja iz virov fosilnih goriv.

»Zakaj bi zapravljali to energijo za pridelavo solate, ko lahko dobite svetlobo od sonca?« pravi.

Pravi, da preprosto ni ekonomsko smiselno pridelovati nekaterih poljščin na ta način. "Pri 10 centih na kilovatno uro bi količina energije, ki bi jo porabili za proizvodnjo pšenice, znašala približno 11 dolarjev na štruco kruha."


Nekoč v porastu domače pivovarstvo – bo v porastu domače kmetijstvo?

Hamm priznava nekaj prednosti tega pristopa. Če so zaprti sistemi dobro vzdrževani, bi morala ta tehnologija teoretično dati ponovljive rezultate pri vsaki žetvi – verjetno boste vsakič dobili pridelke enake kakovosti. Poleg tega, čeprav je navpična kmetija precej draga, je bolj privlačna možnost za ljudi, ki so novi v kmetovanju – ne bo jim treba več let ugotavljati, kako se soočiti s kapricami sonca in letnih časov. Zamenjave za to izkušnjo še niso izumili.

Ker tehnologija vertikalnega kmetovanja napreduje in stroški verjetno padajo, nekateri stavijo, da bodo ljudje želeli gojiti lastno zelenjavo doma.

Neofarms je nemško-italijanski startup, ki to predvideva. Njena ustanovitelja, Henryk Jobczyk in Maximilian Richter, sta razvila prototip vertikalne farme v velikosti gospodinjskega hladilnika z zamrzovalnikom.

"Zasnovali smo ga v standardnih velikostih kuhinjskih omaric," pojasnjuje Jobczyk in dodaja, da je njihov načrt, da bo enota na voljo v integrirani ali prostostoječi zasnovi, odvisno od vaših želja. Ljudje, ki bodo kupili to enoto, bodo morali plačati elektriko, vzdrževati Neofarms čisto in nenehno polniti vodo. Toda v zameno bodo prejeli najbolj sveže izdelke.

»Z rastlinami, ki rastejo v sistemu, se zavedate pogojev, v katerih so rasle,« pravi Jobczyk. "In dobite svežino, kar je ena največjih težav sveže zelenjave, zlasti zelene."

Supermarketi prihodnosti bi lahko imeli svoje miniaturne vertikalne kmetije.

Če izberete svoje rastline in jih takoj pojeste, dobite več vitaminov in drugih hranil, ki bi se lahko izgubili med pakiranjem in pošiljanjem. Mnogi potrošniki že gojijo zelišča na okenskih okvirjih, vendar je to poceni in neučinkovita dejavnost. Morda bo to v prihodnosti postal učinkovit in vseprisoten način, da se nahranite s hrustljavo solato.