К 2050 году население мира может достигнуть почти 10 млрд человек, большинство из которых будут жить в городах. По подсчётам экспертов, чтобы накормить всех жителей планеты, потребуется увеличить мировое производство продуктов питания на 70% по сравнению с сегодняшним уровнем. Дефицит пахотных земель из-за климатического кризиса и урбанизация вряд ли позволят многократно повысить сельхозпроизводство.
Действительно ли вертикальные фермы являются более экологичной альтернативой традиционному сельскому хозяйству? Этот вопрос задаёт экспертам журналист The Guardian Виктория Намкунг и приходит к выводу, что ответ зависит от того, кого вы именно спросите. Одни считают, что вертикальное земледелие в контролируемой среде произведёт революцию в будущем сельского хозяйства в условиях потепления, другие — что это станет проблематичным решением для климата из-за высоких затрат на энергию.
В настоящий момент в США насчитывается более 2000 вертикальных ферм, на которых выращивают салат, зелень и ягоды. Лидерами рынка считаются компании Plenty, Bowery, Kalera и AeroFarms, которые могут работать круглый год, независимо от погодных условий.
Инвесторы всё чаще предпочитают выделять финансирование на проекты в сфере «умного» сельского хозяйства. В 2021 году вертикальные фермы привлекли в общей сложности более 1 млрд долларов, что превышает инвестиции, полученные сразу за два года, в 2018 и 2019 годах. К 2026 году отрасль вертикального земледелия вырастет до 9,7 млрд долларов по всему миру.
Ранее в этом году Walmart объявила об инвестициях в Plenty в размере 400 млн долларов. Крупнейший мировой ритейлер будет поставлять зелень для всех своих магазинов в Калифорнии с новой флагманской фермы Plenty площадью почти 9 тыс. кв. м. Запуск нового производства планируется в начале следующего года.
Plenty также будет выращивать клубнику Driscoll’s в закрытом помещении на своей научно-исследовательской ферме в Ларами, штат Вайоминг.
Однако критики сити-фермерства утверждают, что огромные энергозатраты для развития тепличных предприятий и вертикальных ферм ставят под сомнение экологичность такого производства продуктов питания. Скептики сомневаются, что производители зелени и свежих овощей смогут накормить население, которое привыкло к калорийным продуктам питания на основе злаковых культур.
Несомненное преимущество вертикальных ферм — это компактность. Достаточно помещения площадью с небольшой офис или даже транспортный контейнер. При таком формате агропроизводства расход воды уменьшается на 70–95% по сравнению с традиционным сельским хозяйством. Рост, развитие растений в аэропонной установке можно отследить, что называется, от семени до полки. Свежая продукция, выращенная в защищённом грунте, дольше сохраняет свои вкусовые качества, так как не требуется длительная транспортировка. Кроме того, при таком методе выращивания зелени и овощей сводится к минимуму риск заражения продукции патогенными микроорганизмами.
Крупномасштабные вертикальные фермы обычно строятся вблизи городов, где зелень можно выращивать с сохранением товарного вида и вкусовых качеств.
Резкие изменения климата, спрос на продукты местного производства, логистические проблемы с поставками товаров во время пандемии привели к тому, что вертикальные фермы стали открываться в ряде стран Азии, Европы и Ближнего Востока.
Интеллектуальные фермы Bowery на северо-востоке США собирают огромное количество данных в режиме реального времени с помощью датчиков и камер. Затем полученная информация обрабатывается с помощью алгоритмов машинного обучения. Высокотехнологичный бизнес позволяет поставлять продукцию компании в более чем 1100 продуктовых магазинов различный торговых сетей, включая Whole Foods, Albertsons, Safeway и Amazon.
Владельцы вертикальных ферм говорят, что в процессе поиска решений проблем, связанных с уязвимостью продовольственной системы, они собирают такие знания о выращивании растений и агрономии, на накопление которых традиционному фермеру потребовались бы сотни лет.
— Мы переосмысливаем сельское хозяйство, изобретаем новую цепочку поставок свежих продуктов и предпочитаем ту, которая намного проще, безопаснее, надёжнее и, в конечном счёте, гораздо более устойчива, — говорит Ирвин Фейн, руководитель Bowery Farming.
Но многие со скепсисом относятся к словам Фейна. И у них есть весомый аргумент — высокие энергозатраты. В то время как Plenty, Bowery и другие вертикальные фермы не публикуют данные о том, сколько энергии они используют, отчёт о глобальной переписи населения CEA за 2021 год показал, что тепличные хозяйства потребляют в среднем в 15–20 раз больше энергии, а вертикальные фермы — более чем в 100 раз больше энергии, чем производители салата на открытом воздухе в Аризоне. На небольших закрытых тепличных комплексах потребление энергии было значительно выше по сравнению с более крупными теплицами.
Другие эксперты не спешат с выводами. Гейл Тейлор, заведующая кафедрой растениеводства Калифорнийского университета полагает, что, хотя вертикальное земледелие в его нынешнем виде является энергоёмким, традиционное земледелие на открытом воздухе также требует больших расходов на энергию.
— Вы просто не представляете, сколько тратите топлива, проезжая на тракторе много раз по полю, или сколько грузовиков используете, чтобы доставить салат с западного побережья на восточное побережье или доставить продукты питания в разные уголки мира, — поясняет Гейл Тейлор.
На сельское хозяйство уже сейчас приходится около 30% общих глобальных выбросов углекислого газа, метана и других газов, вызывающих потепление климата. Исследователи говорят, что сокращение выбросов от агропроизводства имеет решающее значение в борьбе с замедлением процесса глобального потепления.
Теплицы помогли превратить Нидерланды во второго по величине экспортёра сельскохозяйственной продукции в мире. В 2020 году было реализовано томатов, огурцов и болгарского перца на сумму более 10 млрд долларов в соседние страны, такие как Германия, Бельгия и Франция.
Но некоторым голландским теплицам недавно пришлось приостановить или сократить производство из-за резкого роста цен на электроэнергию. Около 8,2% общего потребления топлива в Нидерландах приходится на стеклянные конструкции, которые требуют обогрева и искусственного освещения помимо солнечного света.
Хотя выращивание овощей и зелени в закрытых помещениях развивается с 1970-х, в последние годы вертикальное земледелие стало реальностью благодаря значительному падению цен на светодиодные светильники. С 2008 по 2015 год их стоимость уменьшилась на 94%.
Единственный выход — перейти на возобновляемые источники энергии. Такие фермы, как Plenty и Bowery, кстати, уже полностью работают на возобновляемых источниках энергии, но Кейл Харбик, инженер-исследователь сельского хозяйства Министерства сельского хозяйства США, который занимается оптимизацией агробизнеса, отмечает, что важно понимать масштаб проблемы.
Если разместить вертикальную ферму для выращивания салата в небоскрёбе, а источником энергии станут солнечные панели, то придётся снести рядом стоящие здания, поскольку негде будет установить солнечные панели.
Тем не менее эксперты считают, что за последние годы вертикальные фермы добились больших успехов, а новый сегмент аграрного рынка только начинает своё развитие.
— Я полагаю, что в течение следующих 10 лет мы увидим развитие отрасли по мере того, как вертикальные фермы внедрят более устойчивые бизнес-модели и снизят свои затраты. Они действительно удовлетворяют ключевой потребительский спрос на свежие, органические продукты. Но я бы не стал утверждать, что именно такая модель ведения агробизнеса заменит или даже обгонит традиционное сельское хозяйство, — говорит аналитик Брэндон Бех, соавтор недавнего отчёта технологической компании IDTechEx о вертикальном земледелии.
Между тем некоторые предприниматели аграрной отрасли полагают, что они могут выращивать практически весь ассортимент сельхозкультур. Другие признают, что заниматься производством пшеницы или кукурузы в теплице просто нецелесообразно с экономической точки зрения. Но учёные постепенно адаптируют растения под новые условия выращивания. Так что в ближайшее время урожай косточковых фруктов, грибов, баклажанов, перцев и какао вполне возможно получать и в теплице.
Около трети томатов в настоящее время выращивается в теплицах, хотя некоторые владельцы сити-ферм считают, что эта овощная культура не очень подходит для вертикального земледелия, так как для производства требуется на 60% больше электроэнергии, чем для салата.
По всей видимости, нужен разумный баланс, при котором некоторые продукты будут выращиваться в полевых условиях, в теплицах и на вертикальных фермах. Для снижения энергозатрат можно подобрать другие формы возобновляемой энергии, например анаэробную переработку органических отходов с помощью бактерий. Другим решением было бы строительство вертикальных ферм и теплиц вблизи промышленных центров, которые пытаются сократить выбросы парниковых газов. Фермы могли бы улавливать их тепло и углекислый газ для экономии затрат на электроэнергию.
В любом случае вертикальные фермы никогда не заменят полностью традиционное сельское хозяйство, они только улучшат его благодаря новым технологическим разработкам и системам снабжения продуктами питания.