Вертикальные фермы. За ними ли будущее?

Вертикальные фермы. За ними ли будущее?

Всем известно, что подавляющее количество свежих овощей в супермаркетах крупных городов даже в сезон имеют неестественный вид и «пластиковый» вкус. В современном мире такой высокий темп жизни, что многие люди перестали ходить на старые рынки и ярмарки, где еще можно встретить натуральную продукцию небольших фермерских хозяйств, где томаты пахнут томатами, а огурцы — ​огурцами. Безусловно, у некоторых граждан есть дачные участки, на которых можно выращивать ­что-то для своего стола и даже немного поделиться с соседом по шести соткам. Но в условиях современного развития общества даже дача превращается в место для шашлыка несколько раз в году, а выращивание зелени, помидоров и огурцов с кабачками на своем участке в большинстве случаев превращается в унылое хобби.

Интересным решением задачи, как выращивать много продукции на небольшом участке земли и при этом с хорошими вкусовыми качествами, становится строительство вертикальных ферм. Несмотря на то, что идея не нова и ученые с переменным успехом работали над похожими проектами с середины прошлого века, активно строить современные вертикальные фермы стали в начале 2010‑х годов. Первые стартапы появились в США, Сингапуре, Японии. В последние годы практику строительства вертикальных ферм активно внедряет Китай, что неудивительно при огромной плотности населения и сравнительно небольшом количеством пригодных пахотных земель.

Если учесть тот факт, что численность населения, например, Япо­нии составляет 126,5 млн человек при площади всего 377 944 км2, то внедрение подобных производств является необходимостью и активно поддерживается японским правительством. К тому же в 2011 году, после аварии на атомной электростанции в Фукусиме, сильно сократилось количество пахотных земель, пригодных для выращивания. Примерно в это же время вертикальные фермы стали появляться и в США, что позволило получать свежую зелень в условиях пустынных и жарких штатов. Некоммерческую программу Local Gardens (сейчас называется Big Green) по созданию инфраструктуры и обучению детей выращиванию продуктов питания создал Кимбл Маск (брат Илона Маска). Тут же интерес к инвестициям в этот проект активно проявили Walmart, Chipotle и Wells Fargo, а будущий гигант американского рынка фермерский стартап BrightFarms с момента основания привлек инвестиций без малого 133 млн долларов США. Созданный в 2014 году американский проект Plenty привлек инвестиций на 226 млн долларов США.

В прошлом году Grand View Research опубликовал отчет, согласно которому объем мирового рынка вертикального земледелия на 2020 год оценивался специалистами в 3,89 млрд долларов США. Ожидается, что к 2028 году совокупный годовой темп роста составит 23,6 %. По мнению аналитиков Grand View Research, это связано с растущим внедрением экологически чистого производства фруктов и овощей. Беспрецедентный рост мирового населения увеличил спрос на городские фермы. Вертикальное сельское хозяйство — ​это практика производства продуктов питания в вертикально сложенных слоях, таких как подержанный склад, небоскреб или транспортный контейнер. Органические продукты воспринимаются как более здоровые, питательные, безопасные и экологически чистые.

Также в этом отчете указывается, что важнейшим фактором в мире, влияющим на спрос на органические продукты питания (выращенные на вертикальных фермах — ​прим. автора), является покупательское поведение потребителей (имеется в виду не только покупательная способность, но и причины покупать именно такую зелень, именно такие овощи — ​прим. автора), которое необходимо производителям, политикам и поставщикам для реализации успешных маркетинговых стратегий.

Ожирение и сердечно-­сосу­дистые заболевания являются распространенными проблемами со здоровьем среди потребителей. Кроме того, растущее истощение грунтовых вод и изменение климатических условий побудили традиционных производителей использовать альтернативные методы ведения сельского хозяйства. Растущая забота потребителей о здоровье и вышеупомянутые факторы, вероятно, повысят спрос в отрасли (источник: grandviewresearch.com).

Азиатско-­Тихоокеанский ре­гион доминировал на рынке вертикального земледелия в 2020 году с долей примерно 39 % и, как ожидается, останется доминирующим в период с 2022 по 2028 год. Также строятся аналогичные предприятия и в Европе, а в последние несколько лет начали привлекать инвестиции и российские стартапы. Причем вертикальные фермы появились не только в Москве, но и в Брянске и Новосибирске. Закончилось проектирование и скоро начнется строительство фермы в Санкт Петербурге. Несмотря на то, что в России достаточно пахотных земель, подобные технологии могут быть успешно применены как в условия сурового климата Сибири и Крайнего Севера, так и в мегаполисах.

Как выглядят подобные предприятия изнутри? Вертикальная ферма представляет собой высокотехнологичное и полностью автоматизированное производственное предприятие, которое находится в специально построенном по особым технологиям либо в адаптированном для этого строении с высокими потолками и полностью контролируемым климатом. Продукция на таких фермах выращивается методом аэропоники или гидропоники. Если при использовании метода гидропоники корни растений находятся в специальных емкостях с водным раствором или специальным субстратом с необходимыми питательными веществами, то при аэропонике растения и корни висят в воздухе и питаются путем распыления питательного раствора на корни. Грядки располагаются вертикально в несколько этажей от пола до самого потолка. На них урожай растет круглый год, не завися от погоды и сезонности.

По словам специалистов компании Plenty (Калифорния, США), технологии, которые применяются на таких производствах, существенно экономят воду и площадь, фактически занимая 1 % от территории, которая используется в традиционном фермерстве. Кроме того, представители данного стартапа заявляют, что многие культуры на таких фермах можно собирать уже через десять дней после посадки, что увеличивает урожайность на 700 % (источник: https://www.youtube.com/watch?v=J4SaSfnHK3I&t=0s).

Помещения для производства могут быть самые разные — ​от небольшого контейнера до огромных, специально возведенных для этого зданий. Теоретически для фермы можно построить даже пятидесятиэтажный небоскреб.

Еще одним существенным отличием таких производств от традиционных ферм и теплиц является отсутствие необходимости в применении удобрений и пестицидов. На эту тему нашему изданию дала комментарий бренд-­менеджер российской компании iFarm (одной из самых перспективных в России) Ольга Орлова:

«Замкнутый воздушный цикл и управляемый микроклимат исключают попадание на ферму насекомых-­вредителей, а значит, — ​необходимость пестицидов. Все элементы корневого питания — ​как в природе, так и на вертикальных фермах, — ​растения усваивают только в форме ионов, которые корни поглощают либо из почвенного раствора, либо из смеси водорастворимых удобрений. Мы подбираем для растений сбалансированное питание, благодаря чему они растут на вертикальных фермах лучше и быстрее, нежели в естественной среде обитания, где много непредсказуемых и неконтролируемых факторов и всегда ­каких-то элементов не хватает. Для любого пищевого производства требуется комплекс мер, чтобы соблюсти безопасность конечной продукции. Мы в iFarm как в компании, которая создает автоматизированные технологии выращивания съедобных растений, заботимся о безопасности на многих уровнях: от лабораторных испытаний до внедрения уникальных инженерных решений на вертикальных фермах. Не менее важна и организация самого производства, которой занимаются наши авторизованные парт­неры — ​управляющая компания GrowMe. В лабораториях iFarm проводится большое количество исследований, направленных на получение вкусных и полезных урожаев. Наши агрохимики подбирают макро- и микроэлементы, необходимые растениям на всех этапах роста. Они создали сбалансированное питание для каждой культуры, которое раскрывает весь их потенциал: скорость роста, урожайность, яркие вкусовые характеристики и содержание полезных для нашего здоровья веществ. Замкнутый воздухооборот на вертикальных фермах по технологиям iFarm обеспечивает растениям естественную защиту от насекомых-­вредителей и снижает риски возникновения массовых заражений. Благодаря этому средства защиты от вредителей и заболеваний используются крайне редко. Каждое производство, построенное по технологиям iFarm, оснащено системами фильтрации и водоподготовки, что исключает попадание нефтепродуктов и тяжелых металлов в воду для полива растений. Раз в полгода на промышленных объектах партнеров и в собственных шоурумах iFarm проводится обязательное исследование состава воды. Кроме того, на всех объектах соблюдаются правила хранения зелени. Перед отправкой заказчикам ее размещают в чистых, сухих, закрытых, охлаждаемых помещениях без постороннего запаха и сельскохозяйственных вредителей».

У вертикальных ферм есть и свои недостатки. Например, высокое потребление электричества (по некоторым данным, до 40 % от всех затрат) и, как следствие, более высокая цена на продукцию для конечного потребителя. Одна из ферм в Нью-­Йорке при площади помещения 2800 кв.м тратит на электроэнергию более 216 тыс. долларов США ежемесячно, что составляет по сегодняшнему курсу более 16 миллионов руб­лей. На сайте стартапа iFarm появилась информация об окончании проектирования вертикальной фермы в Санкт-­Петербурге, где соучредитель и исполнительный директор компании Константин Ульянов написал:

«Площадку для размещения вертикальной фермы в северной столице России искали довольно долго. Большая часть объектов не подходила из-за высокой стоимости электричества: в среднем в этом регионе она составляет около 8 руб­лей за кВт•ч. В итоге мы нашли способ получить электричество стоимостью 5,5 руб­лей за кВт•ч — ​от газопоршневой установки, что сделало запуск производства экономически рентабельным».

Есть вертикальные фермы, на которых размещаются солнечные батареи. И их создатели уверены, что могут компенсировать затраты на электричество, используя энергию солнца. Но критики такого подхода утверждают, что эта идея крайне сомнительна и было бы более целесообразно использовать эти средства для строительства большего количества ферм.

Само оборудование и технологии тоже имеют высокую цену. В России инвестиции в проектирование и строительство крупной вертикальной фермы в среднем могут начинаться от нескольких миллионов до нескольких десятков миллионов руб­лей. На примере фермы в Санкт Петербурге, по информации сайта стартапа iFarm, можно увидеть, что в этот проект планируется привлечь более 200 миллионов руб­лей, а уже привлечено 20,5 миллиона. При этом общая площадь вертикальной фермы по полу составит 1440 м², а площадь выращивания — ​3833 м². Производство будет вводиться в эксплуатацию в два этапа: первый этап — ​1025 м² (большую часть этого пространства займет установка оборудования для обслуживания всей фермы, а площадь выращивания составит 1293 м²); второй этап — ​415 м² (2540 м² выращивания). На салатной ферме будут расти самые популярные зеленные культуры: несколько разновидностей салатов и пряных трав (романо, кейл, пак-чой, айсберг, фризе, шпинат, руккола, базилик и др.), микрозелень и съедобные цветы. Производственная мощность оценивается в 129 тонн зелени в год (источник: ifarmproject.ru).

Из-за этих факторов цена про­дукции вертикальных ферм для конечного потребителя получается выше, а иногда значительно выше, чем у традиционных фермерских хозяйств. Так, зайдя в самый обычный продуктовый магазин, мы можем увидеть обычный салат «айсберг» стоимостью от 70 до 95 руб­лей за 300–500 г, а в интернет-­магазине «Утконос» для города Новосибирска можно встретить упаковку компании iFarm — ​100 г такого же салата «айсберг» (срез) за 119 руб­лей. Или можно сравнить стоимость шпината: у обычных производителей за на пучок 100 г в супермаркете можно потратить от 75 до 101 руб­ля. А продукция iFarm (за упаковку 125 г) будет стоить 199 руб­лей.

Еще один существенный недостаток вертикальных ферм — ​это невозможность выращивать многие культуры. Свои особенности выращивания имеют высокие злаки и корнеплоды, плодовые деревья и многие ягоды. Например, пшеницу, кукурузу, яблоки, черешню и картофель вырастить на современных вертикальных фермах невозможно.

В продолжение темы недостатков можно упомянуть, что аграрии, занятые в традиционном фермерстве, получают от государства огромное количество льгот и преференций. При этом создатели вертикальных ферм пока что не являются агропредприятиями и ничем не отличаются от обычных компаний, которые занимаются производством продуктов питания.

Таким образом, мы видим, что продукция новомодных вертикальных стартапов по карману далеко не каждому и имеет крайне скудный ассортимент, если сравнивать с разнообразием продукции, которую привозят в супермаркеты и на рынки обычные аграрии.

Но какое будущее ждет вертикальные фермы и насколько они нужны современному обществу?

Практически все создатели стартапов, связанных с вертикальными фермами, рассказывают о том, что они в будущем могут накормить весь мир. Однако дороговизна оборудования, огромное потребление электричества и особенно скудный ассортимент продукции позволяют в этом усомниться. Среди постоянных покупателей продукции есть дорогие рестораны и магазины премиум-­сегмента. Но вряд ли зеленью и клубникой накормишь миллионы голодных жителей планеты, особенно в бедных странах Африки и Латинской Америки.

Все знают, что современное промышленное земледелие чересчур сильно зависит от химических удобрений, пестицидов и гербицидов, а технологии вертикальных ферм полностью решают проблему вреда для здоровья при неплохих вкусовых качествах. Но также во всем мире ученые трудятся над созданием органических удобрений с использованием микробов и технологий, которые позволили бы отказаться от традиционного опрыскивания полей и грядок химией. Также создаются технологические решения для более эффективного использования воды при поливе. То есть в будущем аграрии могут получить новые технические решения и новые натуральные удобрения. Однако все это не повлияет на проблему сурового климата или ограниченной территории. Здесь, безу­словно, без вертикальных ферм не обойтись. Эти технологии сильно сократили бы дефицит свежей зелени в Мурманске, Архангельске, Норильске или Якутске. Есть регионы на карте мира, где существует дефицит воды, и там вертикальные фермы пришлись бы очень кстати.

Если предположить, что через ­какое-то время технологии вертикальных ферм шагнут далеко вперед, станут менее дорогими и их можно будет применить для выращивания гораздо большего количества культур, то их определенно ждет великое будущее. Но в настоящее время традиционное земледелие прочно занимает пальму первенства и вертикальные фермы составить ему конкуренции фактически никак не могут из-за скудности ассортимента продукции, дороговизны строительства и технологических процессов, высокого потребления электричества, большой стоимости оборудования, отсутствия государственных программ поддержки этих стартапов и, как следствие, высокой цены продукции для конечного потребителя.

Сергей Даркин

Земля и Жизнь, 2003-2021 | Политика конфиденциальности