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
