Farmy wertykalne są odpowiedzią na wyzwania współczesności. Pozwalają uprawiać rośliny na niewielkiej przestrzeni, ograniczyć postępujące niszczenie środowiska na skutek intensywnych zabiegów rolniczych i znacznie zwiększyć ilość plonów (Wiecej o farmach wertykalnych TUTAJ). Dzięki farmom wertykalnym rolnictwo może rozwijać się nawet w zatłoczonych miastach i dostarczać na lokalny rynek świeże, naturalne i zdrowe produkty. Tworzenie farm wertykalnych stawia jednak spore wyzwania przed przedsiębiorcami. Na co musimy się przygotować, planując inwestycję? W jaki sposób stawić czoło problemom, by móc czerpać pełne korzyści z farm wertykalnych?
Wysokie koszty założenia i utrzymania
Według raportu IdTechEx pt. „Vertical Farming: 2020-2030” wysokie koszty związane z założeniem i utrzymaniem farm wertykalnych to jedno z głównych wyzwań, z jakimi zmagają się początkujący inwestorzy [1].
Rolnictwo wertykalne jest odmianą rolnictwa miejskiego. Jeśli chcemy prowadzić uprawy pionowe w pomieszczeniach, powinniśmy najpierw zainwestować w zakup gruntu (najlepiej znajdującego się w centrum miasta) i budowę odpowiednich budynków gospodarczych, co wiąże się z dużymi kosztami już na samym początku.
Rośliny uprawiane w systemie wertykalnym muszą rozwijać się w ściśle kontrolowanych warunkach. Przez cały czas konieczne jest monitorowanie otoczenia (m.in. parametrów oświetlenia, wilgotności, temperatury, zaopatrzenia w składniki mineralne). Pomagają w tym sterowane komputerowo, zautomatyzowane systemy oświetlenia, ogrzewania oraz wentylacji uprawy, których instalacja jest jednak bardzo kosztowna (Nasz artykuł „Hydroponika i jej 6 głównych metod uprawy” >>> TUTAJ). Zastosowanie prostszych rozwiązań technologicznych sprawia natomiast, że zwiększają się koszty związane z utrzymaniem farm. Jeżeli planujemy założenie farmy wertykalnej, w kosztorysie powinniśmy uwzględnić także nakłady na wymianę urządzeń, co może być konieczne po kilku latach ich użytkowania. Wiele farm nie radzi sobie z kosztami, co w krótkim czasie prowadzi do bankructwa. Farmy wertykalne stanowią jednak inwestycję długoterminową. Według raportu Agrilyst 2017 „State of Indoor Farming Report” średni wiek farm wertykalnych przynoszących dochody to 7 lat. Gospodarstwa, które nie przynoszą jeszcze zysków, mają przeciętnie 5 lat [2].
Rozwiązanie:
Założenie farmy wertykalnej powinno być poprzedzone gruntowną analizą ekonomiczną. Fundusze na inwestycję możemy pozyskać z dofinansowań. Dobrym sposobem na obniżenie kosztów początkowych jest wykorzystanie już istniejącej infrastruktury lub zaangażowanie do pracy wolontariuszy oraz studentów kierunków przyrodniczych. Aby zmniejszyć wydatki, nie musimy inwestować w nowe budynki. Często możliwe jest zaadaptowanie już istniejących lub wykorzystanie dotychczas niezagospodarowanych. Sukces w dużej mierze zależy od trafnej oceny warunków i lokalizacji farmy. Kluczowe dla osiągania dochodów jest znalezienie rynku zbytu dla swoich produktów – właściwa lokalizacja farmy może zaważyć na jej przyszłości. Przed założeniem farmy wertykalnej powinniśmy przeprowadzić gruntowne badanie rynku i określić potencjalnych odbiorców produktów. Farma powinna być zlokalizowana w pobliżu ostatecznych odbiorców lub dystrybutorów [3].
Gospodarstwa wertykalne mogą pełnić dodatkowe funkcje, np. hotelową, edukacyjną, handlową, restauracyjną, konferencyjną czy kulturalną. Możliwe jest ponadto podjęcie współpracy z jednostkami naukowymi [4]. Dzięki temu farmy wertykalne będą przynosić nam dodatkowe zyski z działalności.
Dynamiczny rozwój rolnictwa wertykalnego budzi ponadto nadzieje na zwiększenie wydajności i obniżenie kosztów oświetlenia, co znacznie zmniejszy wydatki związane z prowadzeniem farm pionowych [2].
Ograniczone możliwości uprawy
Kolejnym problemem związanym z prowadzeniem farm wertykalnych jest ograniczona możliwość uprawy różnych gatunków roślin. Nie wszystkie rośliny mogą być uprawiane na farmach wertykalnych z zyskiem. W takim systemie najlepiej rosną gatunki o niewielkich korzeniach, odznaczające się krótkim cyklem wzrostu, przeznaczone do szybkiego spożycia. Uprawa innych roślin jest możliwa, ale wiąże się ze zwiększonymi kosztami energii, a co za tym idzie – niską opłacalnością przedsięwzięcia [5]. Obecnie w pionowych gospodarstwach uprawiane są głównie warzywa liściaste (np. sałata, kapusta), zioła (bazylia, mięta, szczypiorek) i owoce jagodowe (np. truskawki). Ich udział w ogólnym rynku żywności jest jednak niewielki [2].
Rozwiązanie:
Mimo ograniczeń w uprawie, farmy wertykalne dają też nowe możliwości rolnikom. Nie są zależne od pór roku i zmiennych warunków atmosferycznych. Rośliny mogą być w nich uprawiane przez cały rok, co umożliwia wielokrotne zbieranie plonów.
Produkty z upraw wertykalnych nie mogą stanowić konkurencji cenowej dla tych pochodzących z tradycyjnych gospodarstw. Aby zainteresować nimi odbiorców, powinniśmy zwracać uwagę na ich szczególne zalety: wysoką jakość, świeżość, naturalność oraz brak pestycydów [3].
Farmy wertykalne mogą być wykorzystywane do uprawy roślin ozdobnych, jadalnych kwiatów czy rozmnażania młodych roślin [6]. Warto połączyć je z fermami rybnymi. Ciekawym rozwiązaniem może być też uprawa rzadkich produktów wykorzystywanych do celów kulinarnych, wyróżniających się wyjątkowymi walorami smakowymi [7].
Wertykalne farmy mogą służyć nauce i przemysłowi – do produkcji roślin do celów leczniczych, farmaceutycznych czy kosmetycznych [8].
Rolnictwo wertykalne daje ponadto możliwość produkcji żywności o określonym profilu (np. bogatego w witaminy czy minerały). Dzięki temu produkty pochodzące z takich gospodarstw mogą być używane w ramach różnych diet jako naturalne uzupełnienie jadłospisu [9].
Wysokie zużycie energii
Choć rolnictwo wertykalne ma wiele zalet dla środowiska, nie pozostaje ono bez wpływu na przyrodę. Automatyzacja procesów produkcji powoduje wysokie zużycie energii na oświetlenie, wentylację, itd. Wysokie zużycie energii generuje spore koszty. Szacuje się, że koszty energii elektrycznej stanowią 25-30% całkowitych kosztów generowanych przez farmy wertykalne [10]. Gdyby gospodarstwa wertykalne w Stanach Zjednoczonych zastąpiły tradycyjne, ilość energii elektrycznej potrzebnej do ich oświetlenia byłaby ośmiokrotnie większa niż wytwarzana przez wszystkie elektrownie w Stanach Zjednoczonych rocznie [9].
Rozwiązanie:
Aby ograniczyć koszty związane ze zużyciem energii, możemy wykorzystać energię pochodzącą ze źródeł odnawialnych (wiatrową, geotermalną, słoneczną). W produkcji energii na farmach wertykalnych znajdują też zastosowanie odpady roślinne (biopaliwa). Produkty z farm wertykalnych zwykle nie muszą być dostarczane na dalekie odległości, co również redukuje zużycie energii niezbędnej do transportu. Receptą na ograniczenie wydatków związanych ze zużyciem energii jest wykorzystanie zmagazynowanej energii i wybór odpowiednich pór oświetlania (np. według taryfy nocnej) [10].
Problemy z oświetleniem
Rośliny uprawiane na farmach wertykalnych mają ograniczony dostęp do światła słonecznego. Aby mogły przeprowadzić fotosyntezę w budynkach, potrzebują sztucznego oświetlenia. Problemem bywa także nierównomierna dystrybucja dostarczanego światła. Warstwowe usytuowanie roślin ogranicza dostęp do światła słonecznego (szklarnie) lub z lamp znajdujących się u góry (rośliny ustawione wyżej przysłaniają te znajdujące się poniżej). Z tego powodu dochodzi do starzenia się i zamierania liści u roślin znajdujących się na niższych poziomach [10].
Rozwiązanie:
Dobrym źródłem światła dla roślin rosnących na farmach wertykalnych jest oświetlenie LED. Lampy LED są energooszczędne, trwałe i bezpieczne dla roślin. Diody LED mają wyższy współczynnik konwersji (przetwarzania) energii elektrycznej (0,4) w porównaniu ze świetlówkami (0,25). Można z łatwością nimi sterować – zgodnie z potrzebami roślin. Nowoczesne lampy emitują światło o różnej barwie, dzięki czemu pozwalają roślinom na efektywne przeprowadzanie fotosyntezy. Aby zapewnić równy dostęp do światła na farmach wertykalnych, możemy zastosować oświetlenie skierowane do góry, z boku lub reflektory odbijające światło. Zamontowanie oświetlenia między roślinami poprawia dostęp do światła na farmie wertykalnej i zwiększa szybkość fotosyntezy [10].
Opór społeczny
Technologia wytwarzania żywności na farmach wertykalnych nie jest znana większości społeczeństwa. Dla wielu osób taki sposób produkcji żywności kojarzy się z eksperymentami w laboratorium. Z tego względu część potencjalnych konsumentów może mieć poważne obawy przed zakupem produktów pochodzących z gospodarstw wertykalnych. Z badań wynika, że konsumenci sceptycznie podchodzą do innowacji technologicznych w rolnictwie i wiążą je z wysokim ryzykiem produkcji żywności i niskimi korzyściami. Znacznie lepiej, jako bardziej naturalne, oceniają produkty pochodzące z tradycyjnych upraw lub szklarni niż te z farm wertykalnych [10].
Rozwiązanie:
Kluczowe znaczenie dla popularyzacji produktów z farm wertykalnych ma prowadzenie akcji promocyjnych i edukacyjnych oraz budowanie społecznej świadomości na temat systemu produkcji. Są one niezbędne, by zwiększyć akceptację konsumentów dla tego typu produktów. W jaki sposób możemy to osiągnąć? Musimy zwracać uwagę klientów na problemy związane z rolnictwem tradycyjnym i zaproponować alternatywę w postaci żywności produkowanej z poszanowaniem dla środowiska. Warto też uświadamiać potencjalnych konsumentów w zakresie żywieniowych i zdrowotnych zalet produktów. Warzywa i zioła uprawiane na farmach wertykalnych są pozbawione zanieczyszczeń pochodzących ze środowiska, pestycydów, oraz herbicydów. Oferowane są na rynku lokalnym, przez co nie tracą świeżości i jakości.
Ważne jest także trafne określenie profilu odbiorców. Konsumentów powinniśmy szukać wśród osób zainteresowanych zdrowym żywieniem i ekologicznym stylem życia. Szansą jest wprowadzenie żywności na rynek miejski, gdzie trudno pozyskać świeże, naturalne produkty [9].
Trudność w zarządzaniu
Prowadzenie upraw wertykalnych opiera się komputerowych algorytmach, które monitorują zmiany warunków i ich wpływ na rośliny. Zebrane dane pozwalają zaplanować cały proces produkcji. Niestety rośliny rosnące w ściśle kontrolowanych warunkach są bardziej wrażliwe na wszelkie zmiany i mniej odporne na choroby. Każde zaburzenie w systemie może mieć bardzo dotkliwe skutki dla roślin.
Na farmach wertykalnych problemem jest odwzorowanie skomplikowanych zależności między organizmami, jakie istnieją w naturze. Nie wszystkie te procesy są w pełni poznane i dobrze zrozumiane. Rośliny w gospodarstwach pionowych nie mogą korzystać z dobrodziejstw symbiozy z organizmami żyjącymi w środowisku naturalnym.
Rozwiązanie:
Bardzo istotne jest znalezienie systemu gromadzenia i przetwarzania danych dostosowanego do własnych potrzeb i umiejętności. Lepiej zrezygnować z danych, które nie mają praktycznego zastosowania w gospodarstwie i skupić się na tych, które można wykorzystać do poprawy wydajności i optymalizacji kosztów produkcji. Same dane będą bowiem bezużyteczne, jeśli nie będziemy z nich odpowiednio korzystać [3]. Warto nawiązywać relacje z innymi właścicielami gospodarstw wertykalnych, dzielić się wiedzą i korzystać z ich doświadczeń.
Farmy wertykalne to bez wątpienia wymagające przedsięwzięcie. Cały proces ich zakładania i utrzymania wiąże się z wysokimi kosztami i sporym nakładem pracy. Konieczne jest dokładne zapoznanie się z technologią, poznanie wszystkich ograniczeń, znalezienie dodatkowych źródeł finansowania, a także zbudowanie bazy potencjalnych klientów. Musimy zatem zdawać sobie sprawę z wyzwań i problemów, jakie możemy napotkać po drodze. Z pewnością zmniejszy to ryzyko rozczarowań i nieudanych inwestycji. Dynamiczny rozwój tej dziedziny rolnictwa powinien doprowadzić jednak do znalezienia optymalnych rozwiązań i ułatwienia startu wszystkim zainteresowanym rolnikom. Istotne jest zwłaszcza zmniejszenie zapotrzebowania na energię i zwiększenie świadomości konsumentów na temat wartości produktów pochodzących z upraw wertykalnych. Przed rolnictwem wertykalnym rysuje się jednak bardzo ciekawa przyszłość.
A jakie są Wasze doświadczenia z tworzeniem farm wertykalnych?
Czego najbardziej się obawiacie lub co okazało się dla Was największą trudnością przy inwestycji?
Źródła:
[1] Rolnictwo wertykalne 2020-2030. Raport IdTechEx (TUTAJ)
[2] Artykuł na temat problemów i perspektyw rozwoju rolnictwa wertykalnego (TUTAJ)
[3] Wnioski z dyskusji na temat niepowodzeń w prowadzeniu farm wertykalnych podczas konferencji „Aglanta” 2017 (TUTAJ)
[4] Rolnictwo miejskie jako innowacyjna produkcja stanowiąca element scalający i uzupełniający strukturę miasta (TUTAJ)
[5] Czy uprawy wertykalne mogą wykraczać poza zioła i warzywa liściaste? (TUTAJ)
[6] Połączenie uprawy kwiatów i upraw wertykalnych (TUTAJ)
[7] Farmy wertykalne: rozwój i implikacje dla miasta wertykalnego (TUTAJ)
[8] Przyszły system produkcji żywności: Farmy wertykalne i rolnictwo w kontrolowanym środowisku (TUTAJ)
[9] Szanse i wyzwania w zrównoważonym rolnictwie wertykalnym (przegląd) (TUTAJ)
[10] Innowacje energetyczne w rolnictwie wertykalnym (TUTAJ)
