Сельскохозяйственные угодья в Германии занимают половину территории. Высокие ставки пестицидов, большое потребление воды и чрезмерное удобрение почвы постоянно подвергаются критике. Ситуацию могут исправить вертикальные крытые фермы.
Они предназначаются для более экономичного использования природного ресурса, исключают применение вредных химических веществ. Выращивание в вертикальных теплицах связано с большим потреблением энергии, поэтому новая концепция не везде приветствуется аграриями.
В большом здании в форме куба салаты растут друг над другом на полках в несколько уровней. Над растениями висят светоизлучающие диоды, заменяющие солнечный свет. Питательные вещества распыляются непосредственно на корни растений, поэтому почва больше не нужна.
Так может выглядеть вертикальная ферма. В ней можно контролировать все факторы, влияющие на рост растений. Об этом говорит профессор Томас Хамахер, который изучает концепцию вертикального сельского хозяйства в Мюнхенском техническом университете.
«Я точно знаю, что такое освещение. Я точно знаю, какая у меня температура. Я точно знаю, сколько CO2 выделяется в атмосферу. У меня есть стопроцентный контроль над растительной и окружающей средой, и, конечно же, у меня этого нет в природе, для сельскохозяйственных культур на полях».
На фоне растущих изменений климата, например, слишком мало осадков в один год и слишком много в следующий, идея о том, что производство продуктов питания может стать в какой-то степени независимым от погоды, кажется обнадеживающей.
Солнце нужно заменить
Но у вертикального земледелия есть одна очень важная проблема: его высокое потребление энергии. Снаружи солнце бесплатно жертвует энергию растениям. В среднем, в Германии это около 1000кВт/ч на квадратный метр в год. Это составляет около трети годового потребления электроэнергии в среднем бюджете Германии. В крытой ферме этой естественной радиации не хватает.
«Растениеводам придется заменить солнце сейчас. С этим связано несколько вещей: у вас есть потери эффективности на лампах. Затем вам нужно будет производить не только тысячу киловатт-часов, но даже две тысячи киловатт-часов или немного больше.
И у вас также есть проблема с тем, что это создает очень много тепла в установках. Так что вам тоже нужно охлаждать помещение».
Независимо от того, является ли выращивание зерновых и овощей с помощью вертикального сельского хозяйства реалистичным и экономически выгодным в настоящее время, речь идёт о растениях. Салат требует сравнительно мало энергии. В нем много воды, и почти всё растение можно есть.
Хотя конечный продукт дороже, чем его полевой аналог, он уже продается сегодня из-за особого вкуса в небольших масштабах и также предлагается в некоторых немецких супермаркетах в сотрудничестве с стартапами.
Вертикальные фермы могут даже занять больше места
Сельскохозяйственные культуры, которые важны для продовольственной безопасности, такие как зерновые и картофель, имеют огромные потребности в электричестве. Если бы вы хотели покрыть использование возобновляемых источников энергии, для этого потребовалось бы во много раз больше обычной сельскохозяйственной площади.
По словам Томаса Хамахера, чтобы снизить потребление энергии до такой степени, чтобы вертикальное сельское хозяйство было жизнеспособным в более широких масштабах, потребовалось бы множество инноваций:
«Во-первых, вам нужно сделать свет еще более эффективным. Светодиоды уже очень хорошо работают сегодня, но есть еще варианты. Тогда вам нужно оптимизировать общую систему.
Конечная цель заключается в том, что вы работаете над растениями и говорите, что, возможно, я смогу изменить культуру так, чтобы она могла гораздо эффективнее поглощать свет и CO2 именно в этой среде. Над этой проблемой придётся поработать ещё в течение нескольких лет».
Команда Томаса Хамахера в основном занимается вторым пунктом, оптимизацией общей системы. Где лучше всего устанавливать лампы? Насколько большими должны быть расстояния между этажами? Освещение постоянно генерирует тепло – может ли оно быть охлаждено водой для экономии энергии для компенсации? На эти вопросы исследовательская группа хочет ответить с помощью компьютерного моделирования в ближайшие годы.
Потенциал оптимизации все еще открыт. Исследователи сопоставят свои виртуальные результаты с измерениями на модели размером с холодильник. Если это удастся, то можно приступить к оптимизации большой вертикальной фермы. Какова экономия, которую можно достичь за счет оптимизации системы, все еще остается открытым.
Вертикальные фермы будут развернуты в больших масштабах для обеспечения питания или экономии площади, но это, вероятно, займет много времени.
Загрузка...
В климате высотное вертикальное земледелие демонстрирует преимущества сельского хозяйства как полезной альтернативы.
Сельское хозяйство в высотном вертикальном земледелии представляет собой интересную и благоприятную для климата альтернативу. Этот метод позволяет выращивать пищевые растения в закрытых вертикальных системах, без использования большого количества площади и традиционных полей. Кроме того, такой подход имеет потенциал для значительного снижения вредных выбросов в атмосферу, связанных с традиционным сельским хозяйством. Высотное вертикальное земледелие может способствовать более эффективному использованию ресурсов, уменьшению водопотребления и использованию возобновляемых источников энергии. Это многообещающая практика, способствующая более устойчивому и экологически чистому будущему нашей планеты.