Устройство и работа сельскохозяйственных вертикальных ферм. Вертикальные фермы. Преимущества вертикальных ферм: экономят площадь, пестициды, воду и удобрения

Компания «РусЭко» в первом квартале 2019 года намерена запустить в Москве городскую ферму для выращивания зелени и ягод. Согласно собственным данным, комплекс станет крупнейшим подобным проектом в мире, на первом этапе будет производиться около 20 сортов зелени в объеме 25 т в день.

Уже получена первая опытная партия шпината, базилика, редиса, мелиссы, рукколы, различных сортов салата и микрозелени, сообщает пресс-служба холдинга. «На полках магазинов и в ресторанах свежая органическая зелень появится уже в начале следующего года», — пообещал председатель совета директоров «РусЭко» Евгений Антипов.

Ферма, использующая при производстве органическую гидропонику, располагается в бывшем здании табачной фабрики «Лиггетт-Дукат» на юге Москвы. Ранее в декабре градостроительно-земельная комиссия согласилась с переоборудованием многоуровневого паркинга под городскую ферму, сообщала пресс-служба Москомстройинвеста. В сообщении уточнялось, что «в связи с низким спросом на машиноместа инвестор (ООО «РусЭко») намерен переоборудовать здание под выращивание зеленных сельскохозяйственных культур по технологии вертикального сельского хозяйства».

Посевная площадь составляет до 67 тыс. кв. м, перспективная производственная мощность — 50 т в день, отмечает пресс-служба «РусЭко». «С таким объемом и площадью мы — самая крупная городская ферма в мире и намерены удерживать этот статус», — заверил Антипов. Так, перспективная посевная площадь Oasis Biotech из США, открывшейся летом 2018 года, составляет 20 тыс. кв. м. Другой производитель из США — компания AeroFarms, чьи мощности расположены в бывшем сталелитейном цехе под Нью-Йорком, работает на 6,5 тыс. кв. м и производит до 4 т готовой продукции, сравнил он.

Объем инвестиций в создание первой очереди превышает 5 млрд руб. По данным kartoteka.ru, ООО «РусЭко» создано в декабре 2017 года с уставным капиталом 2,85 млрд руб. Акционерами компании являются Андроник Амбарцумов (16,5%), Артур Шупер-Хубларян (16,5%), а также закрытый паевой комбинированный инвестфонд «Лайм» (63%).

Развитие умных городов — один из глобальных трендов, рынки технологий и продуктов для умных городов оценочно вырастут до более чем $1,5 трлн к 2025 году, говорит директор Центра научно-технологического прогнозирования Высшей школы экономики Александр Чулок. Создание вертикальных урбанизированных ферм позволяет уменьшить транспортное плечо между производителем и потребителем, что особенно актуально для России, акцентирует он. В то же время концепция умного города предполагает жесткие требования к продукции: она должна поставляться точно в срок, соответствовать критериям стоимости, экологичности. «Эти тренды очень мощные и открывают очень большие рынки, — прокомментировал Чулок «Агроинвестору ». — Хотя, конечно, у них есть и противники, утверждающие, что проще еще распахать земли».

Вертикальные городские теплицы позволяют получать стабильный урожай круглый год, а размещать такие теплицы можно на неиспользуемых площадях — инженерных этажах и в подвалах, отмечает руководитель департамента развития бизнеса и интегрированных решений Panasonic Россия Герман Гаврилов. Компания Panasonic развивает направление вертикального городского овощеводства несколько лет, ее фабрики овощей работают в Китае, Сингапуре, Японии. В 2016 году Panasonic начал сотрудничество с фондом «Сколково», а в 2017-м в здании технопарка была оборудована агролаборатория, где на площади 75 кв. м разместилась пилотная вертикальная теплица. В начале декабря Panasonic подписал с девелоперской компанией «Лидер-Инвест» меморандум о сотрудничестве, в рамках которого компании намерены приступить к созданию городских вертикальных теплиц для выращивания овощей в жилых комплексах. Первым таким комплексом может стать строящийся ЖК «Крылья» на юго-западе Москвы.

Что в переводе означает «Усадьба Бруклина». Это коммерческая городская ферма , которая занимает немногим меньше 4000 квадратных метров на вершине бывшего промышленного здания в Куинс е. Ферма производит все: от свёклы до фасоли , также 40 других трав и овощей. Бруклин Гранж посвящён использованию органическим принципам в процессе роста, однако они пока ещё не сертифицированы как органическая ферма Министерством сельского хозяйства США и не планируют делать это, так как часто это приводит к ненужному увеличению цены. Два года назад Бруклин Гранж приобрел ещё один участок для своей второй фермы, 6000 квадратных метров крыши в районе Бруклин а Неви Ярд, где более чем 100 домов ждут патиссоны , лук и томат . Бэн Фланер (Ben Flanner), президент организации и главный фермер, отметил два основных преимущества фермерства на крыше - обильное солнце и отсутствие вредителей . «Это очень похоже с обыкновенным сельским хозяйством», - сказал он, - «только у нас нет оленей , лис или грызунов ». Одна из проблем - достаточно сильный ветер, который возникает между домами и может сломать тонкие саженцы. «Мы должны с умом подойти к проблеме и придумать решение, чтобы уменьшить давление ветра на растение. Для этого мы делаем много укреплений и подвязываем растения».

• Эддед вэлью (Added Value)

Что переводится как «Общая выгода». Расположена в районе Ред Хук, Бруклин , некоммерческая ферма, посвященная воспитанию будущего поколения через различные обучающие программы для детей от 14 до 19 лет, живущих в южном Бруклине. Как самая первая ферма в городе, Эддед вэлью играет важную роль в преобразовании пустырей в городские сады и доступу к домашней, здоровой и недорогой пище для Бруклина. Ферма использует приподнятые грядки, и «три основных стимула: выращивание только продуктов, вовлечение молодежи и обучение на основе фермерства».

• Тенз Акр (Tenth Acre Farms)

Что означает в переводе «Десятый Акр», у этой фермы было скромное начало во дворе снимаемой квартиры соучредителя Джордана Холла (Jordan Hall). С 2009 года трио фермеров расширилось, и приобрело заброшенное баскетбольное поле в Гринпойнте. Как и у ранее упомянутых, у этой фермы главной задачей является обеспечить жителей Нью-Йорк а самыми свежими и здоровыми продуктами. Использование органических методов выращивания означает, что вся продукция не содержит вредных химических веществ , однако, как и Бруклин Гранж, Тенз Акр не планирует сертифицироваться у правительства. Ферма также использует приподнятые грядки для выращивания, которые позволяют продлить сезон созревания на 3-4 недели, за счет того, что летом почва охлаждается быстрее, а зимой дольше.

• Городская ферма Бэ́ттери Урбан Фарм (Battery Urban Farm)

Эта образовательная ферма расположена в историческом парке Бэ́ттери и занимает около одного акр а (4000 м2). Ферма в форме индейки производит около 80 сортов органически выращенных овощей, фруктов, цветов, круп и других растений. Основные цели этой фермы - «вдохновлять и обучать студентов фермеров и просто население о выращивании и потреблении здоровой пищи , содействовать „грамотному вкусу“ (или, другими словами, сделать так, чтобы дети с ума сходили от моркови), донести понимание практики садоводства , способствовать чувству общности в центре Манхэттена ». В планах города ещё большее развитие городских ферм. В прошлом году, компания BrightFarms, которая разрабатывает теплицы рядом с супермаркетами для сокращения цепочки поставок, объявила о своем намерении создать огромную гидропонную теплицу на крыше одного из бывших складов Неви Ярд, которая по ожиданиям компании будет производить около полумиллиона килограмм в год.

Коммерческие городские фермы

Продукты городских ферм благодаря экологичности продуктов и близкому расположению быстро завоевывают популярность среди городских жителей. Именно поэтому некоторые предприниматели решили использовать бизнес-модель в промышленных масштабах.

Один из таких примеров является городская ферма сельскохозяйственной компании Lufa Farms. Ферма расположена на крыше здания, внутри которого находится мебельный магазин и другие коммерческие арендаторы, и занимает она 4 000 квадратных метров. В настоящее время компания собирает урожай от 400 до 700 кг ежедневно и доставляет еженедельно более 2500 корзин с продуктами в городские розничные сети круглый год.

Эта запатентованная Urban Produce «система вертикального выращивания с высокой плотностью размещения» снижает расходы топлива и другие издержки на транспортировку продукции, использует на 80% меньше удобрений по сравнению с традиционными способами выращивания и может сама получать воду для растений из влажного воздуха, рассказывает президент и генеральный директор компании Эдвин Хортон. «Конечная цель - стать полностью независимыми от энергосетей», – добавляет он.

AeroFarms построила вертикальную ферму площадью около 6500 кв. м в здании бывшего сталелитейного завода в Нью-Джерси. Там компания выращивает рукколу и другую листовую зелень методом аэропоники. Высота стеллажей достигает 11 м. AeroFarms получила более $50 млн от инвесторов, среди которых Prudential и Goldman Sachs. Компания поставляет свою продукцию в магазины нескольких штатов и рассчитывает, что ее система появится и в других городах по всему миру, говорит ее генеральный директор Дэвид Розенберг.

Такие фермы не могут полностью удовлетворить потребности городов в продовольствии, говорит Генри Гордон-Смит, управляющий директор Blue Planet Consulting Services, специализирующейся на разработке и управлении городскими сельскохозяйственными проектами. На вертикальных фермах выращивают в основном листовую зелень - такой продукт быстро оборачивается и обеспечивает денежный поток в бизнесе, постоянно требующем серьезных вложений. Выращивание других овощей и фруктов требует больше пространства и может не иметь экономического смысла, учитывая стоимость искусственного освещения, указывает Гордон-Смит. Вряд ли таким способом будут выращивать пшеницу, рис и другие подобные продукты - у них более длительный срок хранения, их проще складировать и доставлять издалека.

Запуск и работа городской фермы обходятся дорого. AeroFarms только предстоит стать прибыльной, Розенберг ждет, что это произойдет в ближайшие месяцы, после того как новая ферма позволит увеличить масштабы бизнеса. Urban Produce в этом году стала рентабельной, отчасти за счет акцента на особых продуктах, таких как микрозелень, говорит Хортон, основавший компанию в 2014 г. Компания FarmedHere, один из пионеров отрасли в США, в прошлом году закрыла свою ферму в окрестностях Чикаго и объединилась с другой компанией. По словам ее сооснователя Пола Хардеджа, успеху отчасти помешали регуляторные бюрократические барьеры, к тому же стоило размещать ферму подальше от центра города, чтобы сэкономить на аренде помещения.

Новые технологии улучшат экономику вертикальных ферм, надеется Гордон-Смит. Новые камеры, сенсоры и приложения для смартфонов помогают следить за ростом растений. Одна компания даже разрабатывает очки с функцией дополненной реальности, помогающие работникам ферм определить, какие растения готовы к сбору. «Будущее для вертикальных ферм выглядит блестящим, но если вы начинаете такой бизнес сегодня, будьте готовы к трудностям», – говорит Гордон-Смит.

Власти некоторых городов пытаются способствовать появлению городских ферм и облегчают регуляторные барьеры. Так, в мэрии Атланты в 2015 г. появилась должность директора по городскому сельскому хозяйству. Власти города предоставили кредит на развитие проекту BetterLife Growers: осенью в одном из районов Атланты появятся теплицы, где будут выращивать салаты и зелень в так называемых садах-башнях - толстых трубах, помещенных в большие баки. Питательной средой для растений станет субстрат на основе минеральной ваты. Компания рассчитывает, что ее проект создаст рабочие места для местных жителей, а первыми покупателями ее продукции станут местные школы и больницы.

Немецкая Agrilution разработала технологическое решение для выращивания зелени и овощей на любой кухне. В этом году она выпускает в продажу прибор, похожий на мини-холодильник. Он оборудован светодиодным освещением и автоматической системой полива, которой можно управлять со смартфона. Стартовая цена – 2000 евро, но компания рассчитывает, что в течение пяти лет производство и продажи станут действительно массовыми, что позволит снизить цену и сделать прибор доступным для большинства жителей развитых стран.

Австралийская Biofilta вывела на рынок свою модульную систему Foodwall, которую можно установить на балконе, крыше или заднем дворе. Для полива растений можно использовать дождевую воду, для удобрения – компост из пищевых отходов. Сооснователи компании разработали Foodwall, когда узнали, что, по прогнозам экспертов, к 2050 г. только 18% овощей и фруктов, потребляемых жителями Мельбурна, будет выращиваться в его окрестностях. «Мы были в шоке. А потом мы посмотрели на тенденции в других странах и поняли, что там происходит то же самое», – вспоминает генеральный директор Biofilta Марк Нойс.

Перевела Надежда Беличенко

К 2050 году практически 80 % жителей планеты будут проживать в городских центрах. Текущие демографические тенденции таковы, что даже при самых скромных подсчетах население планеты в этот промежуток увеличится еще до 3 миллиардов человек.

Для выращивания и производства достаточного количества продукции понадобится приблизительно 109 гектаров новой земли (что почти на 20 % больше территории Бразилии), при том что будут использоваться традиционные методы ведения сельского хозяйства, осуществляемые сегодня.

В настоящее время для выращивания зерновых культур во всем мире используется более чем 80 % подходящей для этого земли (источники: ФАО и НАСА). Исторически сложилось так, что приблизительно 15 % земель бездумно растрачиваются по причине неэффективных методов управления. Что же можно предпринять, чтобы избежать последствий надвигающегося бедствия?

Потенциальное решение: Вертикальные фермы

Понятие "сельскохозяйственные работы в помещении" не ново с тех времен, как вошло в моду выращивание в теплицах помидоров, широкого разнообразия трав и прочих растительных культур. То, что является новшеством, - это срочная необходимость развития этой технологии, чтобы обеспечить продовольствием еще 3 миллиарда человек дополнительно. Должен быть применен действительно революционный подход в ведении сельского хозяйства внутри помещений, где будут использованы ультрасовременные технологии. Конструкции, так называемые вертикальные фермы , прежде всего, должны быть эффективны (то есть не требовать значительных затрат при строительстве и быть надежными в использовании). Подобные вертикальные фермы на несколько уровней в высоту будут расположены в самом сердце мировых городских центров. Если внедрение таких конструкций будет успешно осуществлено, это, несомненно, приведет к обновлению внешнего вида городов, росту их жизнеспособности, непрерывному циклу обеспечения их жителей проверенной и разнообразной продукцией (благодаря круглогодичному урожаю), а так же возможной нормализации экосистем, пострадавших в процессе ведения земельного сельского хозяйства.

Людям потребовалось 10 000 лет, чтобы научиться правильно выращивать большинство зерновых культур, и это мы считаем сейчас само собой разумеющимся. В процессе большая часть обрабатываемой земли оказалась сейчас истощена, превратившись из естественно плодородной экологически чистой почвы в полузасушливые пустыни. В то же самое время урбанизация достигла такого уровня, при котором уже 60 % населения живут в условиях города в высотных домах. Это означает, что, в первую очередь, мы, жители, оказались более защищены, однако растения и культуры, служащие для нас источником пищи, все же остаются подвержены суровым испытаниям и погодным условиям. И в этом случае всё, что мы можем делать, - это лишь уповать на милость природы. Однако теперь, из-за часто меняющихся погодных и климатических условий результаты остаются непредсказуемыми. Серьезные наводнения, длительные засухи, мощные ураганы 4-5 баллов и разрушительные муссоны ежегодно собирают свою дань, безвозвратно уничтожая миллионы тонн ценных зерновых культур. Неужели растения, которые нас кормят, не заслуживают того же уровня комфорта и защищенности, что присущи нам, людям? Время пока что работает на нас, чтобы научиться, как правильно выращивать сельскохозяйственную продукцию в специально оборудованных для этого, управляемых многоуровневых зданиях, размещенных в пределах городских центров.

Если же мы оставим эту проблему без внимания, через каких-нибудь 50 лет для 3 миллиардов будущих жителей планеты, несомненно, настанут голодные времена, и мир превратится в этом случае в гораздо более неприятное место для жизни, убогое и жалкое.

Концепты вертикальных ферм:

Вертикальная ферма Dragon Fly

Вертикальная ферма Pyramid

Вертикальная ферма Plantagon

Вертикальная ферма SkyFarm

Вертикальная ферма Harvest green

Преимущества вертикальных ферм:

• Круглогодичный сбор урожая; так, 1 акр в закрытом помещении эквивалентен 4-6 акрам открытого грунта или даже больше, в зависимости от урожая тех или иных сортов растений (например, 1 акр рассады земляники равен 30 акрам той же рассады, но на открытом грунте).
• Исключены случаи неурожая из-за неблагоприятных погодных условий, засухи, наводнений или действия вредителей.
• Вся продукция, выращенная в Вертикальных Фермах, является экологически чистой: никаких гербицидов, пестицидов или удобрений.
• Вертикальные Фермы фактически устраняют естественные для сельского хозяйства водопотери, благодаря переработке использованной технической воды
• Вертикальные Фермы служат естественному сохранению природных сельхозугодий, нормализуя функции и свойства естественной экосистемы.
• Вертикальные Фермы снижают уровень некоторых инфекционных заболеваний, свойственных сельскохозяйственной сфере.
• Вертикальные Фермы путем аккумулирования испарений технической воды, так называемой "серой" и "черной", преобразуют ее в питьевую воду.
• Вертикальные Фермы способствуют выработке энергоресурсов благодаря образованию метана в процессе компостирования непригодных для пищи остатков растительного и животного происхождения.
• Вертикальные Фермы значительно сокращают использование природного топлива (не требуется никаких тракторов, плугов и прочей массивной техники).
• Вертикальные Фермы превращают города в центры по выращиванию продукции, позволяя использовать городские условия, ранее не приспособленные для сельскохозяйственных нужд.
• Вертикальные Фермы обеспечивают городским центрам благоприятную окружающую среду, обеспечивая их жизнеспособность.
• Вертикальные Фермы создают новые рабочие места.
• Мы не в состоянии высадиться на Луну, Марс или отправиться еще дальше без предварительного изучения способов ведения сельского хозяйства в закрытых помещениях здесь, на Земле.
• Вертикальные Фермы могут действительно оказаться полезны в экстремальных ситуациях, например, при создании лагерей для беженцев.
• Вертикальные Фермы обеспечивают стабилизацию экономического кризиса в странах третьего мира. При необходимости, Вертикальные Фермы смогут стать катализатором в изменении численности населения развивающихся стран, поскольку сельское хозяйство в городах станет основной жизнеспособной стратегией производства продуктов питания.
• Вертикальные Фермы могут избавить от вооруженных столкновений в борьбе за природные ресурсы для ведения сельского хозяйства, такие как вода и земля.

Облик Вертикальных Ферм будущего и ответы на распространенные вопросы

Профессор Диксон Деспоммьер, конечно же, мечтатель, но многие, восхищены этой его идеей.

Профессором и другими экспертами была представлена брошюра "Проект дизайна ферм в условиях города с целью накормить Нью-Йорк", выпущенная под эгидой Муниципального Художественного Общества. После представления брошюра была мгновенно раскуплена. В дополнение к имеющимся в ней материалам здесь были опубликованы тексты журналиста и комментатора газеты Washington Post Нейла Пирса, а также упомянуты такие авторы, как:

Колин Каткарт, архитектор из Бруклина, обладающий крупным портфолио работ в области проектирования жизнеспособных зданий.

Джен Нэлкин, Директор по озеленению и ландшафтному дизайну компании Gotham Greens, первого гидропонного крышного фермерского хозяйства в Нью-Йорке.

Нэвин Коэн, доцент кафедры экологических исследований Новой Школы. Выдержка из книги гласит: "Его текущие исследования сфокусированы на политике производства продукции в условиях города, и особенно на инновационных стратегиях планирования данного производства в ландшафте города и периферии..."

" Дэн Альберт, ландшафтный дизайнер из Сиэттла, в прошлом - участник группы развития концептуально новой Эко-лаборатории - самостоятельно функционирующего строения, производящего энергию, пищу и воду.

Из этой вечерней дискуссии ясно, что решение таких проблем, как обеспечение продовольствием и изменение климата должны вестись в различных направлениях. В то время как профессор Деспоммьер ратовал за вертикальное сельское хозяйство, Нэвин Коэн предложил среди прочих идею выращивания продукции на городских общественных территориях.

Что если бы фруктовые и ореховые деревья выращивались прямо в парках, и городские жители могли бы собирать таким образом урожай? Позже в беседе Коэн получил несколько одобрительных реплик в ответ на заявление, что он все еще уподобляет сельское хозяйство почвенным работам, а не просто гидропонике.

Дженн Нелкин предложила путь к примирению, сказав, что окончательный ответ может быть получен, исходя из нескольких решений (и с ней согласились многие). Фактически, Нелкин продолжила, что для специалистов в развитии данной области остается все еще очень много нюансов. Часто, когда речь заходит о ее крышном хозяйстве, ее часто спрашивают, какую систему гидропоники она использует. Ответы могут быть даны на различных уровнях.

Решающий момент настанет, когда укрепится система финансирования. Все участники дискуссии согласились, что требования к безопасному и жизнеспособному производству продуктов питания в городах значительно возросли. Несмотря ни на что, мы продолжаем искать приемлемые пути, чтобы продукция стала доступной широкому населению и рабочие обладали хорошим прожиточным минимумом. К сожалению, одним из вопросов аудитории, который так и остался без ответа, был следующий: "Смогут ли городские фермеры позволить себе жить в Нью-Йорке?". Лично я считаю, что их роль будет столь же важна, как и роль практикующих врачей, по крайней мере, я бы очень надеялся на это.

Выращивание растений возможно без почвы методом гидропоники, при котором питание корням растений происходит с помощью растворённых в воде минеральных веществ. Корни растений, находящиеся в среде из глиняных шариков или кокосовых волокон не разрастаются так, как в почве в поисках воды и питательных веществ. Компактность гидропоники позволяет использовать её в домашних условиях, а тот факт, что растения не тратят энергию на обширную корневую систему, значительно ускоряет их рост и созревание плодов. Выращивание без почвы открывает широкие возможности для агрикультуры даже в городских условиях для самообеспечения продуктами питания.

Разведение вертикальных ферм на любых окнах независимо от количества солнечного света или уровня влажности вызывает по всему миру большой интерес городских фермеров, объединивших свои усилия для разработки системы вертикальных грядок, которые можно изготовить из переработанных материалов. Самый простой вариант заключается в использовании пластиковых бутылок вместо горшков, которые обеспечиваются по трубке водой с разведёнными в ней минеральными веществами. Циркулирующая благодаря насосу вода омывает корни, обеспечивая необходимыми питательными веществами все растения, включая пряные травы, салаты, бобовые, кабачки, томаты или клубнику. Оконная ферма требует минимального ухода: смена воды раз в неделю и прочистка рабочих компонентов раз в месяц. Опыление растений производится вручную с помощью кисточки, сбор урожая пряностей происходит ежедневно — травы подрезаются ножницами.

Использование полезной вертикальной площади окна позволяет самостоятельно без больших усилий выращивать свежие продукты питания, кроме того растения очищают воздух, производят кислород и украшают окно, особенно в период цветения. Американская компания Windowfarms производит готовые наборы для оконных ферм, на её сайте можно изучить схемы для самостоятельного проектирования фермы из собственных комплектующих.