Een van de grootste problemen waarmee de mensheid op dit moment wordt geconfronteerd, is voedselzekerheid. De VN zegt dat tussen de 720 en 811 miljoen mensen honger leden in 2020. The State of Food Security and Nutrition in the World (SOFI) rapporteer specifieke details de uitdaging met toegang tot verse producten.
Om deze uitdaging op te lossen, hebben we mensen zien overgaan op verticale landbouw, een praktijk waarbij gewassen in verticaal gestapelde lagen worden verbouwd. Niet alleen verticale landbouw riseHet komt voort uit de behoefte aan verse producten en klimaatuitdagingen die de toegang daartoe belemmeren, maar ook uit de vindingrijkheid van boeren en technologen die technologie willen gebruiken om de voedselzekerheid te verbeteren.
Wat is verticale landbouw?
Stel je voor dat je een landbouwveld binnenloopt en het eerste dat je ziet, zijn gewassen die horizontaal in meerdere rijen zijn geplaatst om te groeien. Als je deze lay-out van gewassen van horizontaal naar verticaal verandert, kom je dicht bij het idee van verticale landbouw.
Eenvoudig gezegd is verticale landbouw een landbouwpraktijk waarbij gewassen in verticaal gestapelde lagen worden verbouwd. Dit proces vindt plaats in een gecontroleerde omgeving met behulp van technologie zoals aquaponics, hydroponics en aeroponics, en maakt geen gebruik van grond.
Het is duidelijk dat de bevolking over de hele wereld groeit, maar er is niet veel operationele landbouwgrond om deze groeiende bevolking te voeden. Als we geen land hebben om gewassen te verbouwen, ligt het voor de hand om te kijken hoe we verse producten kunnen verbouwen in constructies zoals gebouwen, zeecontainers, tunnels en zelfs verlaten mijnschachten.
“Met het groeiende probleem van klimaatverandering en toenemende bodemdegradatie wordt deze uitdaging alleen maar groter. Er is steeds meer land dat niet meer geschikt is voor traditionele landbouw, vooral op plaatsen waar de voedselproductie het hardst nodig is”, zegt Laura van de Kreeke van Chef's Farm. Team at AmsterdamGebaseerde Groeiend.
Oorsprong van vertical farming
Het concept van verticale landbouw werd in 1999 voor het eerst geïntroduceerd door Dickson Despommier, een professor in volksgezondheid en milieugezondheid aan de Columbia University. Hij daagde zijn studenten uit over de vraag of voedsel kan worden verbouwd op de daken van wolkenkrabbers in New York.
Om de mogelijkheid te bewijzen, creëerde Despommier een concept waarbij een verticale boerderij van 30 verdiepingen, gekweekt door hydrocultuur en kunstlicht, ongeveer 50,000 mensen zou kunnen voeden. Hoewel dit concept nooit het daglicht zag, inspireerde het vele andere ontwerpen waardoor verticale boerderijen een algemeen concept werden.
In de afgelopen jaren hebben we zowel overheden als ontwikkelaars zien warmlopen voor het idee van vertical farming. De op technologie gebaseerde indoor farming is geïmplementeerd in steden als Abu Dhabi, New York, Los Angeles, Bangalore, Dubai, Beijing, Amsterdam, en anderen. Volgens een schatting werd in totaal $ 1.8 miljard geïnvesteerd startupwerkt aan het creëren van verticale boerderijen tussen 2014 en 2020.
Hoe werkt verticale landbouw?
Verticale landbouw is absoluut het antwoord op het bieden van toegang tot verse producten aan een groeiende bevolking en het omgaan met uitdagingen die verband houden met landbouwgrond. Het doel is om ons van meer voedsel te voorzien door minder land te gebruiken en dit op een duurzame manier te doen. Verticale landbouw bereikt dit door te vertrouwen op drie populaire technieken:
- Hydrocultuur: Deze techniek verwijst naar het kweken van planten zonder grond waarbij de wortels van planten worden ondergedompeld in vloeibare oplossingen die macronutriënten bevatten, zoals stikstof, fosfor, zwavel, kalium, calcium en magnesium, evenals sporenelementen, waaronder ijzer, chloor, mangaan, boor , zink, koper en molybdeen. De techniek ziet ook het gebruik van inerte media zoals grind, zand en zaagsel als grondvervangers om de wortels te ondersteunen. Deze techniek verhoogt de opbrengst per areaal en vermindert het waterverbruik.
- Aquaponics: Door aquacultuur (viskweek) te combineren met hydrocultuur, krijgen we aquaponics. Aquaponics heeft tot doel hydrocultuur naar een hoger niveau te tillen door de productie van terrestrische planten te integreren met de productie van waterorganismen in een gesloten systeem dat de natuur nabootst.
- Luchtteelt: Het idee van aeroponics kreeg vorm door het initiatief van NASA om in de jaren negentig een efficiënte manier te vinden om planten in de ruimte te laten groeien. Deze techniek vereist geen vloeibaar of vast medium om planten te laten groeien en vertrouwt in plaats daarvan op een vloeibare oplossing met voedingsstoffen verneveld in luchtkamers waarin de planten hangen. Het is misschien wel de meest duurzame grondloze teelttechniek en gebruikt 1990 procent minder water dan andere conventionele technieken.
- Landbouw in gecontroleerde omgeving: CEA of gecontroleerde omgevingslandbouw is in wezen de wijziging van de natuurlijke omgeving om de gewasopbrengst te verhogen of het groeiseizoen te verlengen. Het wordt gehost in gesloten omgevingen of structuren zoals kassen of gebouwen, waar controle kan worden uitgeoefend op omgevingsfactoren zoals lucht, temperatuur, licht, water, vochtigheid, koolstofdioxide en plantenvoeding.
Voordelen en gebruik van geavanceerde technologieën zoals AI en robotica
Het grootste voordeel van het gebruik van verticale landbouw komt in de vorm van duurzaamheid en efficiëntie. De behoefte aan bouwland voor traditionele landbouw is te groot en kan invasief zijn. Met verticale landbouw kunnen boeren hun opbrengst in sommige gevallen met meer dan tien keer per hectare verhogen in vergelijking met traditionele methoden.
"Verticale landbouw zal niet meteen alle voedselproblemen in de wereld oplossen, maar het zal bijdragen aan een wereldwijde oplossing", zegt Laura van de Kreeke.
Een ander voordeel van verticale landbouw komt in de vorm van weersbestendigheid. Traditionele buitenteelt is afhankelijk van gunstig weer, maar verticale landbouw kan het hele jaar door verse producten opleveren tegen lagere kosten. Nu extreem weer overal ter wereld op de voorgrond treedt, wordt verticale landbouw een levensvatbare keuze.
Maar Laura van de Kreeke is van mening dat verticale landbouw er nog steeds niet is als het gaat om het behalen van de belangrijkste voordelen, zoals milieubehoud. De industrie is echter veelbelovend in het telen van veel verse groenten en fruit in een autonome, gecontroleerde omgeving die uiteindelijk in elk land en klimaat kan worden gebruikt. "We zijn momenteel in het stadium waarin we bladgroenten kunnen telen, maar in de nabije toekomst zullen we in staat zijn om een grotere verscheidenheid aan gewassen te telen. Wij als Growy zijn al aan het kijken naar het telen van plantaardige eiwitten, grotere gewassen en ook fruit zoals aardbeien op onze boerderij," voegt ze eraan toe.
Laura van de Kreeke zegt: “Verticale boerderijen gebruiken al veel automatiseringstechnologie, maar we zien zeker een toename in automatisering en AI-gebruik. We gebruiken AI en robotica om een stabiele productie te garanderen zonder menselijke tussenkomst. Omdat onze boerderij volledig geautomatiseerd is, van zaaien tot verpakken, kunnen we veel nuttige gegevens verzamelen en kosten besparen op personeel dat eenvoudige productietaken uitvoert. Door de simpele, tijdrovende taken van het verzamelen van gegevens en het bewateren, verplaatsen en controleren van de planten te automatiseren, blijft er meer tijd over voor het onderzoek.”
Uitdagingen in verband met verticale landbouw
De grootste uitdaging is volgens Laura van de Kreeke de misvatting dat vertical farming duurzamer en goedkoper is dan kassen of traditionele boerderijen. Het grootste probleem waarmee de industrie wordt geconfronteerd, is het hoge energieverbruik en de hoge kosten, personeelskosten en hoge investeringskosten.
“Hoewel we heel hard werken aan groene energieoplossingen zoals zonne-energie en vergisters, zijn we er nog niet. Iedereen werkt aan zijn eigen oplossing voor het energievraagstuk, maar niemand kan zeggen dat hij het helemaal heeft aangepakt. We denken dat we bijna een oplossing hebben waarmee we op onze energiebron kunnen draaien, maar alles wordt nog uitgebreid onderzocht en getest”, legt ze uit.
Opgericht in 2010 en met hoofdkantoor in Amsterdam, Nederlands startup Skytree ontwikkelt een gedecentraliseerde Direct Air Capture (D-DAC)-technologie voor verticale landbouw om de uitdaging van de COXNUMX-voetafdruk op te lossen.
“Bij verticale boerderijen draait alles om het minimaliseren van de CO2-voetafdruk, maar tegenwoordig zijn ze nog steeds sterk afhankelijk van COXNUMX in cilinders of tanks, die voornamelijk wordt geproduceerd als bijproduct van fossiele brandstoffen. Skytree's gedecentraliseerde directe luchtopvangunits kunnen helpen de kringloop te sluiten”, zegt Max Beaumont, oprichter van skytree.
“Onze direct air capture-technologie maakt het makkelijker voor vertical farms om de overstap te maken naar een schonere en betrouwbaardere manier om hun planten van CO2 te voorzien. Een echt circulaire methode die voorziet in onze behoefte aan een duurzame economie op de lange termijn”, voegt hij eraan toe.
Impact van vertical farming op Amsterdam's startup ecosystem
Nederland wordt algemeen beschouwd als het meest duurzame land ter wereld. De Nederlandse overheid heeft initiatieven ondersteund door stimulansen te bieden om energie-innovatie te stimuleren en het gebruik van hernieuwbare energiebronnen te stimuleren. Ook werkt zij samen met de industrie en kennisinstellingen aan een duurzame economie.
Proliferatie van vertical farming wordt algemeen gezien als een pluim op de hoed van een duurzame economie. Ard van de Kreeke, de oprichter van Growy, zegt: "Verticale landbouw heeft de afgelopen jaren veel belangstelling gekregen vanwege de belofte van duurzame voedselproductie."
Hij waarschuwt echter ook voor het feit dat vertical farms momenteel niet zo duurzaam zijn als we denken. Bij Growy zegt hij dat ze hard werken aan het creëren van een volledig circulaire en duurzame boerderij.
“Lokale en duurzame voedselproductie staat volop in de belangstelling en sluit daar ook goed bij aan Amsterdam's beleid op het gebied van voedselproductie en duurzaamheid', zegt Ard.
Hoewel de belangstelling voor duurzaamheid en verticale landbouw blijft groeien, helpt dat niet noodzakelijkerwijs met financiering. Ard zegt dat het werven van fondsen "nog steeds erg moeilijk" is en dat het duurzaamheidsgedeelte investeerders er niet toe heeft aangezet om te investeren. Vooral het investeringsklimaat is er koud voor geworden startups en scaleups in de afgelopen maanden.
Ook al spreken veel beleggers over duurzaamheid, dit is niet noodzakelijkerwijs terug te zien in hun acties of investeringen. Ard zegt dat investeerders een kant-en-klaar systeem willen zien met bewezen technologie die startups zoals Growy kan nog niet leveren. Hij vraagt zich af hoe de venture capital de wereld is veranderd toen je een paar jaar geleden geld kon inzamelen met slechts een idee.
Volgens Dealroom, Amsterdam heeft de tweede meest gewaardeerde technologie ecosystem in Europa, maar niet iedereen profiteert van de voordelen. Ard zegt dat het moeilijk is geweest om grote investeringen binnen te halen, vooral in Nederland en vooral als verticale boerderij. "Het is op dit moment erg moeilijk om Series A of zelfs Series B te verhogen, zelfs als je meer dan een idee hebt", zegt hij bezorgd.
Simpel gezegd, de introductie van verticale landbouw en de vooruitgang die in het veld is geboekt, hebben de investeringen in de ruimte niet versneld. Ard zegt dat ze potentiële investeerders pitchen met Climate Performance Potential (CPP) en zelfs de duurzame ontwikkelingsdoelen presenteren die Growy wil bereiken.
Terwijl de toekomst van de Europeaan startup ecosystem wordt afgeschilderd als groen en duurzaam, voelt Ard dat niet als echt. “Geen echte impactbeleggers beleggen ook als bankiers. Het zou groen moeten zijn, maar er gaat alleen geld naar reeds bewezen, bestaande systemen en bedrijven”, zegt hij.
Ard: “We zien zeker een groene toekomst in het verschiet, maar dat komt vooral omdat die over een paar jaar uit noodzaak is. Het aantal groene bedrijven zal exponentieel groeien, maar VC's helpen (nog) niet. Zelfs impactinvesteerders zijn nog aan het greenwashen, dus het zal nog wel even duren voordat de meeste bedrijven daadwerkelijk duurzaam zijn.”
Als ondernemer ziet Ard een behoefte aan groenere en impactvolle investeringen om de acceptatie van verticale landbouw als ondernemingsidee echt te helpen versnellen. Hij zegt dat gebrek aan financiering een belemmering is voor ondernemers om zelfs maar te beginnen. "Door meer aandacht te trekken en start-ups te helpen met financiering, denken we dat verticale landbouw meer interesse zal wekken bij mensen buiten de stadslandbouwsector", zegt hij.
Wat is de toekomst van verticale landbouw?
Zoals Laura van de Kreeke uitlegde, is verticale landbouw niet de directe oplossing die mensen zich voorstellen. Het uiteindelijke doel van deze techniek is echter om een vers, lekker en pesticidenvrij assortiment vers fruit en groenten te telen, en daardoor wat druk weg te nemen van de traditionele boerderijen en de gezondheid van de bodem en de omliggende natuur te helpen herstellen.
“Verticale boerderijen zullen traditionele boerderijen niet vervangen, maar in plaats daarvan helpen om hun zware last van het produceren van voldoende voedsel in een steeds moeilijker wordend klimaat te verlichten. Ook al zijn we er nog niet, we zien een mooie toekomst voor de verticale landbouw”, voegt Laura van de Kreeke toe.
Verticale boerderijen fungeren ook als een baken voor de groei van duurzaam startups in Amsterdam. “Ik denk dat ze belangrijk zijn om te helpen Amsterdam verduurzamen en haar inwoners bewust maken van de voedselketen. Ze kunnen ook inspirerend zijn voor andere ondernemers om zelf duurzaam te beginnen startups”, zegt Laura van de Kreeke.