Autor: Zhang Chaoqin. Źródło: DIGITIMES

Oczekuje się, że szybki wzrost liczby ludności i rozwój urbanizacji będą stymulować i promować rozwój branży farm wertykalnych. Uważa się, że farmy wertykalne mogą rozwiązać niektóre problemy związane z produkcją żywności, ale eksperci uważają, że nadal istnieją wyzwania, czy mogą one być zrównoważonym rozwiązaniem.

Według raportów Food Navigator i The Guardian, a także badań Organizacji Narodów Zjednoczonych, globalna populacja wzrośnie z obecnych 7,3 miliarda do 8,5 miliarda w 2030 roku i 9,7 miliarda w 2050 roku. FAO szacuje, że aby zaspokoić potrzeby i wyżywić populację w 2050 roku, produkcja żywności wzrośnie o 70% w porównaniu z 2007 rokiem, a do 2050 roku globalna produkcja zbóż musi wzrosnąć z 2,1 miliarda ton do 3 miliardów ton. Produkcja mięsa musi zostać podwojona, do 470 milionów ton.

Dostosowanie i zwiększenie areału pod produkcję rolną niekoniecznie rozwiąże problem w niektórych krajach. Wielka Brytania wykorzystała 72% swojego areału pod produkcję rolną, ale nadal musi importować żywność. Wielka Brytania próbuje również stosować inne metody uprawy, takie jak wykorzystanie tuneli przeciwlotniczych pozostałych po II wojnie światowej do podobnych upraw szklarniowych. Inicjator, Richard Ballard, planuje również rozszerzenie zakresu upraw w 2019 roku.

Z drugiej strony, zużycie wody stanowi również przeszkodę w produkcji żywności. Według statystyk OECD, około 70% zużycia wody przypada na gospodarstwa rolne. Zmiany klimatyczne również pogłębiają problemy produkcyjne. Urbanizacja wymaga również, aby system produkcji żywności był w stanie wyżywić szybko rosnącą populację miejską, przy mniejszej liczbie pracowników wiejskich, ograniczonej powierzchni ziemi i ograniczonych zasobach wody. Te problemy napędzają rozwój farm wertykalnych.
Niskie wymagania użytkowe farm wertykalnych stworzą możliwości przeniesienia produkcji rolnej do miasta, a także umożliwią jej bliższe dotarcie do miejskich konsumentów. Odległość między farmą a konsumentem ulegnie skróceniu, co skróci cały łańcuch dostaw, a miejscy konsumenci będą bardziej zainteresowani źródłami żywności i łatwiejszym dostępem do świeżych produktów. W przeszłości mieszkańcy miast mieli trudności z dostępem do zdrowej, świeżej żywności. Farmy wertykalne można budować bezpośrednio w kuchni lub na własnym podwórku. To będzie najważniejszy przekaz płynący z rozwoju farm wertykalnych.

Ponadto, wdrożenie modelu farm wertykalnych będzie miało szeroki wpływ na tradycyjny łańcuch dostaw w rolnictwie, a stosowanie tradycyjnych środków leczniczych, takich jak nawozy syntetyczne, pestycydy i herbicydy, zostanie znacząco ograniczone. Z drugiej strony, wzrośnie zapotrzebowanie na systemy HVAC i systemy sterowania, aby utrzymać optymalne warunki klimatyczne i gospodarować wodami rzecznymi. Rolnictwo wertykalne zazwyczaj wykorzystuje specjalne oświetlenie LED do symulacji światła słonecznego oraz inne urządzenia do nadawania odpowiedniego charakteru architekturze wewnętrznej lub zewnętrznej.

Prace badawczo-rozwojowe nad farmami wertykalnymi obejmują również wspomnianą wcześniej „inteligentną technologię” do monitorowania warunków środowiskowych i optymalizacji wykorzystania wody i minerałów. Istotną rolę odegra również technologia Internetu Rzeczy (IoT). Będzie ona mogła być wykorzystywana do rejestrowania danych dotyczących wzrostu roślin. Zbiory będą możliwe do śledzenia i monitorowania za pomocą komputerów lub telefonów komórkowych w innych miejscach.

Farmy wertykalne mogą produkować więcej żywności, zużywając mniej ziemi i wody, a jednocześnie są znacznie mniej podatne na szkodliwe nawozy chemiczne i pestycydy. Jednak regały w pomieszczeniu wymagają więcej energii niż tradycyjne rolnictwo. Nawet jeśli w pomieszczeniu znajdują się okna, sztuczne oświetlenie jest zazwyczaj wymagane z innych powodów. System klimatyzacji może zapewnić najlepsze warunki do uprawy, ale jest również dość energochłonny.

Według statystyk brytyjskiego Departamentu Rolnictwa, sałata uprawiana jest w szklarni, a szacuje się, że na metr kwadratowy powierzchni uprawy potrzeba około 250 kWh (kilowatogodzin) energii rocznie. Według odpowiednich badań przeprowadzonych wspólnie przez Niemieckie Centrum Badawcze DLR, farma wertykalna o tej samej powierzchni uprawy wymaga zdumiewającego zużycia energii, wynoszącego 3500 kWh rocznie. Dlatego też, poprawa akceptowalnego zużycia energii będzie ważnym tematem dla przyszłego rozwoju technologicznego farm wertykalnych.

Ponadto farmy wertykalne borykają się również z problemami z finansowaniem inwestycji. Gdy inwestorzy venture capital wycofają się, komercyjny biznes ustaje. Na przykład, ogród zoologiczny w Paignton w Devon w Wielkiej Brytanii został założony w 2009 roku. Był to jeden z pierwszych startupów zajmujących się farmami wertykalnymi. Wykorzystał system VertiCrop do uprawy warzyw liściastych. Pięć lat później, z powodu braku funduszy, system również przeszedł do historii. Kolejną firmą, Valcent, która później przekształciła się w Alterrus, była firma, która zaczęła wprowadzać metodę uprawy w szklarniach dachowych w Kanadzie, co ostatecznie zakończyło się bankructwem.