成本高、能耗大,垂直农业能否席卷中国?

城市为什么只能消耗食品,而不能生产食品?扎根在摩天大楼里的垂直农业就想解决这个问题。

目前垂直农业每平方米耗资近万元,一栋高质量的垂直农业建筑需要数十亿美元,成本远超传统农业。

想象一下摩天大楼里种满生菜,书架上一层层码着西兰花,客厅一整面电视背景墙都挂着大白菜的场景吧。

39岁的林劲毅在杭州一间15平米的房间里种了800棵生菜,产量可达半吨。这可不是用了什么生长激素和化学药剂,而是巧妙利用空间,把所有的蔬菜都挂在杆子上,绝对无土栽培。

曾在谷歌中国任职的林劲毅厌烦了日复一日的工作。如今,他变身为现代农民,指导国内大小农场建立垂直农业系统。

所谓垂直农业(Vertical farming),也叫垂直农耕,是科学家为了应对未来人口压力及资源匮乏所提出的一个新概念,核心是充分利用资源与空间,使单位面积产量最大化。

这一理念在国内方兴未艾,在国外却已如火如荼。废旧的车库和厂房是垂直农业最好的居所。在美国,已有许多公司建立起商业化的屋顶农场,例如哥谭之绿(Gotham Greens)、光明农场(Bright Farms)和布鲁克林农庄(Brooklyn Grange)。德国柏林也正在筹建一座工业规模的屋顶蔬菜农场和养鱼场。在日本东京,一个名为保圣那O2(Pasona O2)的农场不仅在屋顶,同时还在废弃的银行地下金库里种植蔬菜。在荷兰,垂直农场产出的食品已经在超市中售卖。

2015年5月9日,上百名全球垂直农业研究者和实践者集聚北京,参加首届垂直农业协会(AVF)北京峰会。他们大多不会说中文,却兴奋地发现,中国也许是最适合发展垂直农业的国家。

“会议首选中国,是基于中国的基本现实。”主办方德国垂直农业协会(AVF)主席克里斯蒂娜·齐默尔对南方周末记者说。据估计,到2030年,会有8亿中国人生活在城市里。他们需要安全稳定的生活供应,到那时,扎根于城市垂直农业或许将发挥巨大作用。

全球实践

最开始,林劲毅只是想找一些和自然连接的项目。2010年西南五省大旱期间,他看到舍不得喝水的农民,拿着勺子给干裂土地上的西红柿浇水,忽然感到很心酸,也正是那个瞬间促使他不懈寻找一种省水、经济、环保的农业模式。

他找遍了全球的各大顶级农业专家,直到遇到纳撒尼尔·斯托雷博士,便被他设计的名为“拉链式生长”(Zip grow)的垂直农业吸引了。

垂直农业这一概念最早由美国哥伦比亚大学教授迪克逊·德斯帕米尔提出。德斯帕米尔希望在由玻璃和钢筋建成的光线充足的建筑物里种植本地食物。在他看来,到2050年,世界人口的80%(现在是60%)都将居住在城市中。届时全球人口总数将增至92亿,其中大多数来自发展中国家。

这些新增城市人口的食物保障将会是很大的问题。根据德斯帕米尔的构想,利用垂直农业技术,城区内一幢30层的摩天大楼能够养活5万纽约曼哈顿区的居民。160座这种建筑物,就能为纽约所有人提供全年的粮食。

新加坡等严重依赖于进口食品的国家早就开始了更大规模的实践。新加坡有547万人,却没有多少农田和农业,90%以上的食物需要进口。

“万一我们发生了战争,或者动乱,谁还会给我们进口食物呢?”新加坡人黄国伟对南方周末记者说,他和林劲毅合作拓展中国业务。

企业家黄顺和拥有着新加坡最大的垂直农业公司天汇控股公司。从外观上看,黄顺和的“天空绿蔬”工厂和奢华的大厦并无不同。小白菜和大白菜长在120个30英尺高的瘦高塔台里,整整2500棵。他的蔬菜产量能达到常规农业的五倍,并且可以节约95%的水。

与传统的一公斤蔬菜需要耗水300~400升相比,垂直农业只需要12升。而一旦蔬菜成熟,便直接运送到零售店里销售,十分新鲜。

“我们的土地有限,但空间是无限的,新加坡阳光充足。所以我们完全靠的是自然光来种植。”黄顺和说。

而在一些阳光不足的地方,垂直农业依靠的是人工光源。

与传统照明相比,LED照明可以更好地促进植物生长,让植物产量更高,还能节能85%。

“(除了人工光源,)你去哪里可以得到72小时连续不断的光照?”中国农科院中环易达公司的副总经理温涛反问。

在这样的条件下,产量的稳定性可以得到最大保障。

因为是在室内从事农业生产,人们全年都可以种植作物,不用担心坏天气、干旱或自然灾害的影响,更不用担心有害虫和寄生虫。垂直工厂里拥有高精度的环境控制——温度、光照、二氧化碳的浓度以及营养液的含量都由电脑全自动控制,能量的植物转化率是普通农业的2~3倍。而无土栽培,也让人不用担心重金属污染等问题。研究电脑程序出身的林劲毅觉得这种精细和高科技农业和他以前的工作并无二致。

中国探索

在中国本土,一些大的农业机构和公司也开始着手这一项目。

中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所杨其长教授发现,现在有两三家机构已经开始实践,植物工厂更是飞速增多(垂直农业工厂是植物工厂的一种)。到去年年底,中国已有110家植物工厂。

“几年前,我背着个包去欧洲各国进行洽谈时,他们的态度并不友好。”温涛说,现在这些欧洲知名农业技术企业主动要求到中国来。

中国农科院中环易达公司算是最早开始实践的企业之一,公司办公场所就是中国农科院国家农业科技展示园,包含花园办公室、生态图书馆、会议室、垂直农业种植区。

如今园区内,一座占地一千多平方米的“黄瓜车间”在采收期时每天产量可达两百多公斤。“番茄车间”的单产更是远远超出传统种植模式的产量,小型樱桃番茄每年每平方米的产量可达30公斤,中、大型番茄的产量可以达到60公斤以上,这几乎是露天种植的几倍到几十倍。

“工业化蔬菜种植的效率远远高于大田种植,在某些更加严格的环境控制系统下甚至可以将单产效率提高上百倍。”中国农科院中环易达公司董事长魏灵玲说。不到2万平方米的植物生产车间在工业化体系中生产出来的农产品产量和收益颇为惊人,如果完全商业化运作,每年仅种植农产品的收入就可以达到1000万元。

尽管垂直农业在商业上的应用尚不成熟,国内尚未出现整栋的垂直农业项目。但众多地产商们纷纷瞄准了这项颇有前景的项目,据魏灵玲介绍,与中国农科院中环易达合作的公司90%都是地产企业。

设想一下,如果城市社区里都有一栋垂直农场,那么小区居民在下班后就可以像玩“开心农场”一样,下班后取走自己种的蔬菜,而不用买市场上几百公里以外运来的。粮食的种植、运输、食用和废物处理都可以在同一个区域内完成。

这是垂直农业真正想解决的问题——城市为什么只能消耗食品,而不是生产食品?

按照设想,垂直农场采用无土溶液栽培方式,可以将污水转化成电力,大大降低能源成本,同时能够提供更多的食物。垂直农场还可以将传统的农场解放出来,用来种植更多树木,从而减少大气中的二氧化碳含量,减缓全球变暖过程。而且,垂直农场本身就在都市,可以直接运往有需要的地方,从而节约运输成本,并减少运输带来的污染。

现实难度

事实上,在中国,垂直农业很难大面积推广开来,对于传统农业来说,这仅是一种补充和创新思维。

具体的实施中,也有一些现实的困难和争议摆在眼前。

现阶段,垂直农业的成本和能耗始终居高不下。

按照杨其长的估计,垂直农业的成本每平方米高达5000~10000元。一栋高质量的垂直农场可能需要数十亿美元。这显然远超传统农业。第二个问题是能源的消耗。垂直农业到底是更绿色环保还是更浪费?美国堪萨斯州土地研究所的研究人员认为,如果想利用垂直农业取代美国全年的小麦生产,仅照明用电需要的电量就是美国所有电站1年生产总电量的8倍。这显然背离了绿色的初衷。

此外,并不是所有的植物都适合垂直种植,目前适合的种类仅限于蔬菜、草药、水果和可食用的鲜花。

一些反对者还认为,这不过是一种商业噱头,垂直农业技术不可能从根本上提高世界粮食的产量。反倒因为大量的投资和额外的能源消耗让这个系统只能是“富人”的游戏。

如果想建在大城市中心,土地是最为昂贵的资源,比如北京CBD国贸地区用地成本高达30万元/平方米。无论是政府或商业机构都很难将如此值钱的土地变为农业用地。因为土地性质,此前,国内多地屋顶农业和空中花园已被拆除。为了土地,温涛还看过一些大型新能源企业为拥有农业用地,与农业结合的项目惨败的例子。

显然,垂直农业是否能得到推广,取决于上述问题能否得到解决。


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