Getlini: Поговорим о будущем? Как связаны теплицы и глобальные проблемы

В последние десятилетия мир сталкивается с серьезными вызовами, связанными с ростом городского населения и общей численностью людей на планете. Прогнозы показывают, что к 2050 году население Земли может достигнуть 9,7 миллиардов человек. Это означает, что предстоит значительно увеличить круглогодичное производство продуктов питания. Эта тема становится тем более актуальной в условиях изменения климата и экономии природных ресурсов.

Энергетический кризис в Европе 2022 года усугубил проблему: рост цен на энергоресурсы влияет на все сектора экономики, в том числе на сельское хозяйство. Поэтому фермеры уже сейчас вынуждены думать, как сделать производство более энергоэффективным и устойчивым. Помимо экономических причин, есть экологические: сельское хозяйство наносит окружающей среде ощутимый вред и, по данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН, ответственно за 30% глобальных выбросов парниковых газов, загрязнение водоемов и деградацию почв. 

Для решения этих проблем ученые и производители в том числе разрабатывают новые виды теплиц. Одно из ключевых направлений — вертикальные фермы, где растение можно выращивать в многослойных структурах в городских условиях, используя минимальное количество воды и энергии. Однако у фермеров далеко не всегда есть возможность перевезти хозяйство в города — и здесь им на помощь приходят дроны, роботы для мониторинга и управления сельскохозяйственными процессами, а также новые, более рациональные методы переработки. 

Рассказываем об этом на примере теплиц, где уже сейчас успешно выращивают овощи и фрукты. 

Getlini: мусор как источник тепла

В 1970-е по всей Латвии образовались мусорные свалки: единой организованной системы утилизации не существовало и люди просто вывозили отходы туда, куда им ближе всего добраться. В течение нескольких следующих десятилетий эти территории оказались сильно загрязненными. Ситуация осложнялась тем, что на свалках был перемешан разный мусор.

Территория, где расположен муниципальный проект Getlini, была одним из таких мест. Этот полигон для сбора и утилизации отходов находится в 15 километрах от Риги. Компания начала работать здесь в 1997 году. За первые пять лет на полигоне построили систему очистки воды и получения биогаза, который образуется в результате брожения органических отходов. С тех пор уже более 25 лет Getlini ищет ответ на вопрос: «Как превратить мусор в ресурс?» 

Сейчас в компании работает около 130 человек; инженеры, механики, юристы, садовники, водители, финансисты, менеджеры. Среди них многие трудятся с момента основания. Помимо непосредственно переработки мусора, сотрудники активно вовлечены в образовательную деятельность: объясняют, зачем правильно сортировать мусор, ежедневно устраивают бесплатные встречи и экскурсии, а в летние месяцы принимают студентов-волонтеров. Ежегодно полигон посещают около 8000 человек со всего мира.

Как это работает 

На полигон Getlini привозят мусор, 30-40% которого — органические отходы. Из этой части мусора с помощью системы переработки биоотходов получают компост, а затем биогаз. Далее биогаз служит источником электричества и тепла. Чтобы направить это тепло с минимальными потерями, компания в 2011 году построила теплицы для выращивания томатов и огурцов.  

Для выращивания не используют искусственные химические удобрения, а томаты не собирают до созревания. В агрохолдингах так часто делают — томат может дозреть сам, но, как объясняют в компании, овощи при этом не будут таким вкусными, как если бы они созревали на ветке.

Результат 

В отличие от обычных необогреваемых теплиц, производить овощи по технологии Getlini  можно даже зимой. Сейчас на полигон привозят мусор и 10-ти муниципалитетов страны — по сути, это половина всех отходов Латвии. Кроме того, Getlini демонстрирует высокую экономическую эффективность и стабильность производства при минимальных эксплуатационных затратах. Все это делает проект блестящим примером для подражания в области устойчивого сельского хозяйства.

Ecobloom: цифровой садовник 

Компанию основали в 2018 году. Ее главная специализация — обновлениее технологий производства продуктов питания и сельского хозяйства. Сейчас Ecobloom сотрудничает с крупными производителями продуктов питания в Швеции, с самой большой в стране вертикальной фермой, а также с тепличным проектом AF1 в Бодене. 

Как это работает

Ecobloom разработали технологию, в которой наибольшая устойчивость и урожайность достигается за счет специального софта; он помогает собирать данные и максимизировать выращивание растений в теплице. Каждое растение находится под надзором искусственного интеллекта, который, по сути, выполняет роль «виртуального садовника». 

С помощью различных датчиков и высокотехнологичных камер ИИ отслеживает массив данных, которые слишком трудоемко получать в ручном режиме и анализирует каждый аспект жизненного цикла каждого растения и общее состояние теплицы. Таким способом фермеры получают информацию о показателя воздуха, фотосинтезе, процентном содержании углекислого газа, температуре, качестве воды и росте конкретного растения. Исходя из этих данных, можно также предсказать оптимальное время сбора урожая и самые благоприятные условия для выращивания, а также обнаружить болезни и вредителей на ранней стадии, прежде чем они успеют перекочевать на соседние растения.

Результат 

Сейчас компания сотрудничает с одним из крупнейших производителей продукции для выращивания растений в закрытых помещениях. Это делает процесс выращивания не только более устойчивым, но и более прибыльным, поскольку система позволяет производителю экономить ресурсы. 

SMARTGREEN: LED-лампы и цеолит 

Проект родился в ответ на энергетический кризис в Европе в 2022 году. Пилотную версию SMARTGREEN запустили в регионе Северного моря по европейской программе Interreg; ведущий его Мишель Верхёль, научный сотрудник Норвежского института биоэкономических исследований (NIBIO), назвал момент запуска «одним из самых ярких» в своей карьере. Первую такую теплицу в формате эксперимента уже построили в норвежской провинции Ругаланн. 

Как это работает

«Растениям нужны тепло, свет, CO2 , вода и питательные вещества», — объясняет Верхёль. Но в Норвегии с ее полярными ночами сложно достичь необходимого освещения без искусственных источников. Традиционно норвежские производители теплиц используют натриевые лампы. SMARTGREEN предложили использовать светодиодное освещение (LED) — и тем самым сократить потребление энергии почти вполовину.

Ученые также обнаружили, что в традиционной теплице углекислый газ улетучивается наружу, что не приносит пользы атмосфере и плохо влияет на урожайность — он жизненно необходим для роста растений. Поэтому исследователи связались с компанией GreenCap, которая разработала систему улавливания СО2. Вместо опасных химикатов, которые используют в таких случаях, применяют безвредный минерал цеолит; благодаря уникальным природным свойствам он удерживает углекислый газ в теплице. 

Кроме того, в экспериментальной теплице в Ругаланне используется система принудительной вентиляции и буферные резервуары для регулирования температуры, а также замкнутая система микроклимата. Благодаря этому теплицы потребляют всего 10% воды для выращивания растений — по сути, это только та вода, которая попадает непосредственно во фрукты и овощи.

Результат

В сравнении с обычными теплицами, теплица SMARTGREEN требует на 50% меньше энергии для отопления и является коммерчески жизнеспособной, при этом с нейтральным уровнем выбросов СО2. Помимо экономии энергии и воды, урожайность в закрытой тепличной системе, которая удерживает углекислый газ, выше на 40%. Согласно данным GreenCap Solutions, система, скорее всего, она окупит себя в течение 3–4 лет, после чего станет чистым прибыльным бизнесом. 

Выводы 

Каждая из рассматриваемых технологий — Getlini, Ecobloom и SMARTGREEN — предлагает уникальные подходы к созданию устойчивого сельского хозяйства. Getlini показывает, как отходы могут быть преобразованы в полезные ресурсы, обеспечивая теплицы теплом и электричеством. Ecobloom демонстрирует потенциал искусственного интеллекта в управлении процессами выращивания растений, делая его более эффективным и прибыльным. SMARTGREEN предлагает инновационные решения для сокращения энергетических затрат и повышения урожайности, используя светодиодное освещение и системы улавливания CO2.

Все три проекта являются примерами того, как современные технологии могут быть использованы для создания устойчивого и экологически чистого сельского хозяйства. Они демонстрируют, что возможно не только эффективно управлять отходами и увеличивать прибыльность бизнеса, но и использовать это для улучшения условий жизни и производства продуктов питания, что является важным шагом на пути к устойчивому будущему.