Als je de verhalen moet geloven hebben we inmiddels dé oplossing voor het voeden van de groeiende wereldbevolking: vertical farming, urban farming of plant factories. Allemaal termen die systemen beloven waarmee we zonder problemen voldoende en veilig voedsel kunnen produceren. Waarbij dat ook nog eens om de hoek bij de consument gebeurt.
Investeerders rollen over elkaar heen om te mogen investeren. De ene na de andere startup die zegt het allemaal nog slimmer te kunnen dient zich aan. Met een achtergrond als onderzoeker in de glastuinbouw en software engineer en R&D manager bij een bedrijf dat klimaatcomputers ontwikkelt, blijf ik me verbazen over de vaak eenzijdige verhalen!
Terminologie
Voordat we verder gaan is er de vraag waar we het eigenlijk over hebben. CEA, vertical farm, urban farming, plant factories, daglichtloos telen, het zijn termen die vaak door elkaar gebruikt worden. Zelf zie ik eigenlijk ook door de bomen het bos niet meer. Een term die de laatste twee jaar veel wordt gebruikt, is CEA; controlled environment agriculture. Hierbij ligt de nadruk op het feit dat (een deel van) de teeltomgeving ‘gecontroleerd’ wordt. Denk hierbij aan het telen onder een plastic overkapping of in plastic of glazen kassen. Ook de teelt in een omgeving zonder daglicht wordt onder CEA geschaard.
Veel gebruikt is verder vertical farming. Hierbij gaat het over telen in meer lagen. Dat kan zijn in een ‘plantlab’ zonder daglicht met teeltlagen op verschillende ‘schappen’ boven elkaar. Maar ook het telen in verticale ‘torens’ in een glazen kas of op een dak in een mega-city wordt vertical farming genoemd.
Sociale componenten
Dan is er nog urban farming of city farming. Hierbij staan de teeltsystemen vaak in, of dicht bij de stad. Het kan gaan om een kas op een dak van een gebouw, een niet meer gebruikte fabriek, of zelfs een oude metrotunnel. In het geval van urban of city farming gaat het soms naast het telen op zich ook nog om de sociale component. Dit kan bijvoorbeeld zijn werk bieden aan mensen met afstand tot de arbeidsmarkt. Of een manier om kinderen te laten kennis maken met hoe voedsel wordt gekweekt.
Veel verschillende systemen met vaak ook nog verschillende doelen! Het feit dat eenzelfde term ook nog eens voor verschillende teeltsystemen wordt gebruikt, helpt niet voor het begrip. In dit stuk gebruik ik vertical farming als de term voor teelt in systemen zonder daglicht.
Verschil tussen gewassen
Het maakt verder nogal uit wat voor soort gewassen je teelt. En dan gaat het met name om hoeveel van het product je opeet, of op een andere manier gebruikt. Bij sla en kruiden zul je in de meeste gevallen het hele product, misschien zonder de wortels, opeten. Als je tomaten teelt, wordt het alweer anders. Het grootste deel van het gewas bestaat uit stengels en bladeren. Dat is echter niet wat je opeet. De tomaten zijn maar een klein deel van de grote hoeveelheid aan gewas die wordt geproduceerd. Toch heb je ook voor dit deel van het gewas licht, voeding en water nodig. Dat komt tot uiting in de verschillende hoeveelheden water en energie die er nodig zijn per kilogram product dat je ook echt gebruikt.
Het is nu al mogelijk om tomaten zonder daglicht te telen. Hierbij wordt er dan niet in meerdere lagen geteeld maar volgens de hoog opgaande teeltwijze, zoals ook gebruikelijk in een glazen hightech kassen. Voor nieuwe teeltwijzen in vertical farms zijn veredelaars echter ook al bezig om planten te ontwikkelen die veel kleiner zijn en maar eenmalig worden geoogst.
Energie
Een belangrijk verschil tussen de teelt in glazen kassen en vertical farms is de hoeveelheid energie die nodig is voor de teelt. Bij een traditionele glazen kas komt veel zonlicht binnen die zorgt voor zowel het licht dat nodig is voor assimilatie, als voor de warmte in de kas. Afhankelijk van het soort kas, gewas en de plaats op de wereld waar de kas staat, moet er in bepaalde periode van het jaar of van de dag worden geschermd, belicht, ontvochtigd, verneveld, gekoeld of verwarmd. Dat zijn allemaal zaken die energie kosten.
Bij daglichtloos telen komt er geen zonlicht naar binnen. Dit zorgt er aan de ene kant voor dat je niet hoeft te schermen, maar aan de andere kant dat je al het licht en warmte zelf in de kas moet brengen. Ook zul je in dit soort systemen moeten zorgen voor de juiste luchtvochtigheid en temperatuur. Dit betekent dat je, net als in een kas, soms moet vernevelen en soms moet ontvochtigen. Daarnaast hangen er veel lampen met een hoge lichtintensiteit.
Roze olifant
Dan nu die roze olifant. In verhalen over vertical farming worden cijfers over energiegebruik vaak ‘vergeten’. Er zijn meer lagen, dus een hogere productie. Het wordt dicht bij de consument geteeld met minder water en er zouden geen ziekten en plagen voorkomen in een vertical farm. Over dat laatste verderop overigens nog wat meer.
Gezamenlijk onderzoek van de TU Delft en de WUR uit 2018 heeft aangetoond dat de energie-efficiëntie bij de teelt van sla in een plantfabriek hoger is dan in een Zweedse kas met belichting (1411 MJ kg−1 drooggewicht versus 1699 MJ kg−1). Bovendien was er een hogere opbrengst per hoeveelheid water, CO2 en grondoppervlak.
Werd echter naar de vrij beschikbare zonne-energie gekeken dan was het verhaal anders. Per kilo drooggewicht was 247kWh nodig in een plantfabriek en 70 kWh in een traditionele kas in Nederland. Hierbij ging het dus om sla, een gewas dat bijna volledig wordt geconsumeerd. Maar hoe zou het verbruik eruit zien als het om tomaten gaat? De huidige planten zijn nog niet geschikt voor meerlaagse teelt. En het grootste deel van de geproduceerde droge stof of plant is ‘afval’.
Ziektes en plagen
Bij publicaties over vertical farming wordt vaak aangegeven dat er geen gewasbescherming hoeft te worden toegepast en dat er biologisch kan worden geteeld. Al gaat het bij vertical farming om ‘gesloten’ systemen, er wordt toch telkens nieuw materiaal het systeem binnen gebracht. Telkens als er planten, zaden of teeltmedium de teeltruimte in wordt gebracht kunnen er ziekten of plagen mee naar binnen komen.
Bovendien geldt -misschien nog wel sterker dan in een kas- verspreiding van ziekten heel snel kan gaan doordat de grote hoeveelheid plantmateriaal ook nog eens heel dicht op elkaar staat. Ook de monocultuur -net als in moderne kassen overigens- helpt hier niet. Volgens onderzoek in het VK in 2020 is de kans op het ontstaan van ziekten en plagen in vertical farms onderschat. Er is nog onderzoek nodig over hoe ziekten en plagen in vertical farming het beste te voorkomen of bestrijden.
Biologische teelt is overigens in de Europa alleen mogelijk als er in de grond wordt geteeld. Een systeem met biologische gewasbescherming, -teeltmedium, -meststoffen en planten kan volgens de richtlijnen niet biologisch worden genoemd als er niet in de volle grond wordt geteeld, hoe duurzaam het systeem ook is. Dit is overigens niet van toepassing in de VS. Daar is het wel mogelijk om ‘biologisch’ te telen ook als het gewas niet in de volle grond staat.
Wanneer wel?
Kijkend naar het bovenstaande is het zeker niet zo dat er geen goede redenen zouden zijn voor toepassing van vertical farming. Zo is er een verwerker van gesneden slamix die het hele jaar precies hetzelfde soort slablaadjes wil hebben voor in zijn zakjes. Bij sla in de kas of volle grond kan het zijn dat er een klein beetje grond meekomt met het geoogste product. Verder wil hij altijd hetzelfde schema aanhouden. Zaaien, x dagen teelt en na y dagen oogsten.
Bij teelt in de kas zal de teeltduur in de zomer wat korter zijn door meer zonlicht en in de winter wat langer. Ook kan het zijn dat de kleur van het blad net wat donkerder of lichter is in bepaalde perioden afhankelijke van de temperatuur. In een gereguleerd proces als dat van sla in zakjes zijn de extra kosten voor een vertical farm makkelijker terug te verdienen door een gelijkmatig en voorspelbaar product. Bovendien kan sla ook nog eens heel goed in lagen geteeld.
Verschillende knoppen
Een andere toepassing is de teelt voor onderzoek of om heel specifiek te sturen op inhoudstoffen van planten. In een kas maakt de variatie in zonlicht het minder makkelijk om heel precies alle teeltparameters te sturen. Ook op plekken waar het heel warm (woestijn in UAE) of heel koud (noord-Canada in de winter) kan vertical farming een goede oplossing zijn als je er toch vers voedsel wilt produceren.
Maar ook op plaatsten waar energie ‘gratis’ is zoals op IJsland kan het een goede methode zijn. Voor nu gaat het dan eigenlijk altijd om bladgewassen of kruiden die goed op lagen te telen zijn. Ik eet toch ook graag af en toe een tomaat of een komkommer….
Kortom, er zijn zeker use cases voor vertical farming, maar laten we vooral stoppen met vertical farming als dé oplossing voor het wereldvoedselprobleem neer te zetten en het ook over de roze olifant hebben…. Voor een betere en eerlijke voedselverdeling zullen we aan verschillende knoppen moeten draaien. Denk aan het belang van meer plantaardig eten, het berekenen van fair en true pricing voor producten en, ook in onze moderne glazen kassen, het nadenken over verandering van onze teeltwijze naar een nog duurzamer systeem.
Over deze column:
In een wekelijkse column, afwisselend geschreven door Eveline van Zeeland, Derek Jan Fikkers, Eugène Franken, JP Kroeger, Katleen Gabriels, Carina Weijma, Bernd Maier-Leppla, Willemijn Brouwer en Colinda de Beer, probeert Innovation Origins te achterhalen hoe de toekomst eruit zal zien. Deze columnisten, soms aangevuld met gastbloggers, werken allemaal op hun eigen manier aan oplossingen voor de problemen van deze tijd. Hier zijn alle voorgaande afleveringen.
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
