Фото: із відкритих джерел
Оглянуті дослідження з оцінкою життєвого циклу (LCA) показують: за живлення від мережевої електроенергії вертикальні ферми можуть мати в рази більші викиди CO₂-еквівалента на кілограм салату, ніж польове вирощування в Мурсії з доставкою до Північної Європи. Водночас перехід на відновлювані джерела суттєво знижує цей розрив.
Про це повідомляє сайт Аграрії разом з посиланням на Hortidaily.
Вертикальні ферми найчастіше розглядають як формат для листових культур і зелені: виробництво в контрольованому середовищі дає стабільний цілорічний випуск, меншу потребу в землі та воді завдяки замкненим системам рециркуляції, а також знижує залежність від погоди. Однак ключовим обмеженням залишається енергоспоживання — освітлення та клімат-контроль потребують значних обсягів електроенергії.
У матеріалі Hortidaily проаналізовано кілька досліджень, що порівнюють вуглецевий слід салату з відкритого ґрунту в Мурсії (Іспанія) та салату з вертикальних ферм у Нідерландах. У фокусі — показник CO₂-еквівалента (CO₂-eq), який узагальнює вплив різних парникових газів на клімат.
Що показують оцінки життєвого циклу (LCA)
У публікації наголошується, що транспорт — лише частина загального сліду. В окремих LCA-оцінках логістика становить менше половини сумарних викидів «від вирощування до полиці».
Для ілюстрації наведено розрахунок: перевезення салату з Мурсії до Амстердама (2 100 км) 15-тонною рефрижераторною вантажівкою за умови витрати дизеля 40 л/100 км та коефіцієнта 3,468 CO₂-eq на літр пального дає близько 0,20 кг CO₂-eq на 1 кг салату.
Водночас кілька досліджень оцінюють викиди для польового салату в Іспанії на рівні 0,20–0,25 кг CO₂-eq/кг (внесок формують, зокрема, виробництво й застосування добрив, засоби захисту та зрошення). Разом із доставкою до Нідерландів це дає орієнтовно близько 0,45 кг CO₂-eq/кг.
Вертикальна ферма: «вузьке місце» — електрика
У дослідженні Casey et al. (2022), на яке посилається матеріал, для салату з вертикальної ферми за живлення від мережі (з урахуванням енергоміксу Великої Британії) наведено оцінку до 8,9 кг CO₂-eq/кг. Припущення щодо споживання електроенергії — 15 кВт·год на 1 кг продукції (освітлення, клімат-контроль і зрошення). Логістичні викиди в цьому сценарії практично відсутні, оскільки вирощування відбувається біля споживача.
Подібний порядок величин наводять і Blom et al. (2022), які порівнювали кілька систем вирощування в Нідерландах і включали в розрахунок також «життєвий цикл ферми» (матеріали та транспорт для будівництва ангара/теплиці/вертикальної ферми тощо) та етапи «від входів до кінцевої точки» для культури. За їхніми оцінками:
- викиди під час вирощування салату у відкритому ґрунті в Нідерландах — 0,36 кг CO₂-eq/кг;
- сукупно (з урахуванням життєвого циклу ферми та дистрибуції в межах Нідерландів) — 0,49 кг CO₂-eq/кг;
- теплиця в ґрунті — 1,21 кг CO₂-eq/кг;
- гідропоніка в теплиці — 1,45 кг CO₂-eq/кг;
- вертикальна ферма за умови 15 кВт·год/кг і мережевої електроенергії — 8,18 кг CO₂-eq/кг.
Звідси висновок, який простежується в обох роботах: за живлення від «звичайної» мережі викиди вертикальних ферм можуть бути в рази вищими за польове вирощування, навіть якщо останнє передбачає далеке транспортування.
Як змінюється картина з відновлюваною енергією
У матеріалі підкреслено: джерело енергії є визначальним фактором для вуглецевого сліду вертикальних ферм. Blom et al. розглядали сценарій, де вертикальна ферма працює від сонячних панелей і ґрунтового теплового насоса. За такого підходу оцінки становили приблизно:
- теплиця в ґрунті — ~0,60 кг CO₂-eq/кг;
- гідропоніка в теплиці — ~0,75 кг CO₂-eq/кг;
- вертикальна ферма — ~2,40 кг CO₂-eq/кг.
Casey et al. також аналізували живлення від ВДЕ. Зокрема, для off-grid системи з акумулятором 85 кВт·год, який заряджається від сонячних панелей, наведено оцінку 1,33 кг CO₂-eq/кг. За сценарію, коли для заряджання використовується вітрова енергія, у дослідженні згадується рівень до 0,56 кг CO₂-eq/кг — тобто значення, співставні з польовим салатом з Іспанії з урахуванням доставки.
Не лише CO₂: вода, відходи та землекористування
Окрім викидів, у матеріалі наведено й інші екологічні аспекти, які часто враховують у LCA:
- Водоспоживання: за оцінкою Casey et al., вертикальна ферма може використовувати 1,6 л/кг проти 58,2 л/кг для польового вирощування в Мурсії.
- Водний дефіцит (water scarcity impact): у Casey et al. наведено приклад, де показник становив 111 м³ для вертикальної ферми на сонячній енергії, 18 м³ — на вітровій, і 13 м³ — для польового вирощування в Іспанії. Автори зазначають, що такі розрахунки ще не є повністю надійними, але тренд виглядає показовим.
- Харчові втрати: близькість до споживача та менша потреба в холодному зберіганні можуть знижувати списання продукції, а отже — «марні» викиди на непроданий/невикористаний салат.
- Землекористування: вертикальні ферми потребують значно менше площі. Водночас Blom et al. оцінювали потенційний ефект від заліснення вивільнених площ як відносно обмежений — 0,09 кг CO₂-eq/кг салату.
Що це означає для виробників і ритейлу
Зіставлення LCA-оцінок у матеріалі зводиться до практичного висновку: сьогодні вуглецевий профіль вертикальних ферм найбільше залежить від джерела та ефективності електроенергії (освітлення, клімат-контроль) і від урожайності на м². За мережевого живлення викиди можуть бути кратно вищими, тоді як перехід на ВДЕ та накопичення енергії здатні наблизити показники до рівня імпортованого польового салату.
Окремо зазначається, що вертикальне вирощування наразі економічно й технологічно більше підходить для культур, які швидко ростуть, мають вищу ринкову вартість і потребують відносно менше енергії на кілограм урожаю — передусім листові овочі, зелень, мікрозелень і деякі інші компактні культури.