Trang trại thẳng đứng: Mọi thứ đều hay, trừ… tiền điện
Một công ty ở Scotland vừa qua đã giới thiệu về một mô hình trang trại trong nhà mà công ty này tin là tiên tiến nhất thế giới. Trang trại thẳng đứng (vertical farm) của Intelligent Growth Solutions sử dụng trí tuệ nhân tạo và các công nghệ được thiết kế đặc biệt để cung cấp năng lượng và dẫn truyền thông tin.
Công ty cho biết những ứng dụng này giúp giảm chi phí năng lượng xuống 50% và chi phí lao động tới 80% khi so sánh với các mô hình nuôi trồng trong nhà khác, cũng như có thể tạo ra sản lượng lên tới 200% so với nhà kính truyền thống.
Mô hình trang trại thẳng đứng được xây dựng nhằm mục đích giảm thiểu việc sử dụng nước và tối đa hóa năng suất, bằng cách trồng các loại cây trồng thuỷ canh với một lượng nhỏ nước tưới giàu chất dinh dưỡng, được xếp chồng lên nhau trong một tòa nhà được kiểm soát về mặt khí hậu.
Nhưng điều quan trọng cần phải nhận ra rằng, năng suất tăng lên nhờ việc canh tác chiều dọc trong nhà sẽ đi kèm với chi phí sử dụng năng lượng cao hơn nhiều, do nhu cầu chiếu sáng nhân tạo và hệ thống kiểm soát khí hậu.
Đến năm 2050, sản lượng lương thực toàn cầu sẽ cần tăng khoảng 70% ở các nước phát triển, và 100% ở các nước đang phát triển để phù hợp với xu hướng tăng dân số hiện tại. Đó là một thách thức ngay cả với những quốc gia lấy nông nghiệp là một trong những mũi nhọn kinh tế.
Ví dụ, Vương quốc Anh sử dụng 72% diện tích đất cho các hoạt động nông nghiệp nhưng lại nhập khẩu gần một nửa lượng thực phẩm tiêu thụ. Để cải thiện an ninh lương thực trong nước và ngăn chặn môi trường sống tự nhiên bị phá hủy để lấy đất nuôi trồng, các nước như nước Anh cần phải xem xét các phương pháp sản xuất thực phẩm mới.
Kể từ khi cuốn sách của Dickson Despommier “The Vertical Farm: Feeding the World in the 21st Century” (tạm dịch: Trang trại thẳng đứng: Cung cấp Thức ăn cho Toàn cầu trong Thế kỉ 21) được xuất bản năm 2010, canh tác theo chiều dọc được xem là một mô hình tương đồng với nông nghiệp đô thị.
Mặc dù các toà nhà canh tác được minh họa trong cuốn sách của Despommier vẫn chưa được thực hiện, nhưng ý tưởng trồng thực phẩm theo chiều dọc đã thu hút được sự chú ý của các nhà thiết kế và kĩ sư.
Mặc dù vậy, nhu cầu năng lượng liên quan đến canh tác theo chiều dọc lại cao hơn nhiều so với các phương pháp sản xuất thực phẩm khác. Ví dụ, rau diếp được trồng trong nhà kính có hệ thống sưởi truyền thống ở Anh cần khoảng 250kWh năng lượng mỗi năm cho mỗi mét vuông diện tích trồng.
Trong khi đó, rau diếp được trồng trong một trang trại được xây dựng theo chiều dọc cần khoảng 3.500kWh mỗi năm cho mỗi mét vuông diện tích trồng. Đáng chú ý, 98% năng lượng sử dụng này đến từ nhu cầu ánh sáng nhân tạo và kiểm soát khí hậu.
Ngay cả khi có thể cắt giảm chi phí bằng các giải pháp tăng trưởng thông minh, nhu cầu năng lượng liên quan đến hầu hết các trang trại thẳng đứng vẫn sẽ rất cao, do đó mô hình này chưa thể áp dụng rộng rãi. Cùng một lúc có hai vấn đề cần phải giải quyết: nhu cầu lương thực toàn cầu và nhu cầu giảm sử dụng năng lượng và ô nhiễm nhà kính.
Các mô hình thay thế
Canh tác theo chiều dọc trong nhà không phải là cách duy nhất để cung cấp thực phẩm trong phạm vi thành phố. Chúng ta có nhiều phương pháp sử dụng ánh sáng tự nhiên khác, từ việc nâng cao luống cây trồng trong vườn cho đến mô hình trồng rau nuôi cá.
Tất cả các phương pháp này đều đòi hỏi ít năng lượng hơn khi so sánh với canh tác theo chiều dọc, vì chúng không cần chiếu sáng nhân tạo.
Cơ hội nông nghiệp đến ngay từ những mái nhà còn bỏ trống trong thành phố. Tại thành phố Manchester ở Anh, những mái nhà trống không có mái che chiếm diện tích 136 ha, bằng một phần ba diện tích đô thị nội thành của thành phố.
Ví dụ, Gotham Greens ở New York và Lufa Farms ở Montreal đều là các trang trại thương mại sử dụng không gian mái trống để trồng thực phẩm trong các nhà kính trồng cây thủy canh tự nhiên. Với sự thành công của các dự án như vậy và diện tích không gian mái sẵn có, khá lạ khi có rất nhiều công ty hướng tới các phương pháp sản xuất thực phẩm tốn kém hơn và cần nhiều năng lượng hơn để hoạt động.
Mặc dù số lượng cây lương thực trồng được không nhiều, năng lượng cần cho mỗi mét vuông diện tích trồng trọt trên các nhà kính trên tầng mái lại ít hơn ít nhất 70% so với các trang trại dọc được chiếu sáng nhân tạo.
Có vẻ như các trang trại thẳng đứng nghiễm nhiên có một vai trò lớn trong nông nghiệp đô thị và nông nghiệp trong tương lai. Nhưng khi xem xét bất kì phương án nào, chúng ta cần phải hiểu tác động và nhu cầu năng lượng của phương án đó để đảm bảo đáp ứng bền vững và toàn diện đối với nhu cầu lương thực toàn cầu.
Ngành nông nghiệp theo chiều dọc đòi hỏi nhiều năng lượng, và hy vọng điều này sẽ được khắc phục theo thời gian khi các công ty như Intelligent Growth Solutions đã và đang đen đến nhiều tiến bộ kĩ thuật. Trong lúc đó, mô hình canh tác chiều dọc vẫn còn một chặng đường dài để trở thành một phương pháp nông nghiệp bền vững.
Hiệp (Theo The Conversation)
