Battery used Battery charging

LOW←TECH MAGAZINE

Een verticale boerderij bespaart geen ruimte

Als de elektriciteit voor een verticale boerderij door zonnepanelen wordt geleverd, dan neemt de energieproductie minstens evenveel ruimte in als de verticale boerderij bespaart.

image

Stadslandbouw in verticale, indoor “boerderijen” is in opmars. Omdat het licht voor de gewassen niet van de zon komt, maar van LED-lampen, kunnen de gewassen het hele jaar door in lagen boven elkaar worden geteeld. De voorstanders argumenteren dat er op die manier veel landbouwgrond kan worden bespaard. Bijkomende voordelen zijn dat er minder energie nodig is voor het transport van voedsel (de meeste mensen wonen in een stad) en dat er minder water en bestrijdingsmiddelen nodig zijn.

Welke gewassen?

De verticale boerderijen die sinds een aantal jaren commercieel actief zijn, richten zich allemaal op dezelfde gewassen. Het gaat om landbouwproducten met een hoge waterinhoud, zoals sla, tomaten, komkommers, paprika’s en kruiden. Dit zijn echter geen gewassen waarmee een stad kan worden gevoed. Ze bevatten nauwelijks carbohydraten, proteïnen of vetten. Om een stad te voeden, zijn er granen, peulvruchten, wortelgewassen, en oliehoudende gewassen nodig. Die worden nu globaal op 16 miljoen vierkante kilometer landbouwgrond geteeld – bijna de omvang van Zuid-Amerika. 1

Verticaal tarwe kweken

Een kunstinstallatie die momenteel in Brussel staat opgesteld – The Farm – onderzoekt wat er nodig zou zijn voor het telen van tarwe in een verticale boerderij. Voor het experiment werd 1 vierkante meter tarwe gezaaid in een volledig kunstmatige omgeving. Door de input van grondstoffen zoals energie en water te meten, laat het project zien in welke mate onze voedselproductie kosteloos door natuurlijke ecosystemen wordt ondersteund. Als tarwe in de grond wordt geplant, naast en niet op elkaar, dan levert de zon gratis energie en de wolken gratis water.

Een brood van 345 euro

Uit het experiment blijkt dat het telen van 1m2 tarwe in een kunstmatige omgeving 2.577 kilowattuur elektriciteit en 394 liter water per jaar kost. De benodigde energie voor de productie van de hardware (zoals verlichting) zit niet in deze resultaten inbegrepen, zodat het om een onderschatting gaat. Ook de energiekost van het gebouw wordt niet in rekening gebracht, en dat betreft zowel de constructie als het gebruik ervan, bijvoorbeeld voor verwarming, koeling en het oppompen van water.

image

In de kostberekening is de prijs van de apparatuur (1.227 euro) wel inbegrepen. De levensduur van de infrastructuur wordt geschat op 8 jaar. Omgerekend kost de productie van 1 m2 tarwe in een kunstmatige omgeving dan 610 euro per vierkante meter per jaar (inclusief de kosten voor de infrastructuur, de elektriciteit en het water). Daarvan gaat 412 euro naar het elektriciteitsverbruik en slechts 1 euro naar het waterverbruik. Deze berekening is mogelijk een overschatting, omdat de installatie in een tentoonstellingsruimte staat opgesteld.

De installatie levert vier oogsten per jaar op. Daarvan kan vier keer een brood van 580 gram worden gemaakt, dat bijgevolg een kostprijs heeft van minstens 345 euro. Elk brood bevat 2.000 kilocalorieën, de hoeveelheid die een gemiddeld mens per dag nodig heeft. Bijgevolg is er voor elke persoon 91 m2 kunstmatige geteelde tarwe nodig, met een totale kostprijs van 125.680 euro per jaar.

Plaatsbesparing?

Kunstmatige verlichting bespaart ruimte omdat planten boven elkaar kunnen worden geteeld, maar als de elektriciteit voor de verlichting uit zonnepanelen komt, dan wordt de ruimtebesparing teniet gedaan door de ruimte die nodig is om de zonnepanelen te plaatsen. De verticale boerderij is een paradox, tenzij de energie door fossiele brandstoffen wordt geleverd. Maar dan is er weinig duurzaams aan.

Voor de binnenteelt van 1m2 tarwe zijn 20 m2 zonnepanelen nodig, gerekend aan een opbrengt van 175 kilowattuur per vierkante meter zonnepaneel per jaar, zo stelt het project. Dit is een flinke onderschatting, want de berekeningen zijn gebaseerd op de gemiddelde opbrengst van een zonnepaneel. ‘s Winters is er veel minder zonlicht dan ‘s zomers, zodat er in werkelijkheid veel meer zonnepanelen moeten worden geplaatst om de verticale boerderij het hele jaar door te kunnen laten werken. Er is bovendien nood aan een infrastructuur voor energieopslag, die ook geld en energie kost. Tot slot vraagt de productie van zonnepanelen ook energie, die opnieuw meer ruimte zou vragen als het productieproces zelf op zonnepanelen zou werken.

Innovatie?

Al deze kritiek is ook van toepassing op verticale boerderijen waarin sla en tomaten worden gekweekt, al is er in dit geval wel sprake van een flinke waterbesparing. Deze bedrijven zijn winstgevend, maar alleen omdat het proces steunt op een aanvoer van goedkope fossiele brandstoffen. Zou de energie geleverd worden door zonnepanelen, dan wordt de ruimtebesparing opnieuw teniet gedaan door de extra ruimte voor de energievoorziening. Het enige voordeel van een verticale boerderij is dan de kortere keten, maar we zouden net zo goed het transport tussen stad en platteland duurzamer kunnen maken.

Het probleem van de landbouw is niet dat hij zich op het platteland bevindt. Het probleem is dat hij in grote mate afhankelijk is van fossiele brandstoffen. De verticale boerderij lost dat niet op, integendeel zelfs, want opnieuw wordt gratis en hernieuwbare energie (zonlicht) vervangen door dure technologie die alleen maar kan bestaan dankzij fossiele brandstoffen (led-lampen + computers + gebouwen + zonnepanelen). Onze levensstijl wordt steeds minder duurzaam, steeds afhankelijker van grondstoffen, infrastructuur, machines en fossiele energie. Dat geldt helaas ook voor zowat alle technologie die tegenwoordig als duurzaam wordt bestempeld.

Kris De Decker

Meer info: Solar Share (The Farm), door Disnovation.org (Maria Roszkowska, Nicolas Maigret) en Baruch Gottlieb.

Reacties

Wil je reageren op dit artikel? Stuur dan een mailtje naar solar (at) lowtechmagazine (dot) com. Je mailadres wordt niet voor andere doeleinden gebruikt. Wens je anoniem te blijven? Teken dan je reactie met alleen je voornaam of een pseudoniem.

Alex

Dag Kris,

Re: Een verticale boerderij bespaart geen ruimte

Inderdaad heeft de vertical farm niet zoveel zin. Maar enkele “verzachtende omstandigheden”

Men kan ook zonnepanelen in agrivoltaics gebruiken. Deels belichte stukken brengen soms meer op dan in volle zon. Of voor tomaten: als scherm tegen de regen (uitgeprobeerd tomaten aan de rand van een afdak van PV). Men kan gerust ook het groen licht voor zonnepanelen gebruiken, want dat wordt toch niet voor fotosynthese gebruikt. Dus niet noodzakelijk “extra oppervlakte”.

Het regenwater van het gebouw zou niet noodzakelijk “opgepompt” moeten worden. + “Mest” van bewoners…

Er is geen kans op hagel, of plat gaan liggen met een onweer.

Men kan elektrisch oogsten: een haagschaar?

Serres gebruiken nu reeds een pak kunstlicht en verwarming. De tomaat in Zweden 3.9 kg CO2/kg https://www.youmeal.io/nl/is-lokaal-consumeren-automatisch-duurzamer/ http://www.kasklimaat.nl/136-Groei+en+productie.htm 5.6% droge stof, of dus 69.6 kgCO2/kg droge stof, We beginnen de “Farm” te benaderen. Waarbij de “Farm” nog niet echt geoptimaliseerd werd. Kalfsvlees 10.8 kgCO2/kg, droge stof 40%, maar meer eiwitten, ca. 22 kgCO2/kg droge stof pluimvee 3x minder. https://www.vlees.nl/themas/milieu-techniek/footprint-co2/ De landbouw wel een grote energieslurper: Een mais hakselmachine : 1000 liter per dag.

In zeer koude streken groeit er zeer weinig buiten en moet men alles invoeren (Svalbard?): invoeren per vliegtuig. Nochtans: https://www.hortidaily.com/article/6040135/svalbard-will-become-an-example-for-the-world/ Voor zover ze niet besneeuwd zijn, leveren PV panelen iets meer bij koude temperatuur. In zeer warme streken (binnenland van Egypte) moet men serres koelen: boven de 40°C kunnen wel planten overleven, maar groeien niet. (DNA wordt niet meer correct gedupliceerd)

Bezwarende omstandigheden Een extra verdieping, dus extra beton en ijzer De productie van panelen enz. PV panelen zijn veel efficiënter dan biomassa voor energie (orde 100x) maar zijn weinig efficiënt voor vervaardiging van bio-producten, zoals zonnebloemolie of lijnolie: terug verven met lijnolie?

Jan

Goed artikel Kris,

dank je wel hiervoor.

De enige zinvolle toepassing lijkt me in nichemarketen zoals landbouw op de maan of op mars, niet echt low-tech toepassingen.

Voor iets minder extreme condities lijken er betere alternatieven, bijvoorbeeld voor zeer koude gebieden lijkt me de Chinese serre erg interessant, ik meen me te herinneren dat je daar al ooit over geschreven hebt. Dit vond ik een interessante recente video hierover, het ontwerp van deze landbouwer lijkt nog verder geoptimaliseerd te zijn: https://www.youtube.com/watch?v=F2Pg3gY7wQ4

Voor zeer warme gebieden kan agrivoltaïcs misschien een deel van de oplossing zijn, zo wordt tegelijk wat schaduw geboden, kan regenwater geconcentreerd worden en bovendien energie opgewekt worden.

Je maakt een goed punt over duurzaam transport als alternatief voor landbouw in stedelijke omgeving. Het transport vergt in verhouding ook weinig energie. Bijvoorbeeld de Tesla Semi-truck zal waarschijnlijk minder dan 2kWh elektriciteit per kilometer verbruiken wanneer geladen (1).

beste groeten,

Jan.

(1) https://electrek.co/2021/02/12/elon-musk-reveals-tesla-semi-battery-pack-electric-truck/

Ronald

Eén opmerking: het gaat om een stedelijke oplossing en in een stad heb je veel daken waarop je zonnepanelen kan leggen, maar geen tarwe kan kweken.


  1. Smil, Vaclav. “It’ll be harder than we thought to get the carbon out [Blueprints for a Miracle].” IEEE Spectrum 55.6 (2018): 72-75. 

323.65KB