Stadsbornas mat blir närodlad i extrema växthus

Begreppet vertical farming myntades av Dickson Despommier, som är professor i folkhälsovård vid Columbia university i New York, USA. Han är övertygad om att matproducerande skyskrapor i storstäderna är lösningen på framtidens matproblematik.

– Idén kommer från en studie jag gjorde tillsammans med ett antal studenter för ungefär tio år sedan. Tanken var att undersöka om det gick att försörja Manhattans befolkning med mat genom att odla i växthus på hustaken. Det visade sig vara omöjligt, eftersom ytan inte räckte till, säger Dickson Despommier.

I stället började Dickson Despommier fundera på vad som skulle hända om man förvandlade ett av Manhattans kvarter till ett enda stort växthus. Han beräknade att ett trettio våningar högt växthus skulle ge en odlingsyta på blygsamma 150 hektar. Men om man odlade i två lager på varje våning, packade växterna tätt och vägde in att växthus kan ge fyra växtsäsonger per år, kunde odlingsytan multipliceras med en faktor på 16. Då motsvarade växthuset hela 2 400 hektar vanlig jordbruksmark. Enligt Despommiers beräkningar skulle 120 sådana växthus kunna försörja hela New Yorks befolkning med färska grönsaker.

Utrymmesbristen i storstäderna medför att de vertikala växthusen måste maximera skördarna med hjälp av den senaste växthusteknologin. Hydroponisk odling är en sådan teknik.

Hydroponisk odling innebär att grödorna växer i en näringslösning i stället för jord. Växterna fixeras i täta rader, exempelvis genom att planteras i hål i plaströr. Rötterna kan sedan ta upp näring och mineraler från näringslösningen som cirkulerar i rören.

Metoden ger många fördelar. Växterna kan planteras tätare än vid odling i jord. Man får dessutom en snabbare tillväxt, större skördar och bättre kontroll över växtens miljö.

Processen är miljövänlig eftersom systemet är slutet, vilket medför att inga gödningsmedel eller bekämpningsmedel läcker ut i naturen. Hydroponisk odling förbrukar dessutom bara en bråkdel av den vattenmängd som krävs för odling i jord.

Dickson Despommiers vision är att de vertikala växthusen ska fungera som slutna kretslopp. Vattnet i anläggningarna ska cirkulera och även renas av växterna själva. De vertikala växthusen ska utnyttja förnybara energikällor, eller använda restvärme från storstädernas infrastruktur. Energisnåla LED-lampor ska komplettera solljuset.

– Om odlingarna flyttar in i städerna kan landsbygdens jordbruksmark återgå till skogar och artrika, koldioxidfixerande ekosystem, säger Dickson Despommier.

Vertikala växthus kanske framstår som en teknisk utopi, något som hämtats ur en science fiction-roman. Men faktum är att det finns långt framskridna planer för den här typen av anläggningar i Sverige.

I början av 2012 togs ett symboliskt spadtag för Sveriges första vertikala växthus i stadsmiljö. Platsen var en industritomt i Kallerstad i Linköping.

– Byggnaden kommer att bli 60 meter hög med 16 våningar och fungera som försöksanläggning med växthus, kontor och forskningslokaler, säger Owe Petterson, som är vice vd på bolaget Plantagon, som är initiativtagare till bygget.

Plantagons växthus kommer att ha en sluttande glasfasad vänd mot söder för att maximera ljusinsläppet. Grödorna ska odlas hydroponiskt i lådor fyllda med pimpsten i stället för jord. Lådorna kommer att placeras på ett spiralformat transportband som löper genom hela växthusdelen av byggnaden. En robot puttar sakta lådorna framåt på transportbandet. De rör sig i en c-formad bana som följer byggnadens glasfasad. När växterna har passerat glasfasaden och nått den inre delen av varvet på transportbandet, så vänder lådorna. Nästa varv börjar en våning ner och då är den andra sidan av lådan vänd mot glasfasaden. På så sätt får alla växter lika mycket solljus.

Växterna börjar som frön högst upp i huskroppen och cirkulerar sakta nedåt genom byggnaden. Efter 2–6 veckor har växterna nått det nedersta våningsplanet och ska då vara klara att skördas. Efter skörden steriliseras lådorna och fylls med nya frön. Sedan transporteras de till det översta våningsplanet med en hiss och odlingsprocessen kan börja om.

Många kommersiella växthusanläggningar använder stora mängder gasol. Gasen används för uppvärmning och koldioxiden som bildas vid förbränningen leds in i växthuset. De förhöjda koldioxidnivåerna fungerar som ett slags gödning och ökar avkastningen. Men metoden är knappast miljövänlig eftersom gasol är ett fossilt bränsle.

Plantagon tänker också koldioxidgödsla plantorna i sitt vertikala växthus. Men bolaget har inlett ett samarbete med ett kommunägt energibolag i Linköping. Tanken är att man ska utnyttja den koldioxid som bildas vid rötning i energibolagets biogasanläggning, en i dag helt outnyttjad restprodukt. Dessutom kommer växthuset att värmas med hjälp av spillvärme från energibolagets fjärrvärmeanläggning, en resurs som för närvarande släpps ut i ett sjösystem.

De flesta typer av grödor går att odla hydroponiskt. Men Plantagon tänker inte odla vanliga grönsaker som tomater och gurkor. Inledningsvis kommer det vertikala växthuset att producera asiatiska bladgrönsaker som pak choi och mizuna.

– Pak choi är matigare och har ett avsevärt högre näringsinnehåll än till exempel vanlig sallad, säger Susanna Hultin, som är hortonom på Sweco, ett miljötekniskt konsultföretag som Plantagon samarbetar med.

Plantagon beräknar att deras vertikala växthus ska producera 300–500 ton bladgrönsaker per år. Hydroponiska prov­odlingar med pak choi pågår för fullt på Sveriges lantbruksuniversitet, SLU, i Alnarp.

Trots att Plantagons växthus sannolikt kommer att ha en liten miljöbelastning, räknas odlingsmetoderna inte som ekologiska. Det beror på att växterna ska odlas i pimpsten, och EU kräver att ekologiska grödor får 80 procent av sin näring från jord.

– Den nuvarande lagstiftningen hämmar utvecklingen av odlingsformer som är mindre resurskrävande och miljövänligare än ekologisk odling. De krukodlade grönsakerna och örterna som i dag säljs i affärerna är inte ekologiskt hållbara, eftersom jorden i växternas krukor hamnar i våra sopor, säger Susanna Hultin.

Rolf Larsen är professor emeritus vid Institutionen för trädgårdsvetenskap på SLU i Alnarp. Han är positiv till Plantagons projekt. Men han tror att verksamheten kommer att få det svårt att konkurrera ekonomiskt med vanliga växthusanläggningar och konventionellt jordbruk.

– Om vi hade varit framme vid den tidpunkt då jordens befolkning vuxit sig så stor att jordbruksmarken tagit slut, då hade nog vertikala växthus i stadsmiljö kunnat löna sig. Men från forskningssynpunkt måste vi ha framförhållning, och därför är det viktigt att det finns de som vågar investera i sådana här projekt, säger Rolf Larsen.

Energiförbrukningen är de vertikala odlingarnas största utmaning. Konventionella växthus, där odlingen sker i ett plan, har stora ljusinsläpp. Men när man staplar odlingarna så skuggar de varandra, vilket medför att behovet av energislukande belysnings- och uppvärmningssystem ökar kraftigt. Det är därför som Plantagon har utvecklat sitt spiralformade transportband. Systemet löser problemet med skuggan och ser även till att alla plantor får lika mycket solljus. Men konstruktionen stjäl utrymme, vilket medför att den totala odlingsytan blir liten i förhållande till rummets storlek.

Natural green farms i Racine, Wisconsin, USA, är ett annat vertikalt växthus i stadsmiljö. Anläggningen lever inte riktigt upp till Dickson Despommiers vision om växthus höga som skyskrapor. Det här är nämligen en kombinerad sallads- och fiskodling, inhyst i en fyra våningar hög fabrikslokal. Salladen i anläggningen odlas hydroponiskt och vattnet från fiskodlingarna används som gödningsmedel. Anläggningen producerade 7 000 salladshuvuden per månad.

Men även här var energiförbrukningen ett stort problem. Elräkningen för belysningen i den mörka industrilokalen medförde att verksamhetens marginaler blev för små och för närvarande ligger odlingarna i träda.

En amerikansk forskare beräknade att Natural green farms använde 3,5 gånger mer energi än vad vanliga växthus och fiskodlingar kräver. I jämförelse med konventionell utomhusodling och med vildfångad fisk, förbrukade anläggningen hela 33 gånger mer energi.

Dickson Despommier är medveten om att vertikala växthus slukar mycket energi.

– När det gäller belysningen måste tekniken bakom LED-ljus utvecklas, säger han.

Men på frågan om vilka tekniska förbättringar som krävs för att skapa ekologiskt och ekonomiskt hållbara vertikala växthus, svarar han:

– Inga. Singapore har redan en kommersiell anläggning och planerar för många fler. I Japan finns det minst 50 stycken, där kallas de plant factories.

Det är sant att Singapore har ett vertikalt växthus, men det är bara nio meter högt. Och Japans plant factories är visserligen högteknologiska inomhusodlingar, men ytterst få av dem ligger i städerna. De japanska grönsaksfabrikerna är energikrävande eftersom de ofta använder artificiellt ljus. Grönsakerna från de här anläggningarna är dyra men efterfrågade. De anses vara hälsosamma eftersom de odlas utan bekämpningsmedel och är så rena att de kan ätas utan att tvättas.

Även om intresset för vertical farming är stort, så lär det dröja innan matproducerande skyskrapor blir en vanlig syn i våra storstäder. Däremot verkar det som om Dickson Despommiers ursprungliga ide, att odla på städernas hustak, är på väg att realiseras. Gotham greens är ett 2 000 kvadratmeter stort växthus på taket av en gammal industribyggnad mitt i Brooklyn, New York. Växthuset producerar runt 100 ton grönsaker per år, framför allt olika salladssorter och basilika. Grödorna odlas hydroponiskt och en solcellsanläggning generar en stor del av den el som behövs för att värma grödorna under vintern.

Närheten till konsumenterna gör att företaget kan leverera sina produkter samma dag som de skördas. Verksamheten är lönsam och företaget säljer allt de producerar. Gotham greens kommer inom kort att öppna flera nya takväxthus, och andra företag har liknande planer. Ett av dem, Bright farms, har meddelat att de tänker bygga världens största takväxthus ovanpå en gammal lagerlokal i New Yorks hamn. Växthuset kommer att ha en yta på 90 000 kvadratmeter. Man planerar också att bygga takväxthus på stormarknader. Tanken är att stormarknaderna inte ska behöva betala för anläggningarna, men att de måste förbinda sig att sälja växthusens produkter.

Också i Sverige bli städerna grönare. Intresset för småskalig stadsodling har ökat kraftigt under senare år. Klimathotet, lågkonjunkturen och en oro över kvaliteten på maten vi äter får allt fler stadsbor att sätta spaden i jorden. Bostadsrättsföreningar förvandlar sina innergårdar till grönsaksland och det bildas nätverk och föreningar för stadsodlare. I parker och grönområden växer det numera tomater, morötter och andra grönsaker som olovligen såtts och planterats av städernas gerillaodlare. En grön revolution i det lilla formatet.