Roboty zbierające truskawki, kamery analizujące dojrzałość owoców, algorytmy przewidujące rozwój pleśni i autonomiczne systemy dozujące wodę – rozwiązania, które jeszcze kilka lat temu testowano głównie w prototypowych szklarniach, są już w europejskim rolnictwie. Gospodarstwa wykorzystują sztuczną inteligencję (AI) oraz uprawy wielopoziomowe, by uniezależnić się od kaprysów pogody i produkować żywność bliżej miast. Nowoczesna produkcja żywności zderza się jednak z barierą ogromnego zapotrzebowania na prąd, co mocno wiąże przyszłość sektora spożywczego z rozwojem odnawialnych źródeł energii.

Farmy sterowane przez AI

Europejskie rolnictwo mierzy się dziś z poważnymi kryzysami: drastycznym niedoborem pracowników sezonowych, powtarzającymi się suszami oraz unijnymi wymogami dotyczącymi ograniczania chemii. Ta rosnąca presja zmusza producentów żywności do szukania rozwiązań w pełnej automatyzacji upraw. Jedną z takich komercyjnych prób jest brytyjski projekt Dyson Farming. Firma stworzyła w Lincolnshire gigantyczną szklarnię o powierzchni 6 hektarów, wykorzystującą hybrydowy, obrotowy system uprawy. Truskawki rosną tam na wielopoziomowych konstrukcjach przypominających diabelski młyn, co pozwala zwiększyć powierzchnię produkcyjną nawet 2,5 raza bez zajmowania dodatkowego terenu. Zaawansowane roboty wyposażone w kamery i czujniki stale skanują owoce, dzięki czemu precyzyjnie zbierają wyłącznie te egzemplarze, które osiągnęły idealną dojrzałość.

Podobne inwestycje rozwijają startupy w Finlandii, Holandii czy Niemczech. Wykorzystują one uczenie maszynowe do zarządzania tzw. farmami wertykalnymi. Rozwiązania te pozwalają uzyskać nawet do 10-krotnie wyższy plon z jednego metra kwadratowego powierzchni gruntu niż tradycyjne rolnictwo. Komputery analizują w czasie rzeczywistym tysiące danych, idealnie dopasowując intensywność oświetlenia LED, temperaturę, wilgotność oraz dawkę odżywek do potrzeb konkretnej rośliny. Cały proces odbywa się automatycznie, co pozwala maksymalizować plony i eliminować ryzyko strat.

Agrofotowoltaika: jakie uprawy rosną najlepiej pod panelami słonecznymi?

Mniej wody i pestycydów 

Z punktu widzenia ekologii, farmy kontrolowane przez algorytmy mogą znacząco ograniczać zużycie wody i chemii. Uprawy prowadzone w zamkniętych obiektach wykorzystują systemy hydroponiczne, gdzie rośliny rosną w wodzie mineralnej zamiast w glebie. Pozwala to na odzyskiwanie i ponowne wykorzystywanie wilgoci w obiegu zamkniętym – w efekcie zużycie wody spada nawet o 95% w porównaniu z tradycyjnymi uprawami.

Zautomatyzowane monitorowanie pozwala niemal całkowicie zrezygnować z chemicznych środków ochrony roślin. Ponieważ szkodniki są wykrywane przez kamery w ułamku sekundy, plantatorzy mogą reagować punktowo, wprowadzając do szklarni naturalnych wrogów danego owada (biologiczna ochrona) zamiast oprysków. Zamknięty cykl produkcji zwiększa odporność upraw na warunki pogodowe, dzięki czemu zbiory mogą być prowadzone przez cały rok. Dodatkowo stawianie takich obiektów tuż obok dużych aglomeracji skraca transport żywności do dużych miast.

Prąd hamuje farmy pionowe 

Największym problemem technologicznym okazuje się jednak bilans energetyczny. Farmy pionowe i zautomatyzowane szklarnie to obiekty niezwykle energochłonne. Tysiące lamp LED musi świecić przez 16-18 godzin na dobę, a instalacje klimatyzacyjne, pompy wodne, serwery oraz ramiona robotów generują wysokie zapotrzebowanie na energię. W efekcie wyprodukowanie 1 kg sałaty w zamkniętej farmie wertykalnej wymaga nawet kilkunastokrotnie więcej energii (w postaci prądu na oświetlenie i klimatyzację) niż wyhodowanie jej w tradycyjnej szklarni naświetlanej słońcem.

To właśnie koszty prądu stały się główną przyczyną głośnych kryzysów finansowych w tej branży – problemy dotknęły nawet dotychczasowych liderów rynku, takich jak niemiecki Infarm, holenderski Glowfarms czy francuski Agricool, które z powodu rachunków musiały ogłosić upadłość lub całkowicie wycofać się z Europy. Gdy ceny prądu w Europie gwałtownie wzrosły, część zaawansowanych technologicznie gospodarstw zbankrutowała lub drastycznie ograniczyła produkcję. W części farm pionowych energia zaczęła odpowiadać nawet za około 40% kosztów operacyjnych, podczas gdy wcześniej było to ok. 25%. Szczególnie mocno odczuły to startupy rozwijające produkcję w zamkniętych obiektach z intensywnym oświetleniem LED. Wzrost cen prądu pokazał, że rozwój farm pionowych zależy nie tylko od technologii, ale przede wszystkim od kosztów energii. 

Rolnictwo z własną energią

Nowoczesne rolnictwo nie przetrwa bez integracji z sektorem zielonej energii. Wspomniany Dyson Farming osiąga zyski, ponieważ postawił na pełną samowystarczalność energetyczną. Szklarnie współpracują z lokalną biogazownią, która przetwarza biomasę rolniczą na prąd i ciepło. Co więcej, dwutlenek węgla (CO₂) powstający podczas fermentacji biomasy jest bezpiecznie wychwytywany i bezpośrednio wtłaczany do wnętrza szklarni, gdzie stymuluje i przyspiesza fotosyntezę roślin.

To najbardziej racjonalny kierunek rozwoju dla całego europejskiego sektora agro. Nowoczesne szklarnie i pionowe farmy muszą stawać się niezależnymi mikrosystemami energetycznymi, które łączą produkcję żywności z własnym zapleczem zasilania. Bez stabilnego i przewidywalnego dostępu do prądu dalszy postęp tej branży będzie po prostu niemożliwy, dlatego jej przyszłość to inwestycje we własne źródła odnawialne: farmy fotowoltaiczne, biogazownie oraz magazyny energii.  

Zobacz też: Gardens by the Bay w Singapurze. Jak działają drzewa solarne i ile energii produkują

Źródła: Dyson Farming, EIT Food, AgFunderNews, Komisja Europejska (CORDIS)

Fot.: Canva

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.