而VertiCrop?第一个实际应用项目,居然是在一家动物园Paignton Zoo ,用来种植喂养动物的作物,称可以减少动物饲料成本。什么?恐怕不得不乍舌一下。之后似乎发展艰难,2014年有该公司正寻求融资的消息,此后就没有更多消息了。目前VertiCrop?在Crunchbase上显示为关停状态。当然,当时人们并没有预见到其命运,在媒体的助推下,反而因此开启了垂直农场的一波浪潮。
2009年11月哥伦比亚大学微生物及生态学家Dickson Despommier发表了著作《垂直农场的兴起(The Rise of Vertical Farms)》。Despommier的视角也从大都市城市人口的食品需求入手。他举例说,纽约的人口达800万,为满足大众的食物需求,需要从弗吉尼亚州等地区运输进城,为什么不构想在本地种植的方式呢。Despommier的概念在于建造一座由不同楼层田地和果园组成的玻璃大厦,整体耕种面积将可以满足5万人的粮食需求。为了营造植物种植最适宜的环境,在内部,气温、湿度、气流、日照和养分等因素都会被控制。而Despommier教授称他书中这个垂直农场的想法实际上来自在他在1999年教学课堂的学生探讨。十年前的构想到2009年才付诸笔端,想必也于VertiCrop?有些关系吧。
Despommier文章发表在2009年11月Scientific American(左),各界人士好评如潮(右)
Despommier的垂直农场设计设想好评如潮,虽然更多的还是愿景蓝图阶段,但各种评论将其看作解决一系列危机的出路,包括环境问题、能源危机、粮食缺口等等,有评论这样称:“He didn't just think big - he thought up. Despommier's stroke of genius, the vertical farm, has excited scientists, architects, and politicians around the globe.” 此后Despommier也被称为垂直农场之父。如今检索互联网,还能看到2009~2010年间充斥着各知名媒体对Despommier垂直农场构想的介绍和评论。可以想象当时人们热情洋溢地对此构想寄予厚望并打算大干一场。如果要说一个爆发点,垂直农场元年,恐怕应该是2009年。
Despommier的设想中,有一条传送带,用于将作物按设置移动到玻璃窗附近,以确保植物对自然日照的均衡汲取。避免距离窗户最远的植物因吸收最少的阳光而生长过慢。可以看出,Despommier意识到,在垂直结构中,获取均衡可靠、可持续的光源是一个棘手问题。但当时的设想似乎停留在对自然光源获取上,虽然自然光是免费的,但可控性却差很多。
如今十年过去,光源及能源成本仍是垂直农业能走得更远的关键瓶颈。当LED灯大量使用、能提供更廉价且高效的光源之后,室内垂直农场在经济上变得有一定可行性。此前,垂直农场产生了大量的热量,因此冷却成本和电费都是天文数字。
日本,压力产生动力
从前面的历程不难看出,垂直农场的初衷很大程度是未来应对危机的“权宜之计”。而VertiCrop?将其看作为一个可能实现更低成本的种植模式来替代传统方式,这样的思路至少在当时言之过早。但既然是用来应对危机,相比较危机带来的潜在巨大风险,高成本的垂直农场未必不可选。这在日本的表现特别突出。日本一直是个危机感超强的国家,也许正是因为强烈的危机感,促使日本的垂直农场能坚持发展,并更早的获得大规模商业化。
日本的商业性室内种植工厂于80年代起步,晚于美国,但却比美国更有坚持。这实际上与日本土地等自然资源更稀缺,城市人口密度更大息息相关。受限于地理环境,鉴于国家粮食安全等考量,日本政府对本土农业种植有大力而长期的政策倾向。这些特有国情,使得在日本即便是用传统模式种植的蔬果,其零售价格也十分昂贵。如此意味着削弱了垂直农场成本过高的劣势,为其留下了一定生存空间,得以持续摸索前进。2000年COSMO公司建起了全球第一家LED光源的垂直农场,让该领域逐渐显示出了商业盈利的希望。
再之后,另一黑天鹅事件成了加速发展的催化剂。2011年3月,大地震引发了福岛核电站核泄露惨剧。核泄露给以福岛为核心的环境造成了难以逆转的长期影响,严重破坏了农业生产所依靠的自然条件。人们也极度担心户外种植的粮食是否受到核污染。受此影响,日本政府开始在福岛核灾难发生地附近规划垂直农场,再加上日本政府对创新农业提供优越的补贴计划。
2011年,哥伦比亚大学经济学家Wolfram Schlenker 和斯坦福大学生态学家研究了1980~2008年间的气温变化对作物种植的影响,结论是作物产量受气温变化影响显著,在此期间美国以外地区玉米产量下降3.8%,小麦下降5.5%。
而美国作为农业大国,为全球供给卡路里,其核心产地在美国中西部地区。Schlenker 2012年的研究称,如果按照气候学家预计的本世纪末气温变化走势模拟,美国中西部地区的玉米产量可能下降25%,大豆产量下降10%。这意味着全球热量供给总量将下降了4%至5%,在这种情况下,预期食品价格将飙升30%之多。危机感油然而生。
如今世界人口还在不断增长中,且2/3的人口居住于城市。农业生产对环境的破坏力也在近年来被划上重点。无论是鉴于需求端日趋紧张的粮食缺口压力,还是传统农业种植与自然环境之间难以化解的双向破坏力,都将垂直农业推向了风口。
今日所叙述,多是陈年往事,或者老调重弹,但且回顾初心,寻找未来。
补记
垂直农业英文原词Vertical Farming,早在1915年,美国地质学家吉尔伯·特埃利斯·贝利(Gilbert Ellis Bailey)曾以此为名,出版了一本著作。但有趣的是,当时垂直的方向并非向上,而是向下寻求空间。贝利以地质学家的视角,所关注的是土壤的起源、养分含量以及植物 “垂直”向下的根系结构。
美国地质学家Gilbert Ellis Bailey 1915年出版著作《垂直农业Vertical Farming》