Nem a vertikális farmok fogják megmenteni a világot

A technokraták körében egy időben nagy népszerűségnek örvendett a vertikális hidroponikus vagy akvaponikus farmok koncepciója, mivel egy merész tanulmány szerint általuk drasztikusan lecsökkenthető volna a mezőgazdaság által elfoglalt terület aránya. Igen ám, csakhogy a tanulmány szerzője, Dickson Despommier foglalkozását tekintve mikrobiológus, aki nem igazán ért a mezőgazdasághoz és az energetikához. Egyszerűen csak feltételezte, hogy ezeknek az építményeknek az energiaellátását meg lehet oldani a tetejükre szerelt napelemekkel, de nem számolt utána.

Energiaigény és egyéb bökkenők

Bizonyára ismerős az adat, hogy a hagyományos mezőgazdaság sokszor több energiát pazarol el 1 egységnyi élelmiszer-energia megtermelésére (az USA-ban 7,3:1 az arány).[1] Ha ezt sokalltuk, akkor kapaszkodjunk meg, mert a vertikális hidroponikus farmok energiaigénye ennél egy nagyságrenddel nagyobb! A vertikális farmok (vertikális hidroponikus rendszerek) fajlagosan kb. 15-ször több energiát igényelnek, mint a hagyományos mezőgazdaság, elsősorban a (LED) világítás, és az épület klimatizálása miatt.[2]  Persze ezt meg lehet termelni napelemmel is, csak akkor sokkal több területet kellene lefedni velük, mint amekkora a szántóföld volt. Ne feledjük, a napelemek hatásfoka alig 20%, így a beiktatásukkal tehát legalább ötször több területre volna szükség pusztán ahhoz, hogy a növények fényhez jussanak!

Megjegyzés: Amikor arról írnak, hogy az emberiség teljes energiaigényét meg lehetne oldani azáltal, hogy napelemekkel fednénk le a Szahara alig 1 százalékát, akkor a vertikális farmokra való átállást nem számolják bele. A növénytermesztés jelenleg a teljes Földfelszínnek kb. 12 százalékát használja,[3] és a fentebbiek alapján ehhez legalább ötször akkora területet kellene kitapétázni napelemekkel, vagyis a 60 százalékát.

Ráadásul hidroponikus módon salátán, paradicsomon és egyéb zöldségeken kívül nem igazán gazdaságos egyebet termelni. A gabonák pl. egy négyzetméteren nem teremnek több kilónyit, mint a paradicsom, és nem lehet kéthetente betakarítani, mint a salátát. Ha így akarnánk gabonát termelni, egy vekni kenyér esetén csak az elektromos áram költsége $11 lenne![4] (kb. 3000 Ft)

A számok

Mégis mekkora területet kellene napelemekkel beborítani, hogy elegendő energiát termeljünk egy vertikális hidroponikus farmnak? Számoljunk egy kicsit! A vertikális farmok 1 négyzetméternyi termőterülete egy év alatt 3500 KWh energiát fogyaszt.[2] A hagyományos mezőgazdaságban ezt egyszerűen a Nap szolgáltatja, ám egy épületen belül ehhez mesterséges világítás szükséges. Egy 10×10 m alapterületű, 10 emeletes vertikális farm teljes termőterülete 1000 m2 lenne, vagyis évente összesen 3,500,000 KWh-t fogyasztana (3,5 GWh). Egyetlen ilyen toronyházhoz tehát egy 2920 kW-os napelemparkra volna szükség (magyar viszonyok mellett).[5] Ha a park napelemei 1,6×1 m-es, és 292 W (reális) teljesítményűek lennének, akkor 10.000 napelemre lenne szükség, melyek összterülete 16.000 m2 volna (16-szor nagyobb területigény). A vertikális hidroponikus farmok tehát az óriási energiaigényük miatt napelemeikkel együtt igazából jóval több helyet foglalnának, mint a mezőgazdasági területek.

Összehasonlításképp: Ha a hagyományos mezőgazdasági termelésben napelemekkel üzemeltetett elektromos traktort használnánk, akkor ahhoz csak 1067 négyzetméterre volna szükség (16.000/15).

Spekuláció és realitások

Egyesek azzal érvelnek, hogy a napelemeket elsősorban az épületek tetejére érdemes telepíteni. Ez így is van, ám a lakott területek, vagyis a rendelkezésre álló házterületek csupán töredéke a mezőgazdasági területeknek, szóval ehhez külön napelemparkok kellenének. Persze a napelemparkot tehetjük sivatagokba is, csak nem mindenhol vannak sivatagok (egyelőre). Ugyanakkor még a sivatagok sem teljesen élettelenek, így még ott is környezetpusztítást okoznánk a napelemparkok telepítésével. Akárhogy is, ezekhez a beruházásokhoz rengeteg nyersanyag kellene.

Amellett sem mehetünk el, hogy várhatóan pont nem a szegény afrikai országokban fognak ilyeneket építeni, ahol a legnagyobb problémát okozza az éhezés, és ahol még mindig tart a népességrobbanás. Ahol pedig háztartásonként egy villanyégő üzemeltetésére futja, ott valószínűleg nem fognak 100-szor több áramot pazarolni 1 egység élelmiszer-energia előállítására (15-ször többet, mint most). Egy EAG-ban persze elvileg nem lenne gond a költség, de az éhezés és az ökológiai összeomlás nem vár, így abban a rendszerben kell megoldani a problémákat, ami van, azokkal az eszközökkel, amik rendelkezésre állnak. Papíron jól nézett ki a vertikális farm, főleg egy laikus tollából, ám a kísérletek alapján úgy tűnik, nem ez fogja megváltani a világot.

A talajmegújító mezőgazdaság jóval ígéretesebbnek tűnik (a különböző válfajai a Project Drawdown-ban is előkelő helyen szerepelnek), természetesen azzal együtt, hogy a gyökerénél ragadjuk meg a problémát, és megállítjuk az egyébként senki által nem kívánt népességrobbanást (az emberi jogok felőli megközelítéssel).


Források:

[1] https://sustainability.emory.edu/wp-content/uploads/2018/02/InfoSheet-Energy26FoodProduction.pdf
[2] http://theconversation.com/food-security-vertical-farming-sounds-fantastic-until-you-consider-its-energy-use-102657
[3] http://www.fao.org/faostat/en/#data/EL (World; Share In Land Area; Cropland; 2016)
[4] https://spectrum.ieee.org/energy/environment/the-green-promise-of-vertical-farms
[5] https://napelem.blog.hu/2017/09/19/mennyit_termel_a_napelem

Csináld magad akvapónia

Akvaponikus rendszer | TZM MagyarországAkvapónia = akvakultúra (ehető halak nevelése) + hidropónia (talajnélküli zöldség- és gyümölcstermesztés). A rendszer voltaképpen egy élő gépezet, növények és állatok önellátó összekapcsolódása, mely úgy működik, akár egy ökoszisztéma, és anélkül termelhetünk élelmet segítségével, hogy a folyamat hulladékot, vagy szennyező anyagokat eredményezne. A halak ugyanis melléktermékük révén ammóniát bocsátanak ki, amit egyes baktériumok nitritté, továbbiak pedig nitráttá alakítanak, ami már megfelelő tápanyag a növények számára. A rendszerbe mi haleledelt és napfényt (esetenként folyékony műtrágyát) teszünk be, és növényeket, valamint halakat veszünk ki, miután megneveltük őket. Ezen útmutató a kezdéshez szükséges minden fontos információ megadásával segítséget kíván nyújtani mindazoknak, akik a zöldségeskert helyett egy akvaponikus rendszert szeretnének kipróbálni. Létrehozása valamivel bonyolultabb, mint egy tipikus zöldségeskert kialakítása, ám minimális technikai érzékkel, és némi eltökéltséggel bárki számára megvalósítható. Akik egyelőre kicsit tartanak a projekttől, azoknak azt javasolnánk, kezdjék kicsivel, ahelyett, hogy rögtön egy, az egész család/közösség eltartására képes akvaponikus rendszert alakítanának ki.

Fő összetevők

Az alább felsorolt összetevőket minden akvaponikus rendszernek tartalmaznia kell. Természetesen hozzáadhatunk ezekhez, testre szabhatjuk a rendszert lehetőségeinktől, körülményeinktől, és céljainktól függően. A hidegebb éghajlati körülmények közt élők például többnyire üvegházban alakítják ki akvaponikus rendszerüket, hogy az egész évben működőképes lehessen.

Haltartály

Elméletben egy jól kialakított akvaponikus rendszeren belül egy font (azaz kb. fél kilogramm) hal képes megélni egy gallon (kb. 3,7 liter) vízben. Először azonban szerencsésebb minden 40 L vízbe egy halat telepíteni, hogy megbizonyosodjunk arról, a rendszer nem billen ki egyensúlyából (így a halnak is nagyobb mozgástere lesz). A legtöbb házi készítésű akvaponikus rendszer esetében vagy egy 200 L-es hordóval, vagy egy 800 L-es téglatest alakú tartállyal dolgoznak; ez az élelmiszerpiarban használt két sztenderd méret, melyeket így elég könnyű beszerezni, azonban érdemes meggyőződni róla, hogy olyan, többnyire ártalmatlan anyagokat tároltak benne korábban, mint pl. a szójaszósz, semmint mérgező anyagokat, melyek nyomokban megmaradhattak bennük. Nagyobb tárolók gyanánt a földfeletti vinil úszómedencék a legcélszerűbbek.

Növény-tartály

A növényeknek szükségük lesz egy víztartályra, amiben növekednek. Bár számos műanyag késztermék elérhető erre a célra, épp ennyi csináld magad megközelítés is van. A legegyszerűbb ezek közül a lehetőleg 15-25 cm mélységű sekély fadobozok építése, akárcsak az átlagos megemelt zöldségágyások, melyeket természetesen fóliával bélelünk ki, hogy megtartsa a vizet. Ezt követően minden egyes ágyást vízben nem oldódó kövekkel kell feltölteni, mint pl. a perlit vagy sóder a helyi TÜZÉP-ről (a perlit könnyebb, mint a kavics). De talán a legcélszerűbb ilyen közeg talán a kókuszrost, és tapasztaltabbak azért használják, mert a nedvességet és a levegőt ismegőrzi. Érdemes kipróbálni a fentebb említett három anyag egyenlő arányú keverékét is. A növények tartályának felülete max. 10x akkora legyen, mint a haltartály.

Szivattyúk, és szerelés

Az akvapónia csodája, hogy a növények termesztőközegéül szolgáló kavics kiszűri a haltartályból átszivattyúzott, salakanyaggal teli vizet, így aztán a tartályba nem kell újra és újra lecserélni a vizet, mert a halak által beszennyezett víz tápanyagai a tökéletes a legtöbb növény számára tökéletes trágyát jelent. Szükség lesz tehát egy szivattyúra, hogy időszakosan megforgassa a vizet a két rész között, és hogy biztosítsa az önfenntartó rendszer körforgását. Egy napelemes szivattyú alkalmazásával akvaponikus rendszerünket csaknem teljesen önellátóvá tehetjük. A szivattyúk és csövek az akvaponikus rendszer kissé trükkösebb elemei. Alapvető elektronikai és vízvezetékszerelői ismeretek hiányában célszerű egy ezekhez értő ismerős segítségét kérni, hogy spóroljunk a hibákon és sikertelen kísérleteken. A szivattyú vagy a kavicsos ágyásokból pumpálja a vizet a haltartályba (ha az ágyások a tartály alatt helyezkednek el), vagy a haltartályból szivattyúzza az növényekhez (amennyiben a tartály fölött helyezkednek el). Az ágyások ellátásához szükséges egy PVC csövekből álló hálózat, mely a haltartályból származó vizet osztja szét egyenletesen a felszínen. Fúrjunk át a csöveket (kb. fél centiméteres lyukak) 15 centiméterenként, és rakjunk be több, egymással párhuzamos kifúrt csövet, egmástól kb. 30 cm távolságra, a növény-tartályban a vízfelszínre. A palántákat érdemes a PVC cső minden egyes lyukába ültetni. Végül a rendszer elengedhetetlen része egy levegőztető, ami biztosítja a szükséges oxigént a halak számára. Enélkül rövid időn belül elpusztulnának halaink.

A halak

Kis méretű akvakultúrás rendszerekbe leggyakrabban telepített halfaj a tilápia. Trópusi fajként 21-32°C-os vízhőmérsékletet igényel egészséges életminőségéhez és gyors növekedéséhez. Tartása azért célszerű, mert jól tűri a nagy állománysűrűséget, és nem feltétlenül igényel tökéletes vízminőséget, ráadásul gyorsan nő; 6-8 hónap alatt eléri a fél kilogrammot, azaz a felnőtt súlyát. Mérsékelt éghajlat alatt, ha májusban feltöltjük a tartályt halivadékokkal, akkor októberre megnőnek. A harcsa szintén megél a nagy sűrűségű újrakeringető akvakultúrás rendszerekben, és problémamentesen áttelel (kivéve persze ha különösen hideg van), ám csak akkor kezdenek növekedni, amikor meleg a víz. A harmadik legközkedveltebb faj a sárga sügér, mely hűvösebb vizekben is jól érzi magát. Emellett érdemes funkcionális szempontból is hasznos halakat telepíteni a tartályokba, pl. alganyalókat.

A növények

Bizonyos ehető növények könnyebben termeszthetőek akvaponikus rendszerekben, mint mások. Alapvetően bármi, aminek a levelét szüreteljük és fogyasztjuk – saláta, kelkáposzta, rukkola, spenót, bazsalikom, kapor stb. – rendkívül jól reagál a halak által termelt szürkevíz tápanyagaitól, és külső tápanyagutánpótlás nélkül is kiválóan növekszik. Persze termeszthetőek akár olyan fajok is, melyeknek gyümölcsést fogyasztjuk, mint az áfonya, az eper, vagy a málna stb. csakúgy mint a paradicsom, uborka, cukkini, és a hozzájuk hasonló növények, ám ezeknek már szükségük van kiegészítő trágyázásra. Az ehhez használatos folyékony műtrágyák elérhetőek a hidropóniás kiegészítők közt, vagy akár egyszerű gazdaboltokban is.

A rendszer összeállítása

Az akvaponikus rendszer egy vízszintes, napos helyen állítandó fel. Amennyiben nem üvegházon belül építjük fel, érdemes mindent kora tavasszal beszerezni, így a halak telepíthetők, amint a víz hőmérséklete elérte a 21 fokot. Először érdemes a halivadékokat telepíteni, és ezzel egyidejűleg a palántákat virágföldekbe helyezni. Amint a palánták elég nagyok lesznek az átültetéshez, a hal már valószínűleg elég szürkevizet termel, hogy a ellássa a csövekbe ültetett növényeket. Mellesleg nem is annyira a növény, mint inkább kavics a fontos a víz tisztántartásához, így a vizet akkor is át kell keringetni az ágyásokon, amikor még nem nőnek benne növények.

Üzemeltetés

A levegőztetőnek folyamatosan működnie kell, hogy ellássa a halakat oxigénnel. A vízkeringető szivattyúz azonban elég, ha egy időzítőre kapcsoljuk, ami gondoskodik róla, hogy egy rövid idő alatt megforgassa a teljes vízmennyiséget naponta néhány alkalommal. A szivattyú bekapcsolásának gyakoriságával, és működtetésének időtartamával kicsit kísérletezned kell majd, de a lényeg, hogy annyit menjen a szivattyú, amennyit csak lehet, hogy a halak számára biztosítsa a tiszta vizet, ám nem annyit, hogy a kövek túl nedvesek legyenek. A halaknak jellemzően annyi táplálékot adunk, amit naponta 3×20 perc alatt elfogyasztanak. Vannak automatizált etetőrendszerek, melyek nagyban megkönnyítik az etetés procedúráját. A siker kulcsa, hogy kicsiben kezdjük, és ne akarjuk erőltetni a halak összezsúfolását. A halak túletetése is egy jellemző hiba, ami nagyon könnyen kibillenthetheti a rendszert az egyensúlyából, és hatására folyamatosan romlik a vízminőség. Ha kicsiben kikísérletezted a pontos arányokat, ami mellett hosszútávon működik a rendszer, a következő évben megvalósíthatod nagyban is.

Itt megtekinthetsz egy előadást a akvaponikus rendszerekről, és annak növekvő népszerűségéről hazánkban, itt pedig egy bemutatót az előadó sajátjáról.

Itt látható egy videó az akvapónia megvalósításáról Kaposvárott (ez egy gondosan megtervezett, magas színvonalú rendszer).

Low-tech akvapónia | TZM Magyarország High-tech akvapónia | TZM Magyarország Az akvapónia működési elve | TZM
Low-tech akvapónia High-tech akvapónia Működési elv