Inuti Singapores enorma satsning på vertikalt jordbruk

En VertiVegies-tekniker inspekterar lövgrönt som bok choy, odlat under LED-ljus på företagets vertikala gård. Zakaria Zainal

Från utsidan såg VertiVegies ut som en handfull smutsiga fraktcontainrar som ställdes sida vid sida och borrades ihop. Ett par meter på höjden stod de på en betonglapp i en av Singapores obeskrivliga förorter. Men när han väl var inne såg Ankesh Shahra potential. Enorma potential.

Shahra, som bär sitt mörka hår floppy och hans dyra utseende skjortor med deras övre knapp nonchalant olöst, hade mycket erfarenhet av livsmedelsindustrin. Hans farfar hade grundat Ruchi Group, ett företags kraftpaket i Indien med utlöpare inom stål, fastigheter och jordbruk; hans far hade startat Ruchi Soya, en oljefröbearbetare på 3 miljarder dollar som hade varit Shahras träningsplats.

Den här historien var en del av vårt novembernummer 2020

• Se resten av frågan
• Prenumerera

När Shahra introducerades för VertiVegies grundare Veera Sekaran på en väns fest 2017, var han hungrig efter att sätta sin egen entreprenörsprägel. Ett tidigare försök hade inneburit att köpa ekologisk mat från hela Asien: en ögonöppnande upplevelse, en med mycket press, säger han. Det hjälpte honom att upptäcka ett problem som behövde lösas.

Jag hade sett hur mycket beroende bönder är globalt av väder, säger han. Avkastningen var enormt oregelbunden: det finns så många inkonsekvenser och beroenden att det är ett oerhört svårt yrke för huvuddelen av jordbrukarna. Den förgängliga försörjningskedjan var så trasig.

Och vad Shahra såg när han klev in i Sekarans återanvända fraktcontainrar var en lösning.

Inuti satt omatchade plastbrickor noggrant staplade på industriella metallhyllor och sträckte sig hela vägen från betonggolvet till korrugerad ståltak. I varje bricka fanns små gröna växter av olika arter och storlekar, alla med sina rötter badade i samma vattniga lösning, deras löv krullade sig mot samma rosa glöd av svagt brummande LED-barlampor ovanför.

En kontrollerad miljö innebär att VertiVegies mat, såsom ätbara blommor, kan odlas utan bekämpningsmedel.

MED TILLSTÅND AV VERTIVEGIER

Med VertiVegies odlade Sekaran vertikalt: odlade grönsaker inomhus, med torn av grödor staplade på varandra istället för på breda, vidsträckta fält och i hydroponisk lösning istället för jord. Han odlade mat utan att utsättas för väder eller årstider, med hjälp av tekniker som pionjärer av andra, i ett land som var i stort behov av ett nytt sätt att tillgodose sina matbehov.

Singapore är det tredje mest tätbefolkade landet i världen, känt för sina tätt packade höghus. Men för att klämma in alla dessa glänsande torn och nästan 6 miljoner människor till en landmassa som är hälften så stor som Los Angeles, har det offrat många saker, inklusive livsmedelsproduktion. Gårdar utgör inte mer än 1% av dess totala mark (i USA är det 40%), vilket tvingar den lilla stadsstaten att betala ut cirka 10 miljarder dollar varje år och importera 90% av sin mat.

Här var ett exempel på teknik som kunde förändra allt detta.

Sekaran kom från en värld som skiljer sig mycket från Shahras. Det femte av nio barn, han hade förlorat sin far vid fem år gammal och växte upp fattig. Så lite pengar hade familjen att Sekaran skulle dyka upp till skolan i en överdimensionerad uniform, med sina läroböcker i en papperspåse. Men han klättrade ur fattigdomen, betalade sin egen väg genom universitetet och förlorade aldrig sin obotliga passion för levande saker. När paret träffades hade Sekaran kvalificerat sig som botaniker och arbetat på Seychellerna, Pakistan och Marocko innan han återvände hem. I nästan varje medieintervju eller biografi omtalas han, nästan vördnadsfullt, som en växtviskare.

Vi var säkert två olika personligheter, säger Shahra med ett skratt. Men i VertiVegies hade Sekaran skapat prototypen för en vision som båda männen delade.

Det var spännande, säger Shahra. På pappret löser inomhusjordbruk alla möjliga problem. Men för mig handlade det om: Hur gör vi en hållbar affärsmodell av det? Du kommer inte att lösa livsmedelssäkerheten med fem eller tio behållare.

Han tillbringade sex månader i diskussioner med Sekaran, och flera månader med att besöka stadsgårdsspecialister i hela regionen, och lärde sig allt han kunde. Hela 2017 gick åt till att gå igenom systemen, tekniken och att bara inte kunna linda huvudet kring hur man skalar det, säger han.

Lösningen, när den kom, kändes förvånansvärt serendipitous.

Problem hemma

Det har tagit decennier för Singapore att vakna upp och inse att – när det gäller mat – det är ett av de mest utsatta länderna i världen.

Denna risk hade helt enkelt inte uppstått för myndigheterna på 1970-talet, när de slet upp skördarna av tapioka, sötpotatis och grönsaker som blomstrade över mer än 15 000 hektar av landets mark och ersatte dem med höga kontorsbyggnader och lägenheter. Fokus då var ekonomi, telekom och elektronik, inte mat.

Men även om denna strategi framgångsrikt ökade Singapores ekonomi (det är nu det fjärde rikaste landet i världen, per capita), lämnade den landet med bara 600 hektar jordbruksmark. Livsmedelstillverkningen är nu värd bara 4,3 miljarder S$, eller 1 % av BNP, jämfört med drygt 5 % i USA.

Den osäkra situationen slog igenom 2008, när – några månader innan den globala finanskrisen tog fäste – drabbades världen av en topp i matpriserna. Dåligt väder, stigande bränslekostnader och befolkningstillväxt hade konvergerat för att få kostnaden för matvaror i höjden. Det var upplopp och utbredd politisk oro.

När ett lager av växter har odlats kan de höga växthögarna skördas.

ZAKARIA ZAINAL

Utan egen produktion såg Singapore dess matförsörjning få en stor hit. Importerad rå mat steg med 55 % i pris på 12 månader, och råvaror som ris, spannmål och majs med hela 31 %. Staten tvingades absorbera höjningar av kostnaderna för basvaror som matolja, bröd och mjölk – något som gjordes ännu tuffare av det faktum att Kina, från vilket Singapore importerar mat till ett värde av cirka 600 miljoner dollar varje år, hade upplevt sitt värsta vinterväder på 50 år, förstöra grödor och ytterligare pressa upp regionala livsmedelspriser från slutet av 2007 till mitten av 2008.

Finansministern Tharman Shanmugaratnam levererade de dåliga nyheterna till parlamentet i februari 2008 och varnade för att faktorerna ... som har lett till dessa livsmedelsprishöjningar inte förväntas försvinna snart. Singapore behövde agera.

Regeringens policy är att producera tillräckligt med mat för att tillgodose 30 % av sitt eget näringsbehov till 2030, upp från bara 10 % nu.

Sedan dess har livsmedelsförsörjningen rusat upp på agendan. Nu är regeringens uttalade policy att den vill producera tillräckligt med mat för att tillgodose 30 % av sitt eget näringsbehov till 2030, upp från bara 10 % nu. För att nå dit, står det, kommer Singapore att behöva odla 50 % av all frukt och grönsaker som konsumeras på hemmaplan, 25 % av alla proteiner och 25 % av alla basprodukter, som brunt ris. Åtagandet syftar faktiskt till att tredubbla produktionen i volym under de kommande 10 åren. Och eftersom landet har ont om mark har det satt sitt hopp till teknik. Bara i år har Singapores regering avsatt 55 miljoner S$ (40 miljoner US$) för att finansiera agritechprojekt. Scoutteam har samlats på faktauppdrag för livsmedelssäkerhet och vidsträckta agritechparker har byggts.

För Shahra och Sekaran kom vändpunkten i augusti 2017, när myndigheterna började göra jordbruksmark tillgängliga för alla företag som använder teknik eller innovation för att öka livsmedelssäkerheten.

De 10 statligt ägda tomterna, var och en cirka två hektar stora, ligger alla i Lim Chu Kang – en grön fläck norr om staden, där fruktträd, mjölkgårdar och ekologiska grönsaker tillhandahåller ett litet utbud av lokala produkter. Nystartade företag som kunde övertyga myndigheterna om att deras plan hade ben skulle säljas marken till en bråkdel av dess marknadsvärde.

Äntligen hade Shahra ett sätt att skala upp VertiVegies. Det skulle ta bort vårt största hinder, säger han om beskedet. Det skulle låsa upp möjligheten att expandera.

De sammanställde snabbt ett förslag med all information de hade samlat in under de föregående månaderna. I februari 2018 var de framgångsrika, och i juni hade de tagit en tomt på 300 000 S$ i besittning och lagt ut sin vision.

Bladgrönt och örter som ruccola förpackas och säljs lokalt.

MED TILLSTÅND AV VERTIVEGIER

När den är färdigbyggd kommer den nya gården att vara Singapores största: lagret kommer att sträcka sig 20 000 kvadratmeter (ungefär storleken på tre fotbollsplaner) och, när den är fulladdad, producera sex ton bladgrönt, mikrogrönt och örter varje dag, för att tillhandahålla restauranger, återförsäljare och hotell. Inte bara kommer växterna att växa upp till 25 % snabbare än de på ett konventionellt utomhusfält om allt går enligt plan, utan utan jord och med en jordbruksstack upp till två meter hög kommer de att kräva ungefär en femtedel så mycket utrymme att växa som konventionella grödor. Om det kan nå sina produktionsmål kommer det på egen hand att öka Singapores grönsaksproduktion med 10 %.

Men det är inte bara skalan som skiljer VertiVegies från konkurrenterna. Bara sex månader efter att ha säkrat tomten skrev Shahra också på ett avtal med SananBio. Det kinesiska företaget är utan tvekan världens största leverantör av vertikal jordbruksteknik, och driver stora egna gårdar inomhus i Kina, som 2017 åtog sig att investera 1 miljard dollar i att skala tekniken. Mängden FoU som SananBio har investerat i lösningar för inomhusjordbruk, skulle vi aldrig kunna göra. De var flera år före alla andra företag jag besökte, säger Shahra. Men tack vare det gemensamma företaget som undertecknades i augusti 2018 har hans team tillgång till inte bara SananBios fysiska odlingssystem, utan dess år av data om hur man växer bättre och snabbare.

Covid-19-pandemin har lagt planerna för den huvudsakliga odlingsverksamheten på is, med fokus tillfälligt bytt till ett mindre alternativ som kommer att vara snabbare att bygga och enklare att installera: det syftar till att producera 700 till 800 kilo grönsaker per dag. Och genom att göra det kommer det att visa en framtid för högteknologiska inomhusgårdar där tekniken äntligen kan användas för att ge ett meningsfullt bidrag till den vanliga produktionen.

Ett globalt problem

Livsmedelssäkerhet är en akut fråga i Singapore, men det är ett växande problem nästan överallt också.

Världens befolkning kommer att öka med en fjärdedel till 2050, till 9,7 miljarder, vilket skapar ett akut behov av mer mat. Uppskattningar av exakt hur mycket mer varierar från 25 % till 70 %, men ingen ifrågasätter att vi kommer att behöva mer av allt: mer spannmål, mer kött och mycket mer färska grönsaker. Redan de höga kostnaderna för att producera och distribuera mat förvärrar den globala undernäringen: 690 miljoner människor lämnades utan tillräckligt med att äta 2019, en ökning med 10 miljoner från 2018. Om man misslyckas med att öka produktionen kommer miljontals fler att leda till kronisk hunger.

Konventionell livsmedelsproduktion utomhus kommer sannolikt inte att möta denna efterfrågan, särskilt med utomhusgrödor som redan känner av klimatförändringarna. Bara under 2019 drabbade väderproblem som förvärrades av den globala uppvärmningen livsmedelssystemet med en rad katastrofer: en värmebölja drabbade gårdar i USA:s mellanvästern, svåra cykloner förstörde majsproduktionen i Afrika söder om Sahara, Indien kämpade mot obeveklig torka och bönder på floden Mekong i Asien såg hjälplöst på när stigande vatten sköljde bort boskap.

Urbanisering gör detta bara svårare, minskar mängden jordbruksmark som är tillgänglig och sätter fler människor närmare varandra. FN säger att år 2050 kommer 68 % av världen att bo i tätbefolkade stadsområden – upp från 55 % idag. Det kommer att göra dem mer beroende av import och sårbara för även små stötar på marknaden, eller försörjningsstörningar.

Relaterad berättelse

Denna restaurangduo vill ha ett koldioxidfritt matsystem. Kan det hända?

Hur Anthony Myint och Karen Leibowitz lade sin restaurangs framgång åt sidan för att ta sig an en mycket större utmaning: att bygga om hela matsystemet.

Pandemin har redan gett en bitter första titt på vad det kan betyda. I Kenyas urbana slumkvarter kämpade människor bokstavligen mot varandra för mat när covid-19 spred sig och störningen avbröt de vanliga försörjningsvägarna till Nairobi, säger Esther Ngumbi, biträdande professor i entomologi vid University of Illinois och grundaren av Oyeska Greens, en jordbruksstartup i Kenya som syftar till att stärka lokala gårdar. Det är oerhört angeläget att vi hittar alternativ för att föra produktionen närmare efterfrågan, sa hon till mig.

Av alla tillgängliga alternativ är urbana gårdar med hög produktion vår bästa insats, hävdar Dickson Despommier, en emeritusprofessor i mikrobiologi och folkhälsa vid Columbia University, och en av grundarna till vertikalt jordbruk. När klimatet förändras för att förbjuda jordbruk som vi känner det, måste vi titta på andra jordbruksstrategier för att få tag i vår mat, säger han. Inomhusjordbruk är ett utmärkt alternativ, och vertikalt jordbruk är den mest effektiva inomhusmetoden för att producera massor av mat i ett litet arkitektoniskt fotavtryck.

Till skillnad från nystartade företag som odlar räkor från stamceller eller skördar protein från svarta soldatflugor, är dessa inomhusgårdar redan igång nästan överallt. I USA och Europa förespråkar ett växande antal högteknologiska jordbruksoperatörer sig själva som ett grönt alternativ till konventionella gårdar, och säljer påsar med mikrogrönt eller grönkål till välbärgade konsumenter för upp till 200 % mer än vanliga grönsaker. Premiumpriset motiveras med löftet om bekämpningsmedelsfria, näringsförpackade produkter.

I utvecklingsländer har systemen under tiden justerats för att klara opålitlig elförsörjning och små budgetar. Enligt Swedish International Agriculture Network Initiative kommer nu cirka 35 % av maten i Ugandas huvudstad Kampala från små urbana gårdar, inklusive vertikala installationer där grönsaker staplas i lågprispåsar som skyddar växter från skadliga UV-strålar. Förespråkarna säger att de ökar produktionen med upp till sex gånger per kvadratmeter jämfört med konventionellt jordbruk.

Men ingen region har tagit den här tekniken och kört med den på samma sätt som Asien har gjort.

Från Shanghai till Seoul, Tokyo till Singapore, Asiens kvasiga, snabbt växande metropoler har varit bland de första i världen att anamma inomhusgårdar i stor skala. År 2010 hade Japan fler växtfabriker inomhus än vad USA hanterade 2016, och det finns nu cirka 450 kommersiella inomhusgårdar igång över hela Asien.

Det finns goda skäl till detta, enligt Per Pinstrup-Andersen, dansk ekonom och professor emeritus vid Cornell University. Liksom i Afrika behöver många länder i Asien försörja en växande medelklass i städerna.

Men till skillnad från sina afrikanska motsvarigheter har många asiatiska länder också pengar att investera i teknik som lösning – och ingenstans mer än i Singapore.

Full stack

Darren Tan har haft en plats på första raden för att se när högteknologiska gårdar har blivit en central del av planen för att öka livsmedelsproduktionen i Singapore. Han arbetar som uppsökande samordnare på ComCrop, en av Singapores mest kända stadsgårdsoperatörer, som flyttade in i ett nytt 8 000 kvadratmeter stort växthus 2018. I en industriell glasbod på taket av en Singapores obarmhärtiga sol strömmar genom fönstren till ett hav av lummiga grönsaker, sallad och italiensk basilika, tidigare parkeringsgarage.

ZAKARIA ZAINAL

Även om ComCrop inte växer upp, har det fortfarande ägnat de senaste 10 åren åt att finslipa många av samma tekniker som traditionella vertikala gårdar är beroende av. Tan, som är lång och smal, pratar länge om användningen av hydroponics – att ersätta jord med en vattenbaserad lösning där sensorer testar elektrisk ledningsförmåga och noggrant mäter förhållandet mellan specifika näringsämnen.

Till och med ett enkelt hydrokultursystem kan fördubbla avkastningen från konventionellt jordbruk, säger han - och om vi skulle optimera allt och skala upp och använda varje enskild mark, så skulle vi kunna lägga till fler multiplikatorer till det. Det är denna produktivitet i ett litet utrymme som gör urbana gårdar så tilltalande. Den enda begränsningen vi har är tillgången på ljus, säger han.

Situationen är annorlunda för vertikala gårdar, som använder LED-lampor eftersom varje rad av växter blockerar solljus till den nedanför. Men inomhusdrift gör detta till en fördel: skyddade från elementen är de designade för att påskynda fotosyntesen med oändligt artificiellt ljus.

Faktum är att Paul Teng, en professor vid Singapores Nanyang Technological University, uppskattar att enbart inomhusväxtfabriker – den typ som VertiVegies bygger – skulle kunna ta landet från att producera 13 % av sina bladgrönsaker på hemmaplan till 30 % på 10 år, vilket skulle kunna tappa landet. ytterligare 18 700 ton per år.

Syftet med allt detta är inte att Singapore ska förlora sitt utåtriktade etos, säger Tan – Men det är viktigt att utöver att kunna importera mat från utlandet, finns det åtminstone någon lokal buffert som vi kan vända oss till i en kris, eller i det sällsynta fall att det uppstår störningar i leveranskedjan.

Även om VertiVegies är bland dem som gör vertikalt jordbruk till verklighet, finns det gott om skeptiker. De flesta av dem fokuserar på de astronomiska kostnaderna.

Stadsgårdar kan använda mindre mark än de utomhus, men den marken är mycket dyrare. En studie från 2017 i Australien uppskattade att en kvadratmeter åkermark i centrala Melbourne skulle kosta 3 491 USD, jämfört med 0,40 USD på landsbygden. Prisskillnaden kan göra att inte ens i sin mest komprimerade vertikala odling sparar mycket på en av lantbrukets stora kapitalkostnader.

Singapore siktar på att producera 30 % av sin livsmedelsförsörjning lokalt till 2030.

ZAKARIA ZAINAL

Ett annat pågående problem är kostnaden för fotosyntes. Medan traditionella gårdar drar nytta av gratis energi i form av solljus, är en av de största utgifterna för inomhusgårdar den 24/7 ström av artificiellt ljus. VertiVegies nya gård kommer att behöva 720 LED-ljusrör per 100 kvadratmeter odlingsyta, till exempel. Den energi som krävs kan vara oöverkomlig: en ökända analys 2014 uppskattade att en limpa som producerats med standardteknik inomhus skulle kosta 23 USD.

Men, även om den ofta citeras, är den analysen också daterad. Under de sex år som gått sedan dessa beräkningar gjordes har inte bara kostnaden för en genomsnittlig 60-watts LED-lampa sjunkit (det är cirka 80 % billigare än för 10 år sedan), utan LED-lampornas energieffektivitet har förbättrats dramatiskt. Från 2005 till 2017 ökade effektiviteten från 25 lumen per watt till 160. En LED-gatlykta håller nu cirka 60 000 timmar.

En av de största utgifterna för inomhusgårdar är 24/7-strömmen av artificiellt ljus. Men kostnaden och effektiviteten för LED-lampor har förbättrats dramatiskt under de senaste åren.

Vilket inte är att säga att vertikala inomhusgårdar inte kommer med höga start- och driftskostnader. Om man tittar på kapitalutgifterna som är involverade i att starta en vertikal gård inomhus, är det väldigt högt, säger Teng. Och för att få tillbaka investeringskostnaderna och de direkta driftskostnaderna måste operatörerna debitera 10 % till 15 % högre än till exempel grönsaker som kommer från Malaysia och Kina. Många tar mycket mer betalt.

Shahra känner den spänningen. Medan han och hans lilla team väntar på sin nya gård producerar de upp till 250 kilo grönsaker per vecka från en 140 kvadratmeter stor pilotanläggning i staden. Shahra tillbringar dagar med att träffa lokala återförsäljare och restauranger för att övertyga dem om att det är värt att satsa mer på grönsaker som odlas inomhus. Han är den första att erkänna att detta är både dyrt och experimentellt.

I slutet av dagen är jordbruk fortfarande jordbruk, säger han. Det kan vara i ett luftkonditionerat rum, men det är repetitivt; det är hårt arbete; det är iterativt. Du kan sätta alla klockor och visselpipor på den, men i slutet av dagen odlar du fortfarande en växt.

Att få ner priset kräver skala. För att uppnå skala krävs det vanliga överklagandet. Det är kyckling-och-ägg-situationen som har gjort att inomhusgårdar har hamnat i en knep över hela världen fram till nu, påpekar Teng. Men 2020 har vi nått en vändpunkt, tror Pinstrup-Andersen.

ZAKARIA ZAINAL

För tio år sedan var inomhusbruk en dröm, säger han. Men just nu, på grund av effektiviteten i LED-belysning och bättre förvaltningsmetoder, är det mycket nära att vara ekonomiskt konkurrenskraftigt med växthus och grönsaksproduktion på fältet ... Det behöver bara en spark i ryggen.

covid-krisen

I april gav pandemin den kicken. Precis när Shahra förberedde sig för att bygga gården – Sekaran lämnade företaget tidigare i år – upptäckte singaporesiska tjänstemän ett kluster av covid-19-fall i en av landets trånga arbetarsovor.

Scenerna som utspelade sig ekade mycket av vad som hände runt om i resten av världen: instruktioner om att stanna hemma följdes av långa snabbköpsköer, orolig lageruppbyggnad och spridd matbrist. På konventionella gårdar rapporterades om människor som dykt upp och drog upp produkter ur marken. Nästan över en natt blev Singapores farliga matförsörjning en av de mest synliga konsekvenserna av en annars osynlig kris.

Nu hade Shahra allas odelade uppmärksamhet. Livsmedelstryggheten har plötsligt blivit väldigt personlig för alla, säger han. Om jag förra året hade gått ut och pratat om det, var [reaktionen] helt annorlunda. Nu är det på riktigt; det är här.

Teng håller med. Covid-19 har gjort mycket mer nytta för att skapa medvetenhet om livsmedelssäkerhet än alla papper jag och mina kollegor har skrivit de senaste åren, säger han bedrövligt. Det har skapat så mycket medvetenhet bland singaporeaner att hej, vi är ett av de mest utsatta länderna i världen.

ZAKARIA ZAINAL

Det tände en eld under tjänstemän också. Bara två dagar efter att ha infört en partiell avstängning åtog sig regeringen till ett uttryckligt anslag på 30 miljoner dollar för projekt som är utformade för att öka det lokala utbudet av ägg, grönsaker och fisk. Detta har hjälpt till att finansiera den nya VertiVegies-anläggningen.

Det pågår samtal varje dag nu, säger Shahra. På ett ögonblick finns all denna innovation – från 2017, när jag först tittade på det här och inte kunde föreställa mig hur det var möjligt, till nu, där det finns denna enorma positiva rörelse.

Och när så många människor arbetar mot en gemensam agenda, då händer i allmänhet något bra.

Dölj