Verticale landbouw kan bijdragen om steden onafhankelijk te maken van het wereldwijde voedselnetwerk, maar het verschilt per locatie of dat handig is. Het energie- en grondstofgebruik zal niet altijd opwegen tegen de voordelen, constateert Luuk Graamans in zijn onderzoek, waarop hij op 11 maart cum laude promoveerde. 

Lokaal voedsel verbouwen in gesloten productiesystemen, zogenoemde vertical farms of plant factories, kan grote, schone oogsten opleveren. Licht en voeding zijn nauwkeurig afgestemd op de plant, pesticiden zijn nauwelijks nodig en het weer heeft geen invloed. Je hebt dus constante kwaliteit én leveringszekerheid. Een krop sla hoeft bovendien geen duizenden kilometers te reizen voor hij op je bord belandt. De Amsterdamse vertical farm GROWx garandeert bijvoorbeeld dat vers geoogste producten dezelfde dag nog in de keuken liggen –  bezorgd per fiets. In theorie kunnen steden zo met lokale voedselproductie onafhankelijk worden van het internationale voedselnetwerk. “Dat is belangrijk, want bij een verstoring daarvan zit een grote stad snel zonder eten”, vertelt Graamans. “Mijn vraag was of je steden meer veerkracht kunt geven met vertical farming. En: is de ultieme klimaatcontrole die het biedt nodig en efficiënt?”

Energie klimaat afhankelijk

Zijn onderzoek richtte zich vooral op de energiebalans en het grondstofverbruik. Groenteteelt in gebouwen kost door gebruik van LED-verlichting en klimaatbeheersing vrijwel altijd meer energie dan buiten, maar het vergt veel minder water. Dat laat zich namelijk eenvoudig recyclen. Interessant dus voor een woestijnland als Abu Dhabi. Vertical farms minimaliseren bovendien het grondgebruik, omdat er meerdere lagen teeltoppervlak per gebouwverdieping in passen. Dat kan een uitkomst zijn voor een extreem dichtbebouwde stad als Hong Kong, die 98 procent van haar groente en fruit importeert. 
Het energieverbruik blijkt sterk afhankelijk van het klimaat waarin de 'plantenfabriek' staat. In het koude, donkere Noord-Zweden is veel elektriciteit nodig voor verwarming, in Abu Dhabi juist voor koeling. Maar vertical farms winnen het qua energie-efficiëntie alleen in het koude Zweden van de kas. Dat is heel anders in Nederland, met zijn gematigde klimaat. Verticale landbouw heeft qua energie meer kans in een extreem klimaat dan in een gematigd klimaat. Kunnen aanpassingen aan de gebouwconstructie niet helpen? In beperkte mate, concludeert Graamans. “Maar met een transparante gevel zijn soms wél besparingen mogelijk, tot wel 12 procent.” Tussenvormen van vertical farms en kassen zijn dus eveneens denkbaar.
Tot slot onderzocht hij of het mogelijk is overtollige warmte uit vertical farms te gebruiken in het stedelijke energienetwerk. Het zou zelfs een stabiliserende factor kunnen zijn in een netwerk dat voornamelijk op wind- en zonne-energie draait. Graamans: “Dan heb je een voedselproductiesysteem dat als restproduct warmte levert. Of een warmtepomp die als restproduct voedsel levert.”

72 Tesla’s of 174.000 maaltijden

Verticale landbouw kan een behoorlijke bijdrage leveren aan het voeden van een stad, blijkt uit zijn berekeningen. Verbouwing van de Central Plaza wolkenkrabber van Hong Kong (222.000 m² teeltoppervlak) tot vertical farm zou zo'n 16 miljoen kilo gewas opleveren, becijferde hij. “Dat is genoeg om ruim 174.000 mensen een dagelijkse portie van 250 gram groente te verschaffen.” Het kost overigens evenveel elektriciteit als 72 Tesla's gemiddeld jaarlijks oprijden. 
Volop interessante mogelijkheden mogelijkheden dus. Is zijn studie een pleidooi voor meer of zelfs uitsluitend verticale landbouw? “Nee, mijn pleidooi is om per locatie te onderzoeken wat de mogelijkheden zijn en wat het ideale gebouwontwerp is.” 
Speciaal daarvoor bedacht hij de STACKED methode. Deze brengt de energie- en ‘grondstofverbruiksefficiëntie’ van plant factories in kaart en toont waar het beter kan. 
Leegstaande kantoren kunnen geschikt zijn voor verticale landbouw, maar misschien wordt de technologie pas echt groot als de mensheid andere planeten gaat koloniseren, filosofeert Graamans. “De ruimte is helaas geen geschikt klimaat om voedsel te produceren. Gewassen kweken in gesloten systemen als plant factories kunnen daar misschien wel doorslaggevend zijn voor het voortbestaan van het menselijk ras.” 

Afbeelding: Unsplash; Markus Spiske