Kết cấu bên trong trang trại thẳng đứng GigaFarm của UAE. Ảnh: CNN.
UAE đang bắt tay xây dựng một trang trại canh tác theo mô hình thẳng đứng với những công nghệ tiên tiến nhằm tái chế tối đa chất thải trồng trọt và tiết kiệm năng lượng, song vẫn đảm bảo sản lượng vượt trội.
Năm 2022, Dubai khánh thành trang trại thẳng đứng lớn nhất thế giới rộng 31.000m2 tại sân bay quốc tế Al Maktoum.
Với hàng triệu chiếc khay xếp chồng lên nhau trong các tháp trồng cây với lượng nước và đất tối thiểu, nó có thể sản xuất hơn một triệu kg rau xanh chất lượng cao mỗi năm.
Nhưng nó sẽ không thể giữ danh hiệu này lâu. Ở phía bên kia thành phố, tại Thung lũng Công nghệ Thực phẩm, “GigaFarm”, một cơ sở thậm chí còn lớn hơn đang thành hình với chiều cao 12m, rộng 83.612m2.
Dự án GigaFarm, được giám sát thực hiện bởi doanh nghiệp ReFarm do chính phủ Các tiểu vương quốc Ảrập Thống nhất (UAE) thành lập, không chỉ lớn hơn các trang trại thẳng đứng khác mà nó còn hoạt động khác biệt, Oliver Christof, giám đốc điều hành Christof Global Impact, công ty đứng sau ReFarm, cho biết.
Để khiến nông nghiệp xanh hơn, GigaFarm có kế hoạch sử dụng một hệ thống công nghệ có thể biến đổi dòng chất thải, như phế liệu thực phẩm và nước bẩn, thành các sản phẩm nông nghiệp như phân trộn, thức ăn chăn nuôi hay thậm chí cả nước sạch và năng lượng.
Bằng cách đưa các trang trại đến gần hơn với người tiêu dùng và sử dụng các phương pháp sản xuất hiệu quả hơn để giảm sử dụng phân bón, hệ thống này hứa hẹn sẽ cắt giảm lượng khí thải carbon trong sản xuất thực phẩm, trồng tới 3.000 tấn rau xanh, rau thơm và cây giống mỗi năm, thay thế 1% lượng thực phẩm nhập khẩu của UAE.
Giải pháp canh tác thẳng đứng của GigaFarm được cung cấp bởi IGS, công ty Scotland thành lập vào năm 2013.
“Tháp trồng cây” của IGS, trông giống như một bãi đậu xe nhiều tầng, là một môi trường được kiểm soát, giám sát và điều chỉnh lượng nước cũng như phân bón một cách cẩn thận.
Andrew Lloyd, giám đốc điều hành IGS cho biết với chiều cao từ 6 đến 12m, các tòa tháp có dạng mô-đun nên dễ dàng mở rộng quy mô. “Đặt 200 cái vào một nơi, bạn sẽ sở hữu một GigaFarm”, ông nói.
Mỗi dầm zigzag chứa hàng chục khay, có thể di chuyển giữa các tháp. Mỗi mô-đun tháp được đệm bằng các tấm xốp cách nhiệt dày giúp kiểm soát những điều kiện môi trường bên trong.
“Một khi bạn đã đưa không khí vào và kiểm soát được độ ẩm cũng như nhiệt độ, mức độ biến động của chúng là cực kỳ nhỏ”, Lloyd nói.
Canh tác thẳng đứng mang lại vô số lợi ích so với nông nghiệp thông thường, như tăng trưởng cây trồng nhanh hơn, giảm lượng nước sử dụng tới 98% và chiếm ít không gian hơn.
Ngoài ra, trang trại thẳng đứng có thể được xây dựng ở những nơi đất đã bị thoái hóa và không thể sử dụng cho nông nghiệp truyền thống. Và vì ở trong nhà, chúng ít bị tác động bởi mùa vụ và khí hậu.
Mô hình canh tác của GigaFarm được kỳ vọng sẽ trở thành giải pháp giúp tiết kiệm chi phí cho ngành nông nghiệp, hướng tới canh tác bền vững. Ảnh: CNN.
Nhưng chúng cũng có một số điểm yếu. Công nghệ và cơ sở hạ tầng thông minh đòi hỏi một khoản đầu tư trước rất lớn và chi phí vận hành cao, phần lớn đến từ hóa đơn tiền điện của đèn LED. Điều này khiến không ít công ty gặp khó khăn.
Năm 2023, công ty canh tác nông nghiệp thẳng đứng AeroFarms của Mỹ đã mở một cơ sở nghiên cứu và phát triển rộng 6.000m2 vuông ở Abu Dhabi, cơ sở lớn nhất thuộc loại này trên thế giới, nhưng ngay sau đó, họ phải nộp đơn xin phá sản và tái cơ cấu.
Lloyd cho biết để tạo ra một trang trại thẳng đứng bền vững, cả về tài chính và môi trường, nó cần tận dụng được các dòng chất thải và tạo ra năng lượng tái tạo. Đây chính là điều mà ReFarm dự định thực hiện.
Trang trại GigaFarm sẽ được cung cấp năng lượng từ việc đốt chất thải rắn, trong khi nước sẽ được cung cấp bằng công nghệ dựa trên côn trùng.
Ấu trùng ruồi lính đen ăn chất thải thực phẩm và vào cuối chu kỳ tăng trưởng, chúng được biến thành thức ăn chăn nuôi có hàm lượng protein cao, cùng với nước và phân trộn là phụ phẩm.
GigaFarm dự kiến tái chế 50.000 tấn phế liệu thực phẩm hàng năm và nước tạo ra từ quá trình này đủ để “chạy 100% trang trại thẳng đứng”, trong khi phân hữu cơ sẽ được sử dụng làm chất nền cho cây trồng, Christof giải thích.
Thức ăn chăn nuôi là một trong một số sản phẩm nông nghiệp mà ReFarm có kế hoạch sản xuất tại cơ sở và bán cho các trang trại.
Christof cho hay họ cũng đang sản xuất một loại phân bón sinh học mà ReFarm tuyên bố sẽ cắt giảm 50% lượng phân bón sử dụng và một chất cải tạo giúp “đất hoặc cát cạn kiệt” hấp thụ nước, vi sinh vật và phân bón tốt hơn. Cơ sở này cũng sẽ xử lý nước thải, loại bỏ amoniac để tái sử dụng làm phân bón.
Bằng cách sử dụng GigaFarm để trồng cây giống cho 38.000 trang trại đang hoạt động của UAE, trong đó nhiều trang trại sử dụng phương pháp thủy canh hoặc nhà kính công nghệ cao, Lloyd tin tưởng ReFarm có thể thực sự tạo ra bước đột phá trong an ninh lương thực.
“Đây không chỉ là một trang trại thẳng đứng mà là thứ gì đó lớn hơn nhiều”, Lloyd khẳng định, thêm rằng mô hình tái chế của họ có thể áp dụng cho bất kỳ khu vực đô thị nào.
“Con người ở đâu là nơi đó có rác thải. Chúng ta có thể xử lý chất thải và biến nó thành thứ có giá trị. Chúng ta phải làm điều này, nếu không hành tinh sẽ cạn kiệt”, ông cho hay.
Và không chỉ UAE quan tâm đến canh tác thẳng đứng. Qatar cũng đang đầu tư mạnh vào các biện pháp trồng trọt thông minh.
Các công ty công nghệ nông nghiệp đang mở rộng sang cả Arab Saudi. Một nghiên cứu mới nhất chỉ ra rằng giá trị của ngành này sẽ đạt 6,22 tỷ USD vào năm 2030 ở Trung Đông và châu Phi, khi mối lo ngại về an ninh lương thực trong khu vực ngày càng tăng và dân số đô thị tiếp tục bùng nổ.
Tuy nhiên, sẽ phải mất ít nhất một thập kỷ nữa trước khi có thể áp dụng rộng rãi phương pháp canh tác theo chiều dọc và cần có nhiều nghiên cứu hơn nhằm tăng số lượng cây có thể trồng được tại mỗi trang trại thẳng đứng.
Dự án GigaFarm trị giá 326,7 triệu USD sẽ khởi công vào cuối năm nay và dự kiến đi vào hoạt động đầy đủ vào năm 2026.
