Počet obyvatel Země se za posledních sto let zvýšil čtyřnásobně, výměra zemědělské půdy, která jim zajišťuje obživu, se ovšem změnila jen minimálně. Na světě tak trpí nedostatkem potravin stále více lidí, aktuálně téměř dvě a půl miliardy. To láká investory, kteří vkládají peníze do nových zemědělských technologií, jejichž cílem je zefektivnění produkce potravin. Vznikají tak zastřešené vertikální farmy, v nichž se saláty, bylinky nebo jahody pěstují v několika patrech nad sebou a kde se o řízení klimatu starají počítače. Ve srovnání s konvenčním zemědělstvím takovéto provozy zaberou mnohem méně místa.

Například do kalifornské vertikální farmy Plenty vložili investoři, mezi které patří šéf e-shopu Amazon Jeff Bezos, bývalý ředitel Googlu Eric Schmidt nebo japonská skupina SoftBank, celkem 541 milionů dolarů, tedy asi 11,9 miliardy korun. Berlínský start-up Infarm, který dodává vertikálně pěstovanou zeleninu i do obchodů Marks & Spencer, Kaufland nebo Aldi, dostal na rozvoj své technologie loni 170 milionů dolarů. Celkově už tak má od investorů 300 milionů dolarů, v přepočtu asi 6,6 miliardy korun.

Ve světě se první vertikální farmy dostaly z experimentální fáze do komerčního provozu zhruba před deseti lety. V posledních několika letech začaly vznikat i v Česku.

Břeclavská vertikála

"Zemi hrozí přelidnění a probíhá změna klimatu. Do budoucna budeme vertikální farmy potřebovat. Je to globálně nejrychleji rostoucí segment zemědělství," upozorňuje přírodovědec Jiří Urban, který se na moderní zemědělství zaměřuje v rámci svého výzkumu a nyní vede projekt vertikální farmy Feel Greens. Ta patří pod břeclavskou chemicko-potravinářskou společnost Fosfa.

V pěstebních komorách se na ploše několika stovek metrů čtverečních pěstují v pěti úrovních nad sebou saláty a takzvané microgreens, což jsou mladé výhonky rostlin jako brokolice, řeřicha nebo ředkvičky. Rostliny se v nich pěstují hydroponicky, tedy bez půdy, jen v systému propojených regálů, v nichž cirkuluje živný roztok. Stačí jim ale zhruba desetina vody ve srovnání s konvenčním zemědělstvím na polích. Pěstební místnosti jsou izolované od okolního prostředí, klima je tak plně pod kontrolou, takže se plodiny sklízí celoročně.

Průkopníkem ve vývoji produkčních skleníků je Nizozemsko. Dnes je druhým největším vývozcem potravin.

Vertikální farmy tak šetří prostor a systém lze použít i pro produkci potravin přímo v domech ve městech. Rozvíjí se proto hlavně v hustě zalidněných oblastech východní Asie, Evropy nebo Spojených států. Navíc si vystačí s minimem závlahy, proto jejich možnosti zkoumají i státy v suchých oblastech, zejména na Blízkém východě.

Výzkumná fáze projektu Feel Greens v Břeclavi odstartovala asi před sedmi lety a před čtyřmi roky firma postavila samotnou vertikální farmu, která začala i s komerční produkcí. Před začátkem pandemie koronaviru dodávali z jižní Moravy hlavně do hotelů a restaurací. Tento odbyt se ale nyní prakticky zastavil, farma se proto přeorientovává na dodávky pro on-line i kamenné obchody.

Zároveň Feel Greens pracuje na rozšíření sortimentu o další plodiny, které hodlá nabídnout i do zahraničí. A plánuje vedle hydroponického pěstování zkusit i aeroponické, kdy rostliny visí ve vzduchu a vyživují se aerosolem. "To je budoucnost vertikálních farem. Aeroponie dosahuje obrovské produktivity," tvrdí Urban, který se tímto způsobem pěstování zabýval už v minulosti ve výzkumném ústavu.

Podle něj řada lidí považuje vertikální farmy za nepřirozené a zpochybňuje kvalitu v nich vypěstované zeleniny. "My ale jen napodobujeme přírodní procesy a snažíme se je zdokonalit ve vztahu k potřebám rostlin. To se týká osvětlení, výživy i složení vnitřní atmosféry v kultivačních místnostech," říká Urban. Zároveň se rostliny při vhodně zvolených postupech nemusí ošetřovat pesticidy, protože ve farmě oddělené od vlivů okolního prostředí je lze ochránit před škůdci či chorobami. "Kvalita naší produkce je tak na úrovni biologického zemědělství či vyšší," tvrdí Urban.

Podle jeho slov mnoho vertikálních farem po světě zatím není kvůli vysokým nákladům na technologie a energie v zisku a hledá vhodný ekonomický model s ohledem na podmínky v dané oblasti. Společnost Fosfa projekt Feel Greens vnímá i jako investici do budoucna, kdy se poptávka po těchto technologiích a kvalitních potravinách bez chemických přísad rapidně zvýší.

Farmy do vesmíru

Rozvoj vertikálního farmaření nalákal v Česku i dodavatele technologií. Jedním z nich je firma Gardenix, která patří do pražské investiční skupiny Greativity. Gardenix vyvíjí vlastní hydroponický systém, který využívá pro pěstování salátů na své farmě v Zápech u Brandýsa nad Labem. Ta ale slouží spíše jako showroom pro zákazníky, kteří mají zájem o pořízení tohoto systému. Stejnou technologií pak firma vybavuje i svou novou vertikální farmu v Neratovicích.

Hydroponický systém Gardenixu je modulární, takže jej může používat v úspornější verzi jak malý zelinář, který chce pěstovat jen v létě bez potřeby umělého osvětlení a dodávaného tepla, tak na jejím základě může vzniknout velkofarma. Investice do vybavení přijde zhruba na milion korun na sto metrů čtverečních a peníze by se měly pěstiteli vrátit do dvou let. "Hydroponie je velký trend, který v Evropě i ve světě rezonuje. Už jen díky tomu, že se stále snažíme dostat zeleninu a čerstvé produkty k lidem do měst," říká zakladatel Gardenixu Šimon Břeský.

Právě na vertikální farmaření ve městech se zaměřila během svých studií na zemědělské univerzitě v Praze a v rámci výzkumného projektu v nizozemském Wageningenu i Karolína Pumprová. Před třemi lety pak založila v pražských Holešovicích první městskou vertikální farmu v Česku s názvem Herba Fabrica. Tu loni propojila s technologickou společností GreeenVille Tech podnikatele Dmitrije Lipovského. Společně nyní plánují několik nových projektů.

Produkční skleníky poskytují velký výnos, ovšem i náklady ve srovnání s konvenčním zemědělstvím jsou obrovské.

Pražskou vertikální farmu během posledních měsíců přestavěli a zavedli v ní systém automatizovaného osvětlení, větrání zavlažování a výživy rostlin. K tomu v pražské Hostivaři dokončují větší vertikální farmu, kde se budou na asi sto metrech čtverečních ve třech patrech pěstovat vedle listové zeleniny, výhonků a bylinek i jahody.

Čerstvé potraviny z obou lokalit se budou distribuovat do obchodů a do kanceláří. Druhá divize společnosti Greeen Tech bude stavět vertikální farmy podle požadavků zákazníků. A třetí bude technologii s hydroponickým systémem a automatickým řízením prodávat jako hotovou farmu v kontejnerech.

Díky tomu, že vertikální farmy fungují jako uzavřené systémy, které spotřebují jen minimum vody, se o ně zajímají i vesmírné agentury. Pumprová se například na zemědělské univerzitě účastnila programu Marsonaut, který vedl kosmický inženýr a vědec Jan Lukačevič. Zabýval se možností využít technologii vertikální farmy pro pěstování plodin na Marsu. Podobnému výzkumu se věnuje i Evropská vesmírná agentura nebo Německé vesmírné centrum.

Hi-tech skleníky

Výpěstky z vertikálních farem mají na celoevropské produkci zatím jen zanedbatelný podíl. Vysoce intenzivní pěstování zeleniny se ale už prosadilo v jiné formě − v produkčních hi-tech sklenících. V nich se pnou od země do výšky několika metrů rostliny plodové zeleniny, zejména rajčat, ale i okurek nebo paprik. Klima je zde převážně uměle řízené, využívá se ale i venkovní světlo, protože plodová zelenina potřebuje k růstu a zrání dostatek osvětlení. Staví se zpravidla u bioplynových stanic, které je zásobují energií pro svícení i vytápění. I zde rostliny rostou hydroponicky, tedy v živném roztoku bez půdy, usazené obvykle jen v substrátu z kokosových vláken.

Průkopníkem ve vývoji produkčních skleníků je zejména jedna z nejhustěji osídlených zemí světa, Nizozemsko. Stavět se tu začaly před desítkami let a dnes je země druhým největším vývozcem potravin na světě. V Česku začaly vznikat přibližně před sedmi lety.

Zatímco v Nizozemsku, které je rozlohou v porovnání s Českem zhruba poloviční, je dnes kolem 10 tisíc hektarů produkčních skleníků, v Polsku kolem tisícovky, v tuzemsku je to jen asi 60 hektarů. "I proto jsme v Evropě v produkci zeleniny v přepočtu na výnosy v eurech na obyvatele druzí od konce," upozorňuje Jiří Stodůlka, vedoucí zemědělské divize firmy NWT, která staví produkční skleníky. Podle něj výnosy z jednoho hektaru produkčního skleníku dosahují při pěstování zeleniny až 25 milionů korun za rok. To je oproti konvenčnímu "polnímu" zemědělství, kde v českých podmínkách převládají obiloviny, až tisíckrát více.

"Jedná se bezpochyby o perspektivní způsob produkce zeleniny, který může přispět jednak k větší potravinové bezpečnosti a soběstačnosti, ale také ke zkrácení dodavatelských řetězců a snížení uhlíkové stopy," myslí si Jan Doležal, prezident Agrární komory České republiky. Zemědělce ale podle něj zatím od hydroponického pěstování odrazují vysoké náklady na pořízení technologií.

Jedna z prvních firem, která v Česku vsadila na hydroponické skleníky, je Zemědělské družstvo Haňovice nedaleko Olomouce. To se věnuje i chovu skotu a klasickému zemědělství na polích, kde pěstuje pšenici, ječmen nebo cukrovku. Vedle toho provozuje bioplynovou stanici a vyrábí i tiskové náplně do 3D tiskáren. "Chtěli jsme firmu dále rozvíjet, a jelikož rozšíření polní výroby nebylo kvůli dostupnosti pozemků možné, rozhodli jsme se pro novou formu intenzivního pěstování," popisuje šéf firmy Petr Koukal.

V Haňovicích proto před pěti lety postavili tři hektary produkčních skleníků. Vnitřní prostředí řídí počítače, které dávkují živnou zálivku, nastavují optimální ventilaci či přisvěcování při nedostatku venkovního světla.

Celkem družstvo ze zemědělské produkce ročně utrží 240 milionů korun. Zhruba čtvrtina z toho připadá na produkční skleníky. Vysoké jsou ovšem i náklady a drahá je i samotná stavba skleníků, v nichž rostliny rajčat za rok narostou až na 15 metrů. Družstvo přišla na 150 milionů korun. Přibližně třetinu z toho pokryly dotace. Firma původně počítala s návratností projektu kolem 10 let, kvůli zvýšení některých nákladů, hlavně mezd a energií, se však prodlouží. "Bez dotace by ale návratnost byla jen těžko spočítatelná," říká Koukal.

Česko dalo na podporu výstavby moderních skleníkových systémů a jejich technologií od roku 2014 přes půl miliardy korun, které šly v rámci programu rozvoje venkova na 14 projektů. Loni se ale podpora zastavila a s ní i výstavba skleníků. "Dřív jsme stavěli dva až tři za rok a loni žádný," říká David Vítek, šéf technologické společnosti NWT. V červnu by se ale dotace na produkční skleníky měly opět rozjet a podle předběžných plánů ministerstva zemědělství budou vyšší než v minulosti.

Zemědělce však dál brzdí to, že hydroponické skleníky nedostávají prakticky žádné dotace na provoz. Ty se počítají zejména podle plochy, takže jsou výhodnější pro konvenční zemědělství na rozlehlých polích. Prodejní ceny produkce tak podle Koukala nepokrývají náklady s přiměřenou mírou zisku. "Pokud by se to změnilo, bylo by tady produkčních skleníků daleko víc," myslí si Koukal ze Zemědělského družstva Haňovice.

Související