De vier nieuwe klimaatcellen in Bleiswijk van de business unit Greenhouse Horticulture van Wageningen University & Research zijn uniek in de wereld, zegt onderzoeker Luuk Graamans, verantwoordelijk voor de ontwikkeling van de nieuwe research-tak. “Omdat we licht- en luchtdichte cellen hebben kunnen we alle water-, energie- en CO2-stromen en het effect van het productieklimaat op de planten exact meten, dat is uniek.”
De technische en financiële haalbaarheid van vertical farms verbeteren is de belangrijkste doelstelling van het onderzoek, zegt Graamans, die afstudeerde aan de TU Delft en in Hong Kong geïnteresseerd raakte in de technische mogelijkheden van hightech (stads)landbouw. “Dat was ook het achterliggende doel van mijn PhD-onderzoek. Dat wordt nu voortgezet in deze nieuwe onderzoekslijn.”
De faciliteit in Bleiswijk bestaat uit vier klimaatcellen van elk 30 m², waarvan er twee zijn uitgerust met teeltgoten en twee met een meerlagenteelt. De cellen zijn uitgevoerd met dynamisch regelbare LED-belichting met een lichtniveau van maximaal 1.500 µmol/m²/s PAR. “Met deze faciliteit kunnen we heel precies meten hoeveel energie, water en CO2 de planten daadwerkelijk opnemen. Dan kun je dus gaan kijken: wat is de meest effectieve teeltstrategie. Die strategie kunnen we weer vertalen naar adviezen voor onze zakelijke partners, voor telers en voor klanten die hier contractonderzoek willen doen.”
Rentabiliteit productie
Vertical farms worden nu overal op vrijwel dezelfde manier gebouwd, vervolgt Graamans. “Er wordt vrijwel niet geoptimaliseerd voor de locatie, het lokale klimaat, voor de teelteisen of voor het gewas. Wij onderzoeken juist welke technische systemen je het beste kunt toepassen voor de productie-eisen die je hebt. Ook willen wij kijken hoe je de opbrengstenkant kunt verbeteren. Welke waarde kun je toevoegen door in zo’n klimaatcel te telen? Zou je bijvoorbeeld kunnen sturen op bepaalde inhoudsstoffen, een bepaalde kwaliteit kunnen garanderen, of een bepaald leveringsschema aan kunnen houden wat je anders niet haalt? Dit zijn allemaal strategieën waardoor productie in een vertical farm financieel rendabeler kan worden. Op dit moment is een grote uitdaging dat zowel de operationele kosten als de initiële investeringen nog relatief hoog zijn in verhouding tot kassen.”
Kunstmatige intelligentie
Energie is een belangrijke kostenpost bij vertical farming, zowel voor belichting als koeling, zegt Graamans: “Daar focussen we in het onderzoek dan ook op: hoe kun je die energievraag verlagen of meer waarde genereren, zodat de financiële uitkomst beter is. Het moet efficiënter en slimmer, meer afgestemd op een gewas en de lokale omstandigheden. We zien ook dat zelfs in een dergelijk hightech systeem een teler met groen verstand nog steeds onmisbaar is. Die kan uit ervaring veel makkelijker aan een plant zien of er een tekort is van een bepaald nutriënt, of dat het te warm of te koud is geweest, et cetera. Deze kennis willen we op den duur aanvullen en omvatten met behulp van kunstmatige intelligentie.”
Voedzamer, smakelijker voedsel
Eén van de beloftes van vertical farming is het telen van voedzamer, smakelijker voedsel zonder pesticiden. Graamans nuanceert dat: “Ik weet niet welke meerprijs Nederlandse consumenten bereid zijn te betalen voor voedsel uit deze klimaatcellen, maar mijn inschatting is dat die markt hier relatief beperkt zal zijn. In de Verenigde Staten of Japan kan dat daarentegen heel anders liggen, gezien de lange transportafstanden of de centrale focus op technologie en voedselhygiëne. Wij richten ons daarom met dit onderzoek ook op een internationale markt.”
Fantastische onderzoekstool
In Nederland zullen vertical farms vooral gebruikt gaan worden voor het sturen op inhoudsstoffen, denkt Graamans. “Dus een gewas op een bepaalde manier zodanig manipuleren dat het meer van een bepaalde inhoudsstof krijgt. Aardbeien met een hoger vitamine-C gehalte of cannabis met hogere THC/CBD-waarden bijvoorbeeld. Denk ook aan andere medicinale planten. Productie in een vertical farm kan rendabel zijn als het een product is met een hoge toegevoegde waarde, waarbij klimaatsturing een direct voordeel betekent.”
Als onderzoekstool is het echt fantastisch, besluit Graamans. “We kunnen in deze cellen veel preciezer sturen en gemakkelijker meten dan in een kas. Je hebt in een gesloten systeem geen onverwachte omstandigheden en je kan gemakkelijker variabelen uitsluiten. Zo is het onderzoek in vertical farms ook van belang voor de glastuinbouw. In een gesloten systeem kunnen we geautomatiseerde sturing ook veel makkelijker ontwikkelen. Ik denk dat het daarnaast ook voor breeding heel belangrijk gaat worden, omdat je heel snel veel herhalingen kunt doen in een compleet gecontroleerde omgeving.”
Tekst: Mario Bentvelsen
