Sản xuất rau trong nhà cao tầng đang lan rộng trên thế giới. Tại một vùng ngoại ô Kyoto tại Nhật Bản, xung quanh là các công ty công nghệ và khởi nghiệp, Spread Co đang chuẩn bị nhà máy sản xuất rau lá tự động hóa lớn nhất thế giới. Đây là trang trại sản xuất nông nghiệp theo chiều dọc thứ hai của công ty và có thể đánh dấu một bước ngoặt cho hoạt động sản xuất nông nghiệp theo chiều dọc – đưa chi phí xuống đủ thấp để cạnh tranh với hoạt động sản xuất nông nghiệp truyền thống trên quy mô lớn.

Trong hàng thập kỷ, sản xuất nông nghiệp theo chiều dọc, phát triển từ sản xuất nông nghiệp trong nhà không dùng đất trong các khay rơm như một giải pháp để giải quyết nhu cầu thực phẩm ngày càng tăng tại các thành phố liên tục mở rộng trên thế giới. Vấn đề tái tạo mưa, đất và ánh nắng tự nhiên có chi phí sao cho cạnh tranh với nông nghiệp truyền thống. Spread là một trong hàng loạt doanh nghiệp thương mại sử dụng để giải quyết vấn đề này, thông qua kết hợp công nghệ, robots và quy mô. Nhà máy sản xuất nông nghiệp mới của công ty tại thành phố công nghệ Keihanna, được biết đến là thung lũng Silicon của Nhật Bản, sẽ trồng 30.000 cây rau diếp mỗi ngày trên các khay đưcọ trang bị đèn LED điều chỉnh theo thiết kế. Một phòng kín để bảo vệ rau khỏi dịch bệnh, vật hại và bụi bẩn. Nhiệt độ và độ ẩm được tối ưu cho thúc đẩy sinh trưởng của rau lá, sau đó sẽ được bón phân, chăm sóc và thu hoạch bằng robot.

Giá cố định

“Hệ thống của chúng tôi có thể sản xuất sản lượng rau ổn định có chất lượng cao, được bán với giá cố định suốt cả năm mà không sử dụng thuốc BVTV và không chịu ảnh hưởng của thời tiết”, chủ tịch Spread Shinji Inada, 58 tuổi, phát biểu trong một cuộc phỏng vấn.

Ông Inada đã đạt giải thưởng Edison năm 2016 cho hệ thống sản xuất nông nghiệp theo chiều dọc. Ông kỳ vọng nhà máy mới có tên Techo Farm này sẽ tăng gấp đôi sản lượng rau của công ty, mang lại doanh thu 1 tỷ Yên hàng năm từ việc trồng gần 11 gốc rau diếp.

Không sinh lời

Khoảng 60% các nhà sản xuất nông nghiệp trong nhà tại Nhật hoạt động không sinh lời do chi phí điện để vận hành các nhà máy, theo Japan Greenhouse Horticulture Association cho biết. Phần lớn các công ty còn lại sinh lời nhờ các chính sách trợ cấp của chính phủ hoặc bán rau giá cao cho người tiêu dùng với quảng cáo không dùng hóa chất. Spread bán rau diếp với giá 198 Yên/cay cho người tiêu dùng, cao hơn giá rau diếp thường khoảng 20 – 30%, ông Inada cho hay.

Không dùng thuốc BVTV

Người tiêu dùng trả giá cao hơn bởi đây là rau sản xuất không dùng thuốc BVTV  và là một lựa chọn thay thế ít đắt đỏ hơn rau hữu cơ, buộc phải trồng ở ngoài và sử dụng đất. Những mùa hè nóng, ẩm cao của Nhật cũng khiến các cây trồng hữu cơ dễ mắc bệnh và công trùng vật hại hơn, theo chuyên gia Yasufumi Miwa cho hay.

Rẻ hơn nông sản hữu cơ

Nhu cầu đối với rau trồng trong nhà dự báo tăng mạnh

Nguồn: Yano Research Group

“Sản xuất rau hữu cơ yêu cầu rất nhiều công lao động và điều này phản ánh trên giá rau hữu cơ”, theo người phát ngôn của nhà cung cấp thực phẩm trực tuyến Oisix ra daichi Inc Takumu Okuma. “Rau không sử dụng thuốc BVTV được xem là an toàn cho người tiêu dùng và là một lựa chọn thay thế cho các loại rau hữu cơ đắt đỏ”.

Sản xuất nông nghiệp theo chiều dọc quy mô nhỏ đã xuất hiện tại Nhật Bản từ thập niên 1970s, các nhà sản xuất thị trường ngách tận dụng lợi thế giá thực phẩm tươi có giá cao tại các thành phố tại đất nước phải nhập khẩu tới 60% thực phẩm này. Đến năm 2010, ngành này bắt đầu phát triển nhanh chóng với ứng dụng các đèn LED tiết kiệm điện và chương trình hỗ trợ nông nghiệp đổi mới sáng tạo của chính phủ đi kèm trợ cấp.

Ông Inada của Spread, vốn là một nhà buôn bán rau, thành lập công ty vào năm 2006 và đã mở nhà máy đầu tiên vào năm 2007 tại thành phố Kameoka, Kyoto. Công ty đã dành nhiều năm để tinh chỉnh các hệ thống chiếu sáng, cung cấp nước, dinh dưỡng và các chi phí khác cho tới khi lần đầu tiên sinh lời vào năm 2013.

Techno Farm

Nhà máy Techno Farm mới, dự kiến mở cửa hoạt động vào đầu tháng 11/2018, sẽ thúc đẩy thêm về hiệu quả sản xuất, với 648 gốc rau diếp/m2 so với 300 gốc rau diếp/m2 tại nhà máy Kameoka và chỉ 5 gốc/m2 khi trồng ngoài trời. Nhà máy này sẽ chỉ dùng 110ml nước/1 cây rau diếp, tương đương 1% lượng nước cần dùng ngoài trời do độ ẩm trong rau rất tập trung và được tái sử dụng. Tiêu thụ năng lượng trên mỗi gốc rau diếp cũng sẽ giảm khi nhà máy mới sử dụng hệ thống đèn LEDs điều chỉnh theo thiết kế, tiết kiệm khoảng 30% năng lượng. Nhờ hợp tác về trí thông minh nhân tạo với công ty viễn thông NTT West để phân tích dữ liệu sản xuất, năng suất thậm chí có thể tiếp tục tăng.

Spread không tiết lộ chi phí sản xuất rau diếp tại các nhà máy của họ nhưng nhà nghiên cứu Innoplex của Nhật Bản ước tính chi phí sản xuất 1 cây rau diếp tại nhà máy Kameoda vào khoảng 80 Yên, là mức thấp nhất trên thế giới. . Japan Research Institute ước tính chi phí sản xuất tại nhà máy mới Techno Farm sẽ tiến gần tới tương đương chi phí sản xuất rau ngoài trời trong vòng khoảng 5 năm.

Nhưng các sự kiện thời tiết cực đoan và biến đổi khí hậu – những yếu tố lớn gây gián đoạn hoạt động sản xuất nông nghiệp truyền thống, có thể giúp sản xuất nông nghiệp theo chiều dọc tiến nhanh hơn tới mức chi phí sản xuất ngoài trời. Mùa hè thậm chí nóng nhất trong năm nay với những đợt mưa lớn, bão lũ khiến giá rau diếp trong các siêu thị tăng vọt lên gấp đôi đã tương đương với mức giá bán lẻ rau diếp của Spread.

Biến đổi khí hậu

“Biến đổi khí hậu đang tác động tới sản xuất thực phẩm ở khắp nơi và tới tất cả mọi người”, theo ông Dickson Despommier, giáo sư danh dự về sức khỏe cộng đồng và môi trường tại đại học Colombia, người đã cổ động cho sản xuất nông nghiệp theo chiều dọc từ thập niên 1990. “Nếu chúng ta không sớm làm điều gì đó để giúp giảm tác động của biến đổi khí hậu, sản xuất nông nghiệp theo chiều dọc có thể là hy vọng cuối cùng để cung cấp thực phẩm cho người thành thị”.

Trên khắp thế giới, nhiều nhà sản xuất nông nghiệp theo chiều dọc đang xuất hiện tại các khu vực không thuận lợi cho sản xuất rau và có chi phí vận chuyển cao đối với thực phẩm tươi nhập khẩu và tại các khu vực có mức độ ô nhiễm đáng lo ngại, tạo nên nhu cầu đối với thực phẩm “sạch”, như tại Trung Quốc.

Rau diếp ở Nam Cực

Tại Nam Cực, nơi điều kiện thời tiết cản trở vận chuỷen các hàng hóa cung ứng trong phần lớn mùa đông, các nhà khoa học tại trạm Neumayer III của Đức đã thu hoạch mẻ rau diếp, dưa chuột và củ cải đầu tiên trồng trong nhà để cung cấp thực phẩm cho nhân viên trạm. Và trong không gian, các phi hành gia đang sản xuất thực phẩm tại trạm ISS trong một trang trại thu nhỏ có tên Veggie.

Một số vụ đầu tư thương mại nhắm vào các nước giàu có ở Trung Đông là ứng cử viên hàng đầu cho sản xuất nông nghiệp theo chiều dọc bởi chi phí sản xuất thực phẩm tươi rất cao ở khu vực này. Emirates Flight Catering của Dubai có kế hoạch bắt đầu xây dựng trong tháng tới một trang trại sản xuất nông nghiệp theo chiều dọc trên diện tích 1,2ha để cung cấp thực phẩm cho các chuyến bay, hợp tác đầu tư với Crop One Holdings có trụ sở tại California. Nhà máy có trị giá đầu tư 40 triệu USD được kỳ vọng sẽ cung cấp đợt rau đầu tiên cho các chuyên bay và các nhà hàng tại sân bay vào tháng 12/2019.

Các trang trại sản xuất nông nghiệp theo chiều dọc khác cũng xuất hiện tại các tòa nhà văn phòng như một phần thiết kế của các tòa nhà này. Tại khu vực mua sắm Ginza của Tokyo, nhà bán lẻ Itoya có ý định xây dựng một trang trại sản xuất theo chiều dọc ở tầng 11 của tòa nhà 12 tầng tại khu vực này để cung cấp rau diếp độc quyền cho hệ thống cà phê của hãng này với chi phí có thể không cạnh tranh nổi với rau trồng ngoài trời.

Các đối thủ trong sản xuất nông nghiệp nhà kính

Một trong những thách thức lớn nhất cho ứng dụng trên diện rộng hoạt động sản xuất nông nghiệp theo chiều dọc là sự nổi lên của các hoạt động sản xuất nông nghiệp nhà kính quy mô lớn ở ngoại ô các thành phố, sử dụng rất nhiều các công nghệ cùng loại. Thanet Earth của Anh, sản xuất hàng triệu trái cà chua, ớt chuông và dưa chuột hàng năm trong hệ thống nhà kính. Trong khi các nhà máy sản xuất này ngày càng cần thêm nhiều đát, họ sử dụng ánh sáng mặt trời tự nhiên nên giảm dược chi phí năng lượng.

Tại Nhật Bản, lực lượng lao động đang già đi và nhiều công ty đang đầu tư ra nước ngoài, sản xuất nông nghiệp theo chiều dọc cũng có thể xây dựng tại các nhà máy đã bỏ hoang.

Tuy nhiên, cuộc đua thực sự diễn ra trên phạm vi toàn cầu. Spread có kế hoạch xuất khẩu hệ thống làm nông theo chiều dọc tới hơn 100 thành phố trên khắp thế giới, cạnh tranh với các công ty như Crop One, Plenty Inc của Mỹ và Sanan Sino-Science của Trung Quốc. Ông Inada cho biết Spread vừa ký một thỏa thuận với một nhà sản xuất thực phẩm tại UAE để cung cấp hệ thống sản xuất nông nghiệp theo chiều dọc của công ty và đang trong quá trình đàm phán với khoảng 200 công ty và các nhà nghiên cứu khác.