"Vertical farms zullen in de toekomst veel gebruikt worden in de cosmetica en kwekerijen. Cosmetische bedrijven geven de voorkeur om geen gewasbeschermingsmiddelen te gebruiken bij de teelt. Telers kunnen met vertical farms spelen met de grootte, vorm en kenmerken van een gewas," vertelt Francesco Orsini, hoogleraar bij de afdeling Landbouw en Voedselvoorziening wetenschappen aan de Universiteit van Bologna.

Als het gaat om de productiviteit van de tuinbouw in het algemeen, laat het onderzoek zien dat de totale kilo per vierkante meter bladgroen- en tomatenproductie per jaar vergelijkbaar is met de opbrengst van teelt in de open lucht, kassen en in vertical farming.

Volgens Leo Marcelis, hoogleraar aan Wageningen Universiteit, kunnen vertical farms de opbrengst in de kas verdubbelen en de huidige teelt in de open lucht vervijftigvoudigen.

Het onderzoek wordt gefinancierd door het Italiaanse ministerie van Onderwijs en Onderzoek (MUR) in het kader van de oproep voor onderzoeksprojecten van nationaal belang (PRIN) binnen het project 'VFARM-Sustainable Vertical Farming'.

Operationele uitgaven
Als het op OpEx aankomt, vergelijkt Leo Marcelis glastuinbouwers met vertical farms waarbij hij algemene schattingen uit de sector gebruikt om jaarlijkse geschatte euro's per vierkante meter weer te geven.

Gemiddeld gezien hanteert een kasteler jaarlijks geschatte waarden tussen de 84 en 94 euro per vierkante meter. Hiervan bestaat gemiddeld 5-34% uit energiekosten, 14-39% uit arbeidskosten, en het resterende 44-77% uit overige uitgaven. Bij vertical farming liggen de kosten aanzienlijk hoger. Daar bestaat het energieverbruik jaarlijks uit 58-73% van de kosten voor onder meer licht, klimaatbeheersing en gewasbescherming. Toch is arbeid ook een grote kostenpost, omdat deze kan variëren van 20 tot 400% van de OpEx.

Kapitaaluitgaven (CapEx)
Vertical farms zijn acht tot vijftien keer duurder dan kassen wat betreft kapitaaluitgaven per vierkante meter. Vanaf 2014 tot 2022 hebben telers in open lucht-, plastictunnel- en containers geen positieve ontwikkeling in hun CapEx gezien omdat deze gelijk bleven. Voor telers in de open lucht is dat 0,5-50 euro/m2, terwijl dit voor telers in plastic tunnels 8-30 euro/m2 bleef. Voor teelt in containers is dit door de jaren heen 3023 euro per vierkante meter geweest.

Opmerkelijk is dat vertical farms tussen 2014 en 2017 meer energie verbruikten dan in 2021-2022. Namelijk 4000 euro/m2 in 2017 versus 2500-3500 euro/m2 in 2014. De kosten voor vertical farming zijn de afgelopen acht jaar dankzij R&D gedaald van 500 tot 1500 euro/m2.

De kosten van kassen zijn bijna verdrievoudigd. In 2014-2017 verbruikten ze 100-165 euro/m², en in 2021-2022 stegen deze kosten naar 300 euro/m². Wanneer deze getallen vergeleken worden met vertical farms blijkt dat die 8 tot 15 keer duurder zijn dan kassen wat betreft kapitaaluitgaven.

Beelden die door AI gemaakt zijn van "stereotype vertical farms".

Een transformerende identiteit
Vroeger was de 'typische' Europese tuinder ouder dan 40 jaar terwijl slechts 11% daaronder zat. De bruto-investering per bedrijf bedragen 5.000 tot 10.000 euro, en 50% bestaat uit familiebedrijven die minder dan 1 ha bezitten. Tegenwoordig is een nieuwe "identikit" voor tuinders, aangezien de meeste tuinders jonger dan 40 jaar zijn en een diploma, master of PhD hebben. Deze telers geven aanzienlijke bedragen uit aan R&D en komen vaak uit sectoren zoals het bedrijfsleven, de techniek en de IT.

Winstgevendheid
In 2014 onderzocht het Japanse ministerie van Landbouw in totaal 160 Japanse vertical farms, en daarvan maakten er toen 40 vertical farms (25%) winst. De overige 120 (75%) vertical farms maakten geen winst. Vier jaar later hebben ze echter een toename van 24% in nieuwe vertical farms gezien. Daarbij waren 105 vertical farms (50%) winstgevend en de overige 105 (nog) niet.

Uit de CEA Census (2019) blijkt dat in 2019 38% van de vertical farms winstgevend was. Daardoor was de resterende 62% onrendabel. Een jaar later was 53% van de vertical farms winstgevend en 47% onrendabel.

Retailhandelsprijzen
Hoe wordt winstgevendheid vertaald naar betaalbaarheid voor de consument? Francesco gebruikt een FAO-EBRD prijscontrole door E. Pedersen et al. die in september 2022 werd uitgevoerd bij 29 retailers in 11 verschillende landen. De analyse werd uitgevoerd op de landingspagina's van e-supermarkten en er werd rekening gehouden met verschillende soorten groenten, waaronder sla, rucola, veldsla en ijsberg, die worden gewassen, gesneden en verpakt.

Het resultaat? Vertical tuinbouwproducten waren 5% duurder dan reguliere producten. Producten uit niet-verticale tuinbouw kosten gemiddeld 27,20 euro/kg, terwijl verticale tuinbouwproducten gemiddeld 28,50 euro/kg kosten. Hoe krijgen vertical farms het voor elkaar om consumenten het hele jaar vast te houden?


Francesco op het podium

Verbetering van de milieuprestaties
Nadat ze in prijzen, prestaties en kosten zijn gedoken, concludeert Orsini om de milieuprestaties van vertical farms te verbeteren. Dat is gebaseerd op de levenscyclusanalyse van indoor vertical farms uitgevoerd in 2022, samen met Martin.

Elektriciteit en klimaatbeheersing: het grootste deel van de milieueffecten komt van de energievraag voor LED-verlichting en HVAC-systemen. De resultaten zijn zeer gevoelig voor de energiebron.

Perliet en turfsubstraat lijken een grote impact te hebben, uitgezonderd kokosproducten. Dat is afhankelijk van het teeltsysteem dat wordt gebruikt, bijvoorbeeld eb en vloed versus aeroponics. Als het om infrastructuur gaat, draagt 10-15% van de totale uitstoot van broeikasgassen (GHG) bij aan de uitputting van hulpbronnen in indoorfarms. Het heeft een grote impact op de veronderstelde levensduur van materialen voor nieuwe constructies van bestaande ruimtes.

De Universiteit van Bologna organiseert van 16 tot en met 19 januari 2024 een derde internationale workshop over vertical farming, VertiFarm 2024, op de universiteit.

Voor meer informatie:
Francesco Orsini
University of Bologna
f.orsini@unibo.it
www.unibo.it/en