Năm 2022, Dubai đưa vào vận hành một trang trại với diện tích 31.000m2 nằm trong khuôn viên Sân bay Quốc tế Al Maktoum của Dubai. Tại đây, người ta xếp chồng các khay trồng rau lên thành các tháp, tạo thành trang trại thẳng đứng để sản xuất rau xanh với lượng nước và đất tối thiểu. Đến thời điểm hiện tại, trang trại này cho thu hoạch hơn một triệu kg rau xanh chất lượng cao mỗi năm.
Thế nhưng, danh hiệu này còn sắp bị xô đổ. Ở bên kia thành phố, tại nơi có tên Thung lũng công nghệ thực phẩm, người ta chuẩn bị đưa vào khai thác một cơ sở mới có tên GigaFarm với diện tích tới 83.612m2, gấp gần 3 lần trang trại rau đầu tiên. Những dãy trồng rau sẽ cao tới 12m.
Trang trại này đang mang lại hàng triệu kg rau mỗi năm.
GigaFarm được giám sát bởi công ty có tên ReFarm do UAE thành lập. Không chỉ lớn hơn rất nhiều so với các trang trại thẳng đứng khác, GigaFarm còn có cách vận hành khác biệt.
Liên Hợp Quốc cho biết canh tác lương thực gây ra 1/3 lượng phát thải nhà kinh toàn cầu. Để làm cho nông nghiệp xanh hơn, Oliver Christof, Giám đốc điều hành của Christof Global Impact, công ty đứng sau ReFarm cho biết GigaFarm sử dụng công nghệ có thể biến chất thải như nước thải và thực phẩm dư thừa thành các sản phẩm nông nghiệp như phân trộn, thức ăn chăn nuôi, 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 cắt giảm lượng khí thải carbon trong sản xuất lương thực. Năng suất ở đây có thể lên tới 3 triệu kg rau xanh mỗi năm, tương đương 1% lượng lương thực nhập khẩu của UAE.
Giải pháp canh tác thẳng đứng của GigaFarm được cung cấp bởi IGS – một công ty có trụ sở tại Scotland. Hệ thống này trông giống những bãi đậu xe nhiều tầng nhưng được trồng cây thay vì để xe. Môi trường sinh trưởng được kiểm soát đặc biệt trong khi nước và phân bón được tính toán chi tiết nhằm đạt hiệu quả cao nhất.
Sử dụng hệ thống thủy canh, mỗi khay trồng được lót bằng phân hữu cơ hoặc xơ dừa thay vì đất như thông thường. Hệ thống đèn chiếu sáng đặc biệt giúp cung cấp ánh sáng cho cây phát triển như ánh sáng mặt trời. Các cảm biến và cả camera được sử dụng để theo dõi sự phát triển của thực vật. Các hệ thống trồng thẳng đứng có thể tự động quản lý ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, nước và chất dinh dưỡng.
Phương pháp canh tác theo chiều dọc này giúp cây tăng trưởng nhanh, giảm 98% lượng nước sử dụng và chiếm ít không gian hơn. Ngoài ra, trang trại có thể được xây dựng ở những nơi đất thoái hóa không thể sử dụng cho nông nghiệp truyền thống hoặc các nhà kinh vốn bị hạn chế bởi mùa vụ và khí hậu.
Tuy nhiên, các trang trại thẳng đứng này cũng có những điểm yếu mà có lẽ nó chỉ phù hợp với những… nhà giàu. Theo đó, chi phí đầu tư ban đầu rất lớn, chi phí vận hành cao và lượng điện năng tiêu thụ không ít. Nhiều doanh nghiệp đi theo mô hình này đã phá sản vì không thể cân đối được chi phí.
Để giải bài toán này, Dubai muốn tận dụng năng lượng tái tạo và xây dựng một mô hình kinh tế tuần hoàn để biến rác thải của chu trình khác trở thành nguyên liệu trồng cây. Năng lượng cho trang trại được cung cấp từ việc đốt chất thải rắn trong khi nước được lấy từ một công nghệ xử lý rác thải dựa trên côn trùng.
Cụ thể, ruồi lính đen sẽ được nuôi để ăn chất thải thực phẩm. Vào cuối chu kỳ tăng trưởng, chúng sẽ được biến thành thức ăn chăn nuôi hàm lượng dinh dưỡng cao. GigaFarm dự kiến tái chế 50.000 tấn thức ăn thừa hàng năm và lượng nước được tạo ra từ quá trình này đủ để vận hành các trang trại thẳng đứng.