Теплицы — традиционная форма выращивания овощей и фруктов без привязки к определенному месту. В Голландии тепличное производство уже давно поставлено на промышленную основу. У экологов теплицы до сих пор пользовались плохой репутацией, считаясь олицетворением энергоемкого сельского хозяйства. Но технологические возможности нового поколения теплиц как раз дают пример эффективного пользования ресурсами. В них налажены замкнутые циклы. Техническая вода очищается и используется вторично. Температуру и влажность регулируют компьютеры. Избыточная солнечная энергия аккумулируется в почве и зимой используется для отопления. Ископаемое топливо заменяют термическая солнечная энергия и внутреннее тепло Земли. Иными словами, новые способы производства значительно эффективнее. Если взять, к примеру, выращивание помидоров, то в Испании в полях на 1 кг помидоров требуется около 60 л воды, а в современных голландских теплицах с замкнутым водным и энергетическим циклом — 3–4 л[230].

В здании бывшего чикагского мясоперерабатывающего завода Джон Идел с группой энтузиастов, работающих в основном на общественных началах, пытается осуществить несколько футуристический проект: производство биопродуктов в центре города. Цель проекта «Завод» (The Plant) — углеродно нейтральное производство свежих овощей и фруктов. Не на дачном участке, не в теплице, которая стоит в чистом поле, а в четырехэтажном здании завода. The Plant — лишь один из проектов, цель которых создание «вертикального сельского хозяйства» (vertical farming). Vertical farming и означает расположение сельхозпроизводства по вертикали. Так что в будущем нас ожидают не только многоэтажные офисы и жилые дома, но и небоскребы, где будут производить продукты питания и разводить рыбу. Мы привыкли к тому, что для производства продуктов питания необходима земля. На самом деле растениям нужны всего три элемента: вода, свет и питательные вещества. Если использовать воду в качестве проводника питательных веществ, грунт становится излишним. Растения пускают корни в субстрат из натурального или искусственного материала, по возможности длительного и многократного использования, который обеспечивает циркуляцию воды и воздуха и здоровый рост корней.

Научное название растениеводства без земли — гидропоника, это метод выращивания овощей, при котором растения не пускают корни в землю, проводником питательных веществ является неорганический субстрат. Преимущества метода налицо: гидропонические системы позволяют контролировать количество поступающих питательных веществ и воды, оптимально регулировать температуру и освещение. Вегетационный период сокращается, в сезон можно снимать по несколько урожаев. Отпадает необходимость в пестицидах и гербицидах, органические отходы тут же могут использоваться в качестве удобрений и для производства энергии[231]. Потребление воды сокращается в 10 и более раз, техническая вода используется в замкнутых циклах и подвергается очищению. Близость к потребителю экономит энергию и расходы. Производство не зависит от метеорологических условий; засуха, непогода уже не представляют опасности. В теплицах можно выращивать растения и собирать урожай вне зависимости от времени года; растения плодоносят не раз в год, а постоянно. В итоге продуктивность на единицу площади резко возрастает. Землепользование растущего городского населения ради удовлетворения продуктовых потребностей понижается. Диксон Депомье, профессор по вопросам здравоохранения Колумбийского университета в Нью-Йорке и автор книги «Вертикальная ферма», утверждает, что с одного акра (0,4 га) теплицы можно собрать в 30 раз больше клубники, чем с поля[232].

Удачный пример использования синергетических эффектов при комбинировании различных процессов дает проект «Рыба-помидор». Исследовательская группа при берлинском Институте гидроэкологии и речного рыболовства им. В. Лейбница разработала установку, где в комплексном замкнутом биоцикле разводят тиляпию и выращивают помидоры. Научное название такого метода — аквапоника (от «аквакультура» (рыбоводство) и «гидропоника»). Самое привлекательное в нем — существенное повышение эффективности ресурсопотребления. Вода из рыбного садка одновременно служит для полива растений, и наоборот, пар, возникающий в теплицах, конденсируется и возвращается в бассейн к рыбам. Экономия воды поразительная: в традиционном рыболовстве на 1 кг рыбы предусматривается 1000 л воды; простая гидропоническая система требует 600 л воды на 1 кг помидоров. Установка «рыба-помидор» обходится 220 л на 1 кг рыбы и 1,6 кг помидоров — экономия почти 90 %. Каждый день нужно добавлять всего 3 л свежей воды, 97 % используется вторично как техническая вода. Продукты жизнедеятельности рыб попадают не в коммунальную очистительную систему, а служат удобрением с богатым содержанием фосфатов. Углекислый газ, выделяемый рыбами, кусты томатов преобразуют в кислород. Сооружение функционирует без выбросов, энергией его снабжают фотогальваническая и биогазовая установки[233]. Еще одно преимущество системы в том, что производство можно наладить везде, где достаточно пространства для размещения довольно большой теплицы. Это позволяет выращивать овощи и разводить рыбу в непосредственной близости от потребителя и прекрасно вписывается в новое направление urban farming. Одна небольшая демонстрационная установка уже работает в Берлине на территории Malzfabrik (Солодовенного завода), в планах — поставить еще две крупные установки, в частности, ферму на крыше площадью 7000 м2[234].

До сих пор традиционное сельское хозяйство дешевле, чем соответствующие установки в помещениях, прежде всего потому, что пахотные земли стоят меньше, чем городские площади. При составлении сметы учитывается также, что солнечный свет частично приходится заменять искусственным освещением. Однако чем эффективнее удастся использовать на таких городских фермах солнечную энергию и наладить замкнутые циклы, тем выше будет их экономичность и экологичность. Перспективная идея — плавающие теплицы на озерах и реках вблизи городов. Огороды на крышах жилых зданий, где растут огурцы и помидоры, уже никого не удивляют. Следующий шаг — размещение теплиц и огородов на крышах супермаркетов и офисных зданий. Их обогрев можно обеспечить за счет тепла, которое отдает само здание, система позволяет использовать для полива сточные воды и улавливать максимум солнечной энергии. В Германии, по данным Технологического института по вопросам экологии, безопасности и энергетики им. Фраунгофера, насчитывается около 1200 млн м2 плоских крыш, не считая жилых зданий. На четверти этой площади могут произрастать травы и овощи. Тогда растения будут связывать примерно 20 млн т CO2. Это 80 % (!) углеродных выбросов промышленных предприятий Германии[235]. В соответствии с этими принципами во всем мире интенсивно проводятся исследования по проблеме строительства агронебоскребов, оснащенных всеми новинками современных энергетических, строительных и гидротехнологий. Полезные площади в таких зданиях, а в зависимости от высоты они могут доходить до нескольких гектаров, позволяют выращивать овощи в немалых количествах, причем урожаи с единицы площади в несколько раз выше, чем в традиционном сельском хозяйстве[236].