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    真正的有机农场长这个样子

    2015-09-14 11:41 | 作者: 周彬彬 | 标签: 太阳能漂浮农场

    预计到2050年世界人口将达到90亿,另一方面,由于气候变化,农作物的产量却将减少四分之一以上。人们必须思考并制定出各种战略来应对日益减少的全球性粮食供应。

    一家巴塞罗那的设计公司设计出了一座以太阳能为动力的,200万平方英尺(约合18.6万平方米)的水上农场。如果这种智能漂浮性农场可以实现的话,那么未来的农场将可以自动运行在近海,公海的海面上或者大型水体的表面(图一)。据设计者估计:一个普通的这种漂浮智能农场每年大约可生产8152吨的蔬菜和1703吨鱼,总计近万吨的食物。

    图一:集水培蔬菜、水产养殖和可再生能源于一体的垂直型多层次漂浮农场可在全年任何时候,任何气候条件下生产食物 (图源:Forward Thinking Architecture)

    这种智能漂浮农场一共包括三层,具备各种新型的农业科技特征,并且涉及的技术已经在世界各地被广泛单独应用。由于智能农场的各个组成是??榛杓?,因此,在人口密集的地区,可以将多个漂浮农场组合在一起(图二),从而增加农场的生产效率来满足广大居民的需要。

    图二,大量的能量供应来源于屋顶的太阳能电池板 (图源:Forward Thinking Architecture)

    农场的顶层由三部分组成。第一部分:雨水收集装置,可以将雨水收集起来用于灌溉从而节约用水。第二部分:太阳能光伏电池板(图二),可以将太阳能转变成电能,为农场提供动力,例如为蔬菜的光合作用提供人工光照。同时农场还可以装备微型风力涡轮发电机组,潮汐发电机组和沼气发电机组。这样不仅可以充分利用自然界的可再生资,还可以将农场生产过程中产生的生物废料通过沼气发电系统进行废物利用,还消除了这些生物废料。第三部分:天窗系统,再阳光充足的时候,可以为植物生长提供阳光,从而节约人工光照系统的能源。

    农场的第二层是整个农场最重要的部分,也是食物的主产区:蔬菜生菜区(图三)。它包括用于作物培养的小型气候控制室和自动化水培系统。这种自动化的水培系统是一种在营养液中栽培蔬菜的无土栽培技术,不需要土壤和土地,也不受气候的影响。这样就可以保证在一年四季任何气候下随时生产蔬菜和水果。此外,由于植物生长所需的养分都包含在灭菌的营养液中,种子可以进行消毒后再播种,从而可以保证整个生产过程都是无菌,无虫的,绝对有机。因此水培系统可以做到既不需要自然降水(但可以利用自然降水),也不需要肥沃的土壤和喷洒农药,所以它能有效为那些生活在干旱少雨或土壤贫瘠地区的居民服务。由于水培系统也是??榛杓频?,因此也可以将多个水培??榻械幼樽?,从而可以用较少的空间生产大量的蔬菜。
    图三:悬挂式的水培蔬菜生产系统可以占用较少的空间生产更多的产蔬菜 (图源:Forward Thinking Architecture)

    最后,底层被设计成离岸的水产养殖场。外围进行了防风浪设计和添加了?;ね?,内部具有供水系统,海水淡化车间(图四)。此外还包括一个孵化车间,用于鱼卵的孵化和孵育。一个育苗车间。一个屠宰车间,包装车间和储存车间,可以对水产品直接进行加工和包装。整个农场里未被用于种植和养殖的空间都是服务通道和人行通道。
    图四:底层为水产养殖场(图源:Forward Thinking Architecture)

    该项目的设计师声称:为了尽可能减少人工的干预,智能漂浮农场在设计时就希望可以让整个农场尽量可以全自动运行。那么如何实现呢?其中最关键点就是:在整个农场的各个方位都安装各类传感器,并依靠“物联网”来报告这些数据,最终帮助农场时刻保持最高的运行效率。同时,大数据的分析还可以被用来分析某个地区的民众更喜欢什么样的蔬菜和水果品种,需要什么样的蔬菜和水果,以及需要多大的量。这样就可以根据该地区的需要,用不同的??槔醋榻ㄒ桓隹梢月愀玫厍裰谛枨蟮?ldquo;定制化”智能漂浮农场。例如:某地区的民众平时吃鱼量少,吃蔬菜量多,那么我们就可以多安装一些水培蔬菜???,少安装一些水产养殖??椋ㄍ嘉澹?。

    图五:浮动农场能够生产各种各样的蔬菜,水果,香料和鱼 (图源:Forward Thinking Architecture)

    智能漂浮农场的项目总监Javier F. Ponce在他们公司的网站上说道:“面对城市扩张,土地减少和气候变化带来的挑战,我相信像智能漂浮农场可以帮助我们改变当前和将来我们所要面临的困境,并为改善我们的生活质量,?;の颐堑纳罨肪程峁┝艘恢挚赡苄?rdquo;。设计师认为:由于智能漂浮农场的整个设计具有高度的灵活性,对那些沿海的特大型城市和人口密集地区而言,是一个非常理想的选择(图六),例如像:洛杉矶,纽约,芝加哥,西雅图,东京,新加坡,孟买,雅加达,开罗,香港,上海,圣保罗,大阪,曼谷,深圳,伊斯坦布尔,蒙特利尔,汉城,卡拉奇,悉尼等大型沿海城市。
    图六:足够的灵活性可以让智能漂浮农场广泛地运用于特大沿海城市,以满足当地的食品生产需要 (图源:Forward Thinking Architecture)

    尽管这种智能漂浮农场现阶段还仅存在于设计师的图纸上,但构成农场所需的各种技术和设施早已分别被用在了世界各地的农场之中。
    例如,2014年下半年,英国第一座漂浮太阳能农场已经在英国的伯克希尔(Berkshire)亮相了(图七)。这个农场只是在开阔的湖面上组装了一座太阳能光伏发电厂,从而为岸上的农场提供电力,但这也从一个方面说明了这种技术的可行性。据悉类似的漂浮太阳能发电系统也已经在法国和印度出现了。

    日本也打算在大阪附近安装世界上最大的漂浮太阳能光伏发电系统,届时可以达到1.7兆瓦的输出电量。这只是由法国Ciel et Terre公司,日本太阳能巨头日本京瓷株式会社(Kyocera)和东京世纪租赁公司(Century Tokyo Leasing)合作开发的目标为60兆瓦项目的一部分。
    图七:英国伯克希尔的漂浮太阳能光伏发电厂(图源:Ciel et Terre)

    此外,智能漂浮农场中的最重要部分:水培无土栽培蔬菜系统,也早已在各个“智能城市农场”中运用了(图八)。如果整个生产过程采用无虫、无菌系统的话,可以做到绝对的绿色有机??梢源锏酱优┏〉讲妥?,蔬菜不用经过冲洗就能直接下锅烹饪,或者作为蔬菜沙拉直接食用(图八右下小图)。因此只需要将现有的各种技术和设施有效地整合在一起,实现智能漂浮农场并不是一件非常困难的事情。
    图八:广泛用于智能城市农场的水培蔬菜种植系统,和水培栽培的蔬菜,根部非常干净,没有一点泥土(右下角) (图源: smarturbanfarm.blogspot.ie)

    对于中国而言,随着城镇化的推进,将有越来越多的人远离农村,进入城市。因此都市农业的发展就显得比以往任何时候都要重要。这些太阳能为动力的智能漂浮农场既可以减少各地对粮食输入的依赖,也减少了食品从外地的农场到餐桌的运输里程,也非常符合我们?;じ?、?;せ肪澈臀挚沙中⒄沟男枰?。


    参考文献:
    Giant Solar Floating Farm Could Produce 8,000 Tons of Vegetables Annually.
    Are Floating Farms in Our Future?
    Gallery: The UK’s First Floating Solar Farm Unveiled in Berkshire.

    【彩蛋】幻想造就新人类,让我们看看那些收不住的幻想设计图吧。

    荷兰公司Deltasync设计的海洋城市草图。图http://modernfarmer.com


    日本公司Shimizu设计的睡莲城市。图http://modernfarmer.com


    深海养殖。图http://modernfarmer.com


    19世纪法国科幻作家儒勒 凡尔纳(Jules Verne)的小说《海底两万里》中描述了海底热能转换场景。图http://modernfarmer.com

    来源:基因农业网

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