«Мультиварки» для садоводства: как работают умные вертикальные фермы и почему они дают свежий урожай в любую погоду

«Академические» фермы

В новосибирском Академпарке находится опытная ферма iFarm, на которой выращивают органическую продукцию. Продукты там растут в натуральном грунте, а не на питательной смеси, и при их выращивании вообще не используются агрохимикаты.

Новосибирскую ферму отличают не только экометоды выращивания продукции. Ее создатели Александр Лысковский и Олег Костенко разработали собственные автоматизированные гелиотеплицы, вертикальные фермы и модули доращивания. Благодаря использованию облачных технологий выращиванием овощей может заниматься даже человек, не разбирающийся в агрономии: система с помощью датчиков отслеживает температуру, влажность, уровень освещенности и автоматически регулирует их, осуществляет полив и подкормку, сигнализирует о необходимости своевременного сбора урожая.

В таких теплицах даже в суровые сибирские зимы прекрасно растут клубника и томаты, которые владельцы фермы продают в магазины и рестораны города. А сами теплицы так заинтересовали людей из других городов, что за франшизой к создателям уже обратились 240 человек.

Вертикальная ферма — многоярусная система в закрытом помещении с нужным для роста растений микроклиматом. В автоматизированной теплице за созреванием продукции круглый год следит программа. Модуль доращивания стоит в магазине или ресторане, где продукты восстанавливаются после транспортировки или дорастают.

Гелиотеплица — теплица, разработанная в середине прошлого века киевским учителем физики Александром Ивановым. Суть ее в том, что одна сторона теплицы вертикальная и капитальная. Ее утепляют, окрашивают белой краской или обивают фольгой. Ориентирована теплица на юг или юго-восток и имеет прозрачную односкатную крышу. Благодаря этому используется до 30% солнечной энергии, в отличие от 5-6% в обычных теплицах, в которых свет проходит насквозь через прозрачные стены. Также конструкция теплицы позволяет накапливать тепло и удерживать его всю ночь. Микроклимат и дополнительный обогрев в таких теплицах обеспечивает замкнутый цикл воздухообмена: в почву закладываются трубы, которые затем выводятся на крышу. Для усиления воздухообмена на верхние трубы монтируют вентилятор. Теплый воздух из наружных труб поступает в теплицу и дополнительно прогревает грунт, а отверстия во внутренних трубах выводят конденсат, благодаря чему внутри теплицы поддерживается влажность.

Из Парижа… с теплицами

Первым бизнесом Александра Лысковского стала компания Alawar Entertainment, занимающаяся выпуском популярных компьютерных игр, например, «Сокровища Монтесумы». Среди их разработок была популярная и сегодня онлайн-игра «Веселая ферма», что кажется Александру своеобразным знаком судьбы. От управления компанией бизнесмен отошел в 2014 году, сохранив за собой треть акций. По словам Александра, причиной стал поиск новых проектов — интерес к компьютерным играм ушел, и ему хотелось начать что-то новое.

Лысковский стал инвестором нескольких медицинских ИТ-стартапов, но всерьез в эту сферу углубляться не стал. А идея для нового бизнеса появилась благодаря поездке во Францию. Жена Александра, фэшн-фотограф, в 2017 году поехала в Париж на двухмесячные съемки. Пока супруга занималась работой, Лысковский решил поглубже изучить местную кухню и пошел на двухнедельные кулинарные курсы для иностранцев. Больше всего бизнесмена удивили свежие и очень вкусные овощи — при условии, что это был март. Он заинтересовался тем, как мелкое фермерское хозяйство по производству свежих овощей и фруктов налажено в Европе. Сегмент ultra-fresh в России практически не развит. Крупные агрокомпании производят овощи и фрукты, которые можно хранить длительное время, они долго идут до покупателей и уже не являются свежесобранными.

Парижский секрет оказался прост — продукты поставляют не крупные агрохолдинги, а непосредственно фермеры, которые круглый год выращивают овощи в своих теплицах. Заказать у них партию овощей или зелени могут и рестораторы, и владельцы магазинов. А фермеры, в свою очередь, точно знают, что и в каком объеме им выращивать. Продукты всегда свежие, не было затаривания и необходимости долго хранить излишки. К тому же у фермеров больше возможностей экспериментировать с сортами и вкусами, они покупают современное оборудование, позволяющее выращивать овощи круглый год.

Александр загорелся идеей привезти подобную технологию выращивания свежих и полезных овощей и фруктов на родину и адаптировать ее под российские реалии. Но выяснилось, что доставка оборудования обойдется слишком дорого. К тому же, в России оказалось мало специалистов, специализирующихся на выращивании культур в закрытом грунте. Александр хотел, чтобы культуры можно было выращивать в городе и чтобы с этим справился человек, не имеющий специального образования. Воплощением инженерных поисков стали локальные автоматические теплицы iFarm, которые появились в 2017 году. Стартап зарегистрировали в Новосибирске под названием «Городские теплицы». Кроме Александра, соучредителями стали Максим Чижов и Константин Ульянов.

Александр Лысковской закончил Новосибирский государственный университет, является серийным технологическим предпринимателем. В 1999 году создал компанию Alawar, занимавшуюся компьютерными играми. В 2015 году начал инвестировать в ИТ-стартапы, а в 2016-м запустил медицинское приложение для смартфона Welltory.

Константин Ульянов — директор по продажам технологий. Построил около 100 энергоэффективных строений, работал директором компании по установке систем геотермального отопления «Экоклимат-НСК».

Максим Чижов — исполнительный директор. Эксперт в развитии стартапов по методологии Lean Startup. Основатель проектов IISCI и Virtuality club, ИТ-специалист, работавший в системном интеграторе «Крок».

Умная теплица сама выращивает урожай

Первым опытным образцом стала гелиотеплица, которую построили в конце 2017 года. Основа такой теплицы — утепленный каркас из легких стальных конструкций, который легко собрать самостоятельно. Стена, выходящая на юг, прозрачная, крыша также скошена в южном направлении. Чтобы удерживать тепло, северную стену обшивают светоотражающим материалом. Также для обеспечения комфортной температуры теплицу оборудовали системой «Теплый пол». Площадь первой теплицы была 42 м2. Построили ее прямо на территории Академгородка, резидентом которого стала компания.

Создатели решили дополнительно усовершенствовать классическую конструкцию. Чтобы снять с владельца заботу о поддержании оптимального микроклимата, разработчики установили внутри датчики, которые отслеживают влажность, температуру, освещенность, содержание углекислого газа и своевременность полива. Информация отправляется на компьютер.

Первоначальные вложения — $100 тыс. — были сделаны из личных сбережений Александра Лысковского. Деньги ушли на покупку оборудования, грунта и на зарплату строителям. При этом первый урожай — около 20 кг клубники — сняли уже через месяц после посадки кустов, в феврале 2018 года. Следом разработчики стали высаживать в теплице томаты, огурцы, несколько видов салатов и пряных трав. Первыми дегустаторами были сами основатели iFarm, а также шеф-повара новосибирских ресторанов. Создатели умной теплицы советовались с ними о том, какие вкусовые качества и сорта должны быть у свежих овощей и фруктов.

В 2018 году «Городские теплицы» начали поставки продукции в рестораны и кафе — объем ежемесячных закупок составил десятки тысяч рублей. За год команда выросла от трех человек до 30 специалистов в разных областях.

Работа над ошибками

Одновременно разработчики решали проблемы, которые возникали в процессе эксплуатации теплицы. Сначала самой сложной задачей им казался обогрев растений в суровые сибирские морозы. Однако они столкнулись с другой проблемой: чересчур высокая температура при нагревании конструкции даже слабым весенним солнцем также негативно сказывалась на культурах, а проветривать теплицу было нельзя — нарушался микроклимат.

«Сначала мы делали обычные теплицы — на них все располагалось плоско, а не на стеллажах. И досвечивалось специальными фитолампами, которые автоматически включались, когда солнца не хватало для роста овощей, — рассказывает Александр. — Мы строили матмодели, считали приход и расход света и что на него влияет — прозрачность крыши (первая была из двухслойного поликарбоната), облака и многое другое. Выяснили, что чем прозрачнее крыша, тем сложнее сохранить тепло — через ту же крышу тепло уходило ночью (инфракрасное излучение). А летом она слишком перегревалась, растения погибали от жары. Проветривать нельзя — СО₂, который надо было держать повышенным, улетучивался. А также снаружи залетало много патогенов, их приходилось травить пестицидами».

В итоге сама конструкция вместе с системами охлаждения и нагрева получалась дорогой. В ходе расчетов выяснилось, что если сделать суперлампу, которая будет светить круглый год, то можно полностью заменить солнце и построить дешевую конструкцию, а не использовать солнечный свет, строя при этом дорогую «коробку». Встала необходимость оптимизации и создания второй, окончательной версии теплицы.

В течение полугода iFarm построила еще пару теплиц, закупила несколько чужих вертикальных ферм и переключилась на них как на основной метод выращивания. Научившись выращивать на стеллажах салаты и ягоды без солнечного света, основатели стартапа подняли осенью 2018 года следующий раунд инвестиций, где лидером стал Gagarin Capital. Создатели привлекли порядка $1 млн инвестиций. Более мелкие вложения сделали гендиректор «1С-Битрикс» Сергей Рыжиков, экс-глава «Инвитро» Сергей Амбросов и другие частные инвесторы.

Было принято решение сосредоточиться на производстве собственных вертикальных ферм — полностью изолированной конструкции, которую, в отличие от гелиотеплиц, можно размещать только в закрытых пространствах. Она не зависит от изменений в окружающей среде, поэтому поддержание микроклимата внутри проще и дешевле. Например, не надо бояться, что в летние месяцы температура внутри поднимается слишком сильно. Культуры размещаются на стеллажах, тем самым увеличивается полезное пространство: при высоте потолков в 4,5 м и площади помещения 80 м2 площадь выращивания увеличивается почти вдвое — до 148 м2.

«Мультиварка» для агронома

Итоговый вариант фермы представляет собой своеобразный конструктор — быстромонтируемую коробку, в которой на стеллажах размещаются емкости с субстратом, в случае iFarm — торф. Культуры выращиваются в изолированной среде, поэтому не нуждаются в обработке от вредителей и инфекционных болезней, передающихся по ветру, через насекомых или другие растения. А человек сам по себе переносчиком болезни растений стать не может. Теоретически заражение может произойти при одновременной обработке больных и здоровых растений: например, инфекцию можно перенести при пасынковании томатов. Но если все культуры в теплице здоровы и не имеют контакта с внешней средой, риски заражения сведены к минимуму.

Основная опасность заболевания растений в этом случае связана с неправильным уходом — избыточной влажностью, резкими перепадами температуры, но система автоматического контроля ее нивелирует.

Компактные размеры дают возможность получать достаточно большой урожай на ограниченной площади. Фермы можно размещать как в подвалах, так и на крышах домов, в заброшенных складских или производственных помещениях. Модули можно располагать вертикально или горизонтально, рационально используя пространство.

«Это гидропоническая установка — внутри поддонов несколько раз в день подается вода с удобрениями, которая смачивает корни растения и торф, насыпанный в небольшие горшочки. Данный торф не содержит питательных веществ, он нужен, чтобы держалась корневая система», — рассказывает Александр.

На рост растений влияют температурный режим, влажность, состав воздуха и удобрения. Для каждого продукта специалисты-технологи разрабатывают определенный «рецепт» выращивания — агротехническую карту. Эта программа-сценарий сообщает, когда пора полить растение, дать прикорм или изменить освещение. В технологической карте заложено множество параметров, в частности, можно контролировать количество плодов, их сладость и даже состав витаминов.

Система автоматического регулирования климата, питания и света требует минимального участия человека. С обслуживанием теплицы площадью 100 м2 без труда справится один человек. Срок монтирования такого конструктора — два-три месяца. За всеми изменениями специалисты компании следят, оцифровывают их, анализируют и улучшают агротехнику.

Управление теплиц и ферм осуществляется через облачную систему. «Рецепты» выращивания получают из центральной базы данных, благодаря чему продукт можно вырастить, просто нажав на кнопку. Изучать агротехнические основы и тонкости для этого не нужно. Управлять процессом можно дистанционно — через компьютер или смартфон.

Наши теплицы — это «мультиварки» для выращивания овощей и фруктов. Человек нажимает на кнопку, и продукт вырастает по заданным алгоритмам без лишних проблем с логистикой.

Александр Лысковский

При выращивании растений iFarm не использует пестициды и агрохимикаты и гарантирует, что продукция безопасна для здоровья. Причем это не голословные утверждения — на все культуры оформлены сертификаты Евразийского экономического союза «О безопасности пищевой продукции». Зелень, овощи и ягоды доставляются в магазины и рестораны в течение 1-1,5 часов после сбора, поэтому химическая обработка для увеличения срока хранения тоже не требуется. Производство на ферме или в теплице стерильно, сотрудники заходят внутрь только в спецодежде. Чем больше автоматизма и удаленного управления, тем меньше нужно присутствие человека, соответственно, тем легче поддерживать стерильность.

Овощи в каждый дом

«В 2018 году мы построили и запустили свою ферму на 300 м посадочной площади в Новосибирске, сертифицировали продукцию и стали продавать в родном городе. То есть подтвердили, что все работает», — продолжает Александр Лысковский.

В январе 2019 года компания, убедившись в рентабельности проекта, объявила прием заявок на покупку франшизы. Создатели предлагали купить вертикальные фермы площадью от 100м2. Кроме самой теплицы, в стоимость входили оборудование (осветительное, обогрев, вентиляция, полив, электронные датчики), грунт и семена. Также покупателю помогут собрать теплицу, смонтировать умную систему и подключить ее к облаку, откуда будут выгружаться агротехнические данные.

Стоимость франшизы на вертикальную ферму от 48 до 500 м2 — от 1,6 до 32,2 млн рублей. По прогнозам разработчиков, франчайзи окупит их за три года. Пока продаются установки только для продажи зелени: для теплиц под ягоды, томаты и огурцы идет доработка технологии. Они поступят в продажу только зимой 2020 года.

Заявки стали поступать сразу — даже раньше, чем предприниматели были готовы предоставить конечный продукт. Создатели работали не только над конструкцией фермы. Большое внимание они уделили выращиваемым культурам. В компании постоянно расширяют ассортимент — пробуют новые сорта и выбирают растения, которые можно выращивать в модульных теплицах. Для каждой культуры составляется собственная технологическая карта: подбираются пассивный субстрат, семена, состав удобрений, агротехника, разрабатывается оптимальный микроклимат.

Сейчас у стартапа промышленная ферма в Новосибирске площадью 1 000 м2, в которую вложены средства нескольких инвесторов. Ведется строительство трех объектов в Москве, по одному в Казани, Иркутске, Томске и Хельсинки. Также разработчики ведут переговоры с потенциальными партнерами в Риге, Вильнюсе, Сочи, Калининграде, Саудовской Аравии и ОАЭ.

По словам Александра, продукт не конкурирует с местными фермерами и агрохолдингами. Его цель — вытеснить с продуктовых прилавков зарубежный товар, который проходит долгий путь от производителя к покупателю. При этом овощи и зелень для длительного хранения обрабатывают химикатами, а их вкус часто оставляет желать лучшего.

Кроме продажи оборудования, компания продолжает поставлять свою продукцию в рестораны и кафе Новосибирска. В штат iFarm входят агрономы, программисты, техники, агрохимики, которые работают в пяти странах. Офисы компании открыты в Новосибирске, Москве и Хельсинки. Пока, по словам Лысковского, вся прибыль идет на дальнейшее развитие проекта и новые исследования.