INOM
EXAMENSARBETE TEKNIK, GRUNDNIVÅ, 15 HP
STOCKHOLM SVERIGE 2018,
Framtidens stadsnära odling
En fallstudie av stadsnära underjordisk odling
KARL ENGES PER UPPSÄLL
KTH
SKOLAN FÖR ARKITEKTUR OCH SAMHÄLLSBYGGNAD
Framtidens stadsnära odling:
En fallstudie av stadsnära underjordisk odling
Karl Enges & Per Uppsäll
Supervisor
Rebecka Milestad
Examiner
Elzbieta Plaza
Kandidatsexamensarbete AL130X
Institutionen för hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik Kungliga Tekniska Högskolan (KTH)
SE-100 44 Stockholm, Sverige
2
TRITA-ABE-MBT-18335 ISSN ?-?
? 2017:01
3
Sammanfattning
Världen står under en förändring med att en allt större andel av alla människor har flyttat eller flyttar in till städerna samtidigt finns en osäkerhet i hur klimatet kommer se ut i framtiden. Klimatet förväntas bli varmare, mer oförutsägbart samt få ett extremare väder. Detta ställer nya krav på framtidens matproduktion. FN har i Agenda2030 identifierat att jordbruket behöver bli mer motståndskraftigt mot dessa förändringar och samtidigt öka produktionen för att tillmötesgå den ökande efterfrågan på mat.
Baserat på studiebesök på två odlingar i Stockholmsområdet (den ena en urban odling baserad under mark och den andra en kommersiell växthusodling ute på landet) samt på litteraturstudier jämförs odlingarna för att sedan diskutera hur de står sig med avseende på hållbarhet och hur de på ett hållbart sätt kan främja framtidens jordbruk och matförsörjning, framför allt med fokus på den urbana odlingen. Odlingen under mark uppfyller en del av FNs hållbarhetsmål men det finns stor potential för förbättring; bland annat med en ökad integration till byggnaden odlingen ligger i och med mer avancerad odlingsutrustning.
4
5
Abstract
The world is facing new challenges in the form of climate change and the fact that more and more people are moving to, and living in, cities. The climate is expected to become warmer, more unpredictable and trending towards more extreme weather conditions. These changes will undoubtedly have an effect on agriculture and food production all over the world which is one of the reasons that the UN has identified the need for more resilient agriculture and in Agenda2030 set goals for how to respond to these challenges and at the same time produce more food in order to meet the increasing demand.
This study is looking at an urban farming project in Sweden and comparing it to a commercial greenhouse farm in order to identify similarities and differences between the farms and trying to relate them to sustainability. The urban farming project is based underground and relies solely on artificial light which sets it apart from its greenhouse counterpart. By analysing their different ways of producing crop, together with literature studies the sustainable opportunities of future food production is explored and related to the UN goals in Agenda2030. While the urban farm examined in this study might not be able to produce food in a sustainable way urban farming, especially in combination with an increased integration with buildings and industry, is identified as a farming method with great potential.
Keywords
Materialflödesanalys, inomhusodling, odling under mark, ZFarming, urban farming, food production, sustainability
6
7
Tillkännagivanden
Vi vill börja med att tacka vår handledare Rebecka Milestad för all hjälp under arbetets gång, med information, granskning av rapporten och inspiration. Vi vill även tacka Leif Rönngren och Thomas Wilding för deras tid och för all information de delgivit oss. Sist men inte minst vill vi tacka Per Petterson från Spisa för hans tid, att vi fick komma till deras växthus och all information han delgivit oss.
8
9
Innehållsförteckning
INLEDNING 1
BAKGRUND 1
Odlingshistoria 1
Livsmedelsförsörjning och hållbarhet 1
Zero-acreage farming och synergieffekter 2
Odlande stadsbasarer 3
Systemanalys och Materialflödesanalys (MFA) 3
SYFTE & MÅLFORMULERING 3
METOD 4
LITTERATURSTUDIE 4
Sökstrategier 4
STUDIEBESÖKOCHINTERVJUER 4
TILLVÄGAGÅNGSSÄTT 5
PROCESSENVID MFA 5
Hur en MFA visualiseras? 5
AVGRÄNSNINGAR 5
RESULTAT 6
INOMHUSODLINGENI HÖGDALEN 6
Odlingsprocessen 7
Systembeskrivningen 8
VÄXTHUSODLINGENI HEJSTA(SPISA) 9
Odlingsprocessen 9
Systembeskrivningen 12
LIKHETEROCHSKILLNADER 15
DISKUSSION 16
SKILLNADERMELLANODLINGARNA 16
10
Uppvärmning 16 Ljus 17
Insektsbekämpning 17
Koldioxidbehov/försörjning 17
Vatten 17
Näring 17
Skala och lokalisering 18
Arbetsintensitet, syfte och system 18
Resurseffektivitet 18
HURKANINOMHUSODLINGARBIDRATILLHÅLLBARHETIFRAMTIDENSMATFÖRSÖRJNING? 19
SLUTSATS 20
REFERENSER 21
11
Förkortningar
NRFH - Nya Rågsveds Folkets Hus
MFA - Materialflödesanalys (Material Flow Analysis) ZFarming - Zero-Acreage Farming
BIA – Bulding-integrated agriculture
12
13
14
Inledning
Bakgrund Odlingshistoria
För ungefär 10000 år sedan tros de första bofasta jordbrukarna ha kommit till. Jordbruket bedrevs i liten skala men ska ha varit tillräckligt för att de inte skulle behöva flytta runt i jakt på mat.
Situationen idag är en helt annan. Jordbruket har utvecklats; den agrara revolutionen under 1700- och 1800-talet kom med stora förändringar. Vilka växter som odlades, odlingssystemen, hur markägandet såg ut och redskapstekniken förändrades kraftigt och lade grunden till hur det ser ut idag. På 1700-talet var cirka 80 % av Sveriges befolkning en del av jordbruket medan det idag är så lite som 2 % (Gadd, 2000). Efter andra världskriget mekaniserades jordbruket allt mer, användandet av pesticider och konstgjorda bekämpningsmedel ökade och allt eftersom behovet av arbetskraft för att uppehålla den växande produktionen minskade så började människor flytta in till städerna. Som följd av urbaniseringen krävdes längre transporter vilket ledde till ökade transportkostnader (Lu och Grundy, 2017). I dagsläget odlas grönsaker genom frilandsodlingar och växthus, 2014 i Sverige var frilandsodlingarnas totala yta över 8000 hektar och växthusodlingsytan uppgick till över 1,2 miljoner kvadratmeter (Johansson, 2016).
Livsmedelsförsörjning och hållbarhet
Den globala uppvärmningen kommer troligtvis leda till en lägre produktion av grödor generellt från ett globalt perspektiv, men på vissa platser skulle den globala uppvärmningen kunna ge positiva fördelar. Högre temperaturer kan förbättra växternas tillväxt, speciellt i kallare klimat; men högre temperaturer tillsammans med större varianser hos regnet kan också leda till torka. Det är troligt att sämre skördar uppkommer som ett resultat av den ökade variansen hos vädret där torka och översvämningar blir vanligare. (FAO, 2017).
2015 så bodde mer än hälften, 54 %, av jordens befolkning i städer, generellt sett är andelen stadsboende större i mer utvecklade länder och urbaniseringen väntas fortsätta (WHO och UN Habitat, 2016). Eftersom städer förbrukar ungefär 75 % av världens resurser (Girardet, 2008) och i stort sett är oförmögna att vara självförsörjande när det kommer till råvaror och energi och liknande behövs annan mark brukas för ändamålet (Rees och Wackernagel, 1996).
2015 tog FN fram Agenda2030 där världens länder kom överens om 17 mål, och 169 underliggande delmål, för hållbar utveckling från såväl ett ekologiskt som ett socialt och ekonomiskt perspektiv (United Nations, 2015). Alla mål är inte knutna till livsmedelsförsörjning men en del av målen kan appliceras inom livsmedelssektorn. Det kanske tydligaste exemplet är mål 2: ” att avskaffa hunger, uppnå tryggad livsmedelsförsörjning och förbättrad nutrition samt främja ett hållbart jordbruk.”
För att uppnå detta mål vill FN bland annat skapa mer hållbara och motståndskraftiga jordbruksmetoder som bättre klarar av klimatförändringar och eventuella extrema väderförhållanden som kan väntas uppstå i samband med dessa (United Nations, 2015). Men även andra mål som till exempel mål 6 har en anknytning till livsmedelsförsörjningen. Med mål 6 vill man uppnå att hållbar vatten- och sanitethantering finns tillgänglig för alla; bland annat genom effektiviserat vattenanvändande till 2030, och eftersom jordbruket står för cirka 70 % av världens färskvattenuttag uppskattningsvis 2 700 kubikkilometer för bevattning (Molden, 2007), kan detta mål i allra högsta grad knytas till livsmedelsförsörjningen.
I Agenda2030 finns också mål om att städer ska bli säkrare, mer resilienta och hållbara; med ökad resurseffektivitet. Till 2030 är målet att ha nått en hållbar nivå både när det kommer till produktion och konsumtion, bland annat genom att öka resurseffektivitet men också genom att minska matavfall och matsvinn både hos konsumenter och återförsäljare samt generellt minska förlusterna i produktions- och utbudskedjan (United Nations, 2015). Mål 13 i Agenda2030 hanterar specifikt
15
bemötande av klimatförändringar, vilka också påverkas av jordbruket då jordbruket beräknas ha utsläpp på cirka 5 till 5,8 Giga ton CO2-ekvivalenter per år (IPCC, 2014).
Sverige har utvecklat en livsmedelsstrategi med visionen om att den svenska livsmedelskedjan, till 2030, ska vara globalt konkurrenskraftig, hållbar samt vara en attraktiv bransch. Det övergripande målet som satts upp handlar om att öka livsmedelsproduktionen, skapa en mer konkurrenskraftig livsmedelskedja, nå relevanta miljömål, skapa tillväxt och sysselsättning och bidra till en hållbar utveckling. I tillägg ska konsumentens efterfrågan till större mån få ta del i att styra produktionen och det ska vara lättare för dem att göra medvetna val. Sårbarheten i livsmedelskedjan ska också minska. För att uppnå allt detta finns mål inom tre olika strategiska områden: regler och villkor, konsument och marknad samt kunskap och innovation. Regeringen vill med strategin bland annat kunna öka resurseffektiviteten inom branschen, exempelvis genom innovation och kunskapsökningar, för att på så sätt minska klimatpåverkan och öka produktionen för att på ett hållbarare sätt möta den ökande efterfrågan av, men även skapa en ökad andel närproducerad, mat (Regeringskansliet och Näringsdepartementet, 2017).
Enligt Mobjörk (2011) har Sverige en relativt hög självförsörjningsgrad för spannmål, mejeriprodukter och kött, och låg för frukt och grönsaker. Enligt Mobjörk (2011) har Sverige en relativt hög självförsörjningsgrad för spannmål, mejeriprodukter och kött, och låg för frukt och grönsaker. Mobjörk visar på att livsmedelsförsörjningen har blivit mera beroende av import från andra länder samt att efterfrågan på mat ökar i takt med befolkningen och Svensk livsmedelberedskap förlitar sig inte längre på staten utan på handel och privata aktörer.
Zero-acreage farming och synergieffekter
Urban odling kan vara ett svar på hur städernas påverkan på vår planet kan mildras och i en större grad göra städerna självförsörjande. Urban odling är något som på senare tid blivit allt populärare;
Tyska forskare har undersökt det som de väljer att kalla Zero-acreage farming, eller ZFarming. Som namnet antyder handlar det om odling som inte tar i bruk vanlig jordbruksmark utan som istället bedrivs på eller i byggnader i en urban miljö.
De har identifierat flera vanliga utmaningar såväl som fördelar och nyttor med ZFarms. Just att det handlar om att odla i en urban miljö leder till tekniska utmaningar med hur det görs. Byggnader ska tåla att det odlas på, i, eller under dem, lagar och regler kan förhindra viss användning av byggnader, det krävs ofta stöd från förvaltaren av byggnaden för att få igång ett ZFarm-projekt, finansiering av projekten är också ofta ett hinder då det ofta handlar om relativt dyra initialinvesteringar och utöver detta krävs diverse nytänkande tekniska lösningar för att få det att fungera (Thomaier m.fl., 2015).
Thomaier m.fl. (2015) har undersökt 73 olika ZFarms där de flesta är vanliga odlingar på tak men även en hel del, ungefär 23 %, är inomhusodlingar, dock så verkar det som att de flesta kommersiellt fungerande odlingarna av de undersökta är växthus på hustak. Flera eventuella fördelar med urban odling gentemot den vanligt förekommande industriella odlingen identifieras också i studien.
Mycket handlar om hur odlingen kan verka i synergi med den byggnad eller infrastruktur som den är lokaliserad till. Detta är något som också stöds av Marchi, Zanoni och Pasetti (2018) som har kollat på hur odling kan kombineras med energiintensiva industrier och använda CO2-utsläpp från industrierna till odlingarna vilket resulterade i en ökning av skörden med mer än 30 % och som också resulterar i minskade CO2-utsläpp.
Thomaier m.fl., (2015) pekar också på möjligheterna att använda värme från byggnaden till odlingen och vice versa, hur restvatten och regnvatten kan användas till odlingen, att eventuell kompost från boende kan användas samt hur odlingen också kan få andra positiva effekter; som att till exempel få sociala värden. Building-integrated agriculture, eller förkortat BIA, handlar just om hur en odling kan integreras med en byggnad för att nyttja synergier mellan byggnaden och odlingen; det kan vara allt från att använda ut-luft från till exempel kontorslokaler, med högre
16
CO2-nivåer än den i atmosfären, som in-luft till odlingen för att ge växterna högre halt av CO 2,till att fånga in regnvatten och användning av förångningskylare för att kyla till exempel ett växthus; även möjligheter att cirkulera vatten för att på så sätt minska vattenbehovet är möjliga i denna typ av odling (Gould och Caplow, 2012).
Odlande stadsbasarer
Odlande stadsbasarer är ett projekt som handlar om hållbar stadsutveckling, deras vision är att integrera stadsdelar och gör dom mera hållbara genom urban odling. Idag finns det tre pilotprojekt;
Helsingborg, Landskrona och Stockholm. I Stockholm etablerades odlingspiloten av Nya Rågsveds Folkets Hus (NRFH) i ett gammalt lastintag under Högdalens centrum, vilket ägs av Citycon.
Odlarna är tidigare långtidsarbetslösa som fått utbildning. Tanken med odlande stadsbasarer är att inspirera och stödja utvecklingen av den lokala marknaden, genom närproducerade tjänster och livsmedel. Bakom projektet står ungefär 20 partners och projektet får statligt bidrag genom Vinnova (Odlande stadsbasarer, 2017). Sveriges innovationsmyndighet heter Vinnova och har till uppgift att förbättra förutsättningarna för innovation inom bland annat hållbar utveckling, vilket sker till störst del genom att ge bidrag inom områden där det finns ett behov av att utveckla nya lösningar (Tell, 2018). Den långsiktiga nyttan som projektet tros kunna skapa enligt odlande stadsbasarer (2017) är att nya arbetsplatser för långtidsarbetslösa och etablera nya företag, kunna ge fastighetsägare ett nytt innovativt sätt att förädla och klimatanpassa äldre fastigheter samt att restenergi och dagvatten ska återanvändas (Odlande stadsbasarer, 2017).
Systemanalys och Materialflödesanalys (MFA)
Ett system består utav komponenter och samband mellan dessa, vilket tillsammans skapar en helhet. För att få en klarhet över hur systemet fungera, behöver systemet urskiljas från resten av världen. Vilket görs genom att sätta upp systemgränser, en gräns som säger vad som hör till och inte till systemet. Men det finns även ibland föremål som påverkar systemet men finns utanför systemgränserna, dessa föremål brukas kalla omgivningen. Tänk dig ett rum föremålen inne i rummet likt en soffa eller lampa är komponenter, hur lampan och soffan förhåller sig tillvarandra är sambanden. Rummets golv, väggar och tak är systemgränserna. Och omgivningen skulle kunna vara solljuset (Ingelstam, 2002, s. 23-27).
Det är viktigt att tillägga att alla systembeskrivningar är förenklingar av verkligheten, alla aspekter tas inte med. Vilka aspekter som inte tas med är beroende på syftet. Systemen får en allt mer central roll i vårt samhälle, vilket gör att det är viktigt att kunna analysera systemet genom olika systemanalyser, allt från komplexa landstäckande system som elnätet till små system likt en mobiltelefon. Genom systemanalysen fås en helhet över systemet, som till exempel systemets inre egenskaper och dynamik. Det finns flera olika sätt att göra systemanalyser, där alla har olika mål med själva analysen (Ingelstam, 2002, s. 23-27).
En typ av systemanalys är materialflödesanalys (MFA) som bedömer flöden och lager av resurser och material inom ett definierat system. En MFA sammankopplar vad som går in, går ut och hur materialet rör sig inom systemet. MFA är väldigt lätta att kontrollera genom lagen om massans bevarande, lika mycket som går in måste också gå ut; vilket gör MFA väldigt populära inom resurs-, sop- och miljöhantering (H. Brunner och Rechberger, 2004). Genom att balansera vad som går in och ut och rörelsen inom systemet, kan miljöbelastningarna bli synliga och även deras källor.
Förutom resurserna och materialet, kan en MFA ta hänsyn till energi, utrymme, information och socioekonomiska problem. MFA är även till för att utvärdera existerande system som matproduktion, transporter och andra grundläggande behov, och lika väl ge stöd till nya designer som kan vara effektivare (H. Brunner and Rechberger, 2004, s. 3-5).
Syfte & målformulering
17
Syftet med denna studie är att jämföra två olika odlingssystem, det ena systemet en underjordisk odling i Högdalen och det andra en kommersiell växthusodling, för att se hur den underjordiska odlingen står sig mot konventionell växthusodling från ett hållbarhetsperspektiv.
De frågeställningarna som ligger till grund för arbetet är:
● Hur ser de två odlingssystemen ut och hur fungerar de?
● Vilka skillnader och likheter finns mellan systemen?
● Hur står sig systemen från ett hållbarhetsperspektiv och hur kan de i framtiden bidra till en hållbarare utveckling?
Metod
Litteraturstudie
Litteraturen är framförallt hämtad från databasen ScienceDirect där de allra flesta av de vetenskapliga artiklarna vi använt oss av kommer ifrån; även GoogleScholar har använts för ett fåtal artiklar. Vi anser att ScienceDirect är en bra källa till information då alla artiklar i deras databas är referentgranskade (peer reviewed) medan extra försiktighet åtagits till källor funna genom GoogleScholar som kan komma från en uppsjö av olika utgivare.
Vi har även använt oss av en del grå litteratur, det vill säga litteratur som inte granskats av kommersiella utgivare, från diverse institutioner som: FN, EU-kommissionen, FOI, Sveriges riksdag, WHO, FAO m.fl. för att kunna knyta vårt arbete till olika internationella som nationella mål och presentera information som är relevant till arbetet men kanske inte finns lätt tillgänglig i vetenskaplig litteratur.
Sökstrategier
Informationssökningar har i första hand gjorts via ScienceDirekt där sökord som: Zfarming, Zero-acerage farming, sustainable agriculture, urban agriculture, food security, BIA, building integrated agriculture, urban farming, indoor farming och city farming med flera använts.
Information har även inhämtats från relevanta myndigheter och institutioner som valts ut med eftertanke för att ge ett bra underlag till arbetet.
Studiebesök och intervjuer
Då arbetet ser på två olika odlingar som system så har studiebesök gjorts på bägge av dessa odlingar. Vid varje besök har samtalen spelats in och vid senare tillfälle transkriberats för att kunna användas som underlag till arbetet på ett mer lättillgängligt sätt.
Två besök har gjorts på den underjordiska odlingen i Högdalen. Det första besöket genomfördes den 6:e mars där Leif Rönngren, som är ordförande på NRFH och en av projektägarna och initiativtagarna till projektet, blev intervjuad och visade lokalerna. För att få en bättre teknisk inblick i hur odlingen fungerar genomfördes ett andra studiebesök; denna gång med Thomas Wilding som är tekniskt ansvarig för projektet i Högdalen. Det andra besöket skedde den 14:e mars och Thomas gav en tydligare teknisk beskrivning av odlingen.
För att ha något att jämföra odlingen i Högdalen med kontaktades flera aktörer i Stockholms närområde som håller på med kommersiell växthusodling varav en, Spisa, lät oss komma på ett studiebesök. Spisas växthus i Hejsta odlar diverse bladgrönt, bland annat bladsallad, basilika och
18
persilja, och går därför relativt bra att jämföra med odlingen i Högdalen som, för tillfället, enbart odlar bladsallad men vid ett senare skede troligtvis också kommer odla annat bladgrönt. Besöket på växthusodlingen i Hejsta genomfördes den 9:e april tillsammans med vår kontakt hos Spisa, Per Petterson, som är styrelseledamot i Spisa och tidigare var ansvarig för växthusen i Hejsta. Per har även haft en rådgivande roll till odlingen i Högdalen. Per visar oss runt i växthuset och förklarar hur det fungerar samt svarar på frågor.
Det kan vara bra att vara medveten om att de flesta data och siffror som vi fått ut från dessa studiebesök är baserade på våra intervjupersoners uppskattningar och därför finns en viss felmarginal. Personerna vi intervjuat är också investerade i projekten både på ett professionellt och på ett personligt plan och viss bias kan därför vara möjlig; vi upplever dock att alla personer vi varit i kontakt med haft ett gott uppsåt och till bästa förmåga försökt delge oss riktig information.
Tillvägagångssätt
Den information som insamlats från studiebesöken har sedan använts för att skapa en MFA över respektive odling för att på ett tydligare sätt kunna visualisera likheter och skillnader mellan odlingarna och på ett enkelt sätt skapa förståelse över hur odlingen fungerar. Litteraturstudierna har sedan använts för att se på odlingarna från ett större perspektiv och för att se hur de står sig efter bland annat FNs hållbarhetsmål.
Processen vid MFA
MFA är ett analysverktyg för att undersöka flöden och lager av ett system, det ger insikt till beteendet av systemet. För att uppnå målen med en MFA bör enligt Brunner och Rechberger (2004, s.28) systemet tydligt avgränsas, förenklas och presenteras på ett tydligt sätt.
Brunner och Rechberger (2004, s.53) definierar de generella stegen för en MFA på följande sätt:
1. Definiera problemet och sätt upp lämpliga mål.
2. Definiera systemet genom att bestämma systemgränser, processer och varor.
3. Flöden och koncentrationer bestäms, osäkerheter betraktas. För en MFA som är specificerad på ett eller flera ämnen görs även beräkningar på ämnenas flöden och vart någonstans ämnet lagras inne i systemet.
4. Resultaten presenteras på ett lämpligt sätt för att underlätta genomförandet av målorienterande beslut och för att visualisera slutsatser, ofta genom ett flödesschema.
Det finns inte något strikt konsekvent tillvägagångssätt vid framtagandet av en MFA, utan istället ska varje process anpassas och optimeras för att tillgodose projektets mål där varje val och beslut bör kontrolleras kontinuerligt. Det är oftast bättre att börja en MFA med grova uppskattningar och provisorisk data, för att sedan ständigt uppdatera, förbättra och applicera ny data tills det att resultatet har en tillräckligt hög kvalitet (H. Brunner och Rechberger, 2004, s. 53-54).
Hur en MFA visualiseras?
Det finns generellt sett två olika grupper som en MFA riktar sig till: den ena gruppen är personer med expertkunskap inom området vilket MFA:n inriktar sig på, och den andra gruppen består oftast av beslutsfattare som ofta saknar djupare kunskap inom området. En MFA-presentation behöver därför vara tydlig och lätt att förstå samt transparent för att den ska vara trovärdig och möjlig att återskapa (H. Brunner och Rechberger, 2004, s. 64). Det vanligaste sättet en MFA visualiseras på är genom ett flödesdiagram; ett diagram som består utav processer och flödespilar. Flödespilarna gör det enkelt att följa flöden i systemet mellan processerna eller stegen. Processerna är en behandling av ett ämne som transformation, lagring eller transport. Det finns vissa förhållningsregler som gör ett flödesdiagram mer lättläst; som till exempel att allt som går in från systemet ska vara på vänster sida och allt som går ut till höger. Processerna bör vara placerade så att korsande flödespilarna minimeras vilket gör diagrammet enklare att följa (Laner och Rechberger, 2016).
Avgränsningar
19
När ett system betraktas är det viktigt att sätta gränser för var systemet börjar och slutar. För MFA:n är dessa gränser satta efter in-transporter och före ut-transporter från odlingarna: det vill säga transporter till och från odlingarna ses inte som en del av systemet. Anledningen till denna begränsning ligger i att det inte finns tillräckligt med tid för att på ett tillräckligt sett undersöka dessa samt att det ska vara lättare att undersöka odlingarnas egna potentialer utan att i det steget ta hänsyn till de olika transportbehov de har.
Resultat
Inomhusodlingen i Högdalen
Enligt Leif startade projektet odlande stadsbasarer genom att NRFH, som tidigare hade jobbat med hållbar utveckling, började fundera på om det var möjligt att kunna ta vidare tidigare projekt; ett av dessa projekt handlade om att göra grönstråk mellan Högdalens kyrka ner till industriområdet. De första tankarna var att starta odlingar upp på taken i industriområdet, men efter diskussionens gång slutande det med att odla under jord istället då det fanns oanvända lokaler under Högdalens centrum. En förstudie drogs igång med stöd av Vinnova, förstudien som gjordes var en omvärldsanalys via KTH. Från omvärldsanalysen framgick det att detta håller delvis på i Chicago, London, Paris och New York, men bara utifrån kommersiella odlingar och omställningar. Fast ingen av de tidigare hade samma ingångssätt som NRFH, vilket var att skapa arbetstillfällen, lokal cirkulär ekonomi och lokala sammanhang. Det kom även fram att det inte finns några öppna forskningsresultat från liknande odlingar. Under förstudiens arbetsgång kontaktade Vinnova och sa att det fanns ett liknande projekt nere i Landskrona, vilket inte hade lyckats då kommunen inte var med. Så NRFH åkte ner och fick till ett samarbete där även ett projekt från Helsingborg blev inkopplat. Det var så projektet startade.
Enligt Thomas Wilding är syftet med odlingen i Högdalen inte är att maximera produktionen eller ett teknikutvecklingsprojekt: utan syftet är att se om det går att odla i en liknande miljö, vad som krävs, hur mycket sysselsättning som skapas, och vad kan som går att få ut från en kruka. Att odlingen är lokaliserad i ett gammalt lastintag under Högdalens centrum. På grund av lastintagets utformning så används det inte idag och ett rum på 80 kvadratmeter har byggts till i genomfarten där lastbilarna tidigare körde igenom det bortsprängda berget. Väggarna till rummet är av brandklassat gips och golvet av betong. Sex ebb- och flodbord står på rad längs ena väggen och på dessa ryms totalt cirka 1000 krukor med sallad. Ebb- och flodborden är bord som ger odlingen vatten underifrån, borden har höga kanter lägs med sidorna. Borden fylls upp med vatten till ungefär hälften av kantens höjd efter ett tag dräneras borden och vattnet rinner tillbaka till tanken.
Ovanför ebb- och flodborden på ungefär en meters höjd hänger nio stycken växtlampor, Heliospectra, se figur 1. I rummet finns också en vattentank på 1000 liter med växtnäring löst i vatten. Vattnet från tanken kan sedan pumpas upp för att blötlägga de krukor som står i ebb- och flodborden. När pumpen stängts av dräneras borden igen automatiskt och näringslösningen rinner
20
tillbaka till vattentanken. En bild från själva odlingen kas ses e figur 2 och figur 3 enklare illustration av systemet.
Figur 3: Enkel systemillustration av odlingen i Högdalen. Egen illustration (Enges & Uppsäll)
Odlingsprocessen
Processen för odlingen i Högdalen skiljer sig något mot kommersiell odling av bladgrönt i växthus eftersom den inte är lika automatiserad. Enligt Thomas Wilding och Leif Rönngren tar processen mellan fyra till fem veckor för sallad att växa från frö till färdig växt enligt följande:
1. Krukorna fylls med jord och frön manuellt, vilket ungefär tar en till två dagar.
2. Krukorna ställs i ett kallare rum något dygn.
3. Fröna bevattnas, krukorna täcks med plast och står under en tid med högre temperatur, runt 23℃, tills fröerna börjar gro. Plasten funktion är att hålla fuktnivån hög runt fröerna för att förhindra att vattnet avdunstar och fröerna torkar ut.
21
4. När fröna har tagit grodd ställs krukorna på ebb- och flodborden och själva odlingen startar.
Belysningen i taket sätts på och bevattningen sker genom att ebb- och flodborden flera gånger per dag fylls med, och dräneras från, vatten.
5. Produkten skördas och används inom NRFH egna verksamheter, eller säljs direkt vidare till konsumenterna.
6. De sallader som, används inom NRFH egna verksamheter, separeras ifrån krukan. Krukan rensas, därefter och rengörs, jorden komposteras och krukan återanvänds i nästa odlingssats.
Systembeskrivningen
Figur 4: MFA över odlingen i Högdalen. Egen illustration (Enges & Uppsäll)
Figur 4 visar MFA över inomhusodlingen i Högdalen, där processerna förklaras i nedanstående text.
Informationen kommer från studiebesöken till Högdalen samt intervjun med Thomas Wilding.
Bladsalladen som växer i inomhusodlingen i Högdalen får ljus genom lampor av modellen Heliospektra 60E. Eftersom bladsallad tål mycket solljus kommer belysningen troligen användas hela dygnet, men ännu har detta inte testats i odlingen. Men lamporna ger inte enbart ljus, utan ger även ifrån sig värme, tillräckligt mycket för att värma upp rummet utan användning av någon annat 22
uppvärmningssätt, men det finns även radiatorer längs med väggarna, för att värma upp rummet då odlingsbelysningen är av. Om det blir för varmt i rummet pumpas den varma luften ut med hjälp av ventilationen. Genom ventilationen pumpas även in ny färsk luft med högre koldioxidhalt, för växternas fotosyntes. Den nya färska luften är Systembolagets frånluft, som har lite högre koldioxid halt än vad luften utanför har på grund utav att personer befinner sig i Systembolagets lokaler och utandas koldioxid.
Växterna behöver vatten och näring som de får via bevattningen. Näringssalterna och vattnet blandas i tanken manuellt enligt recept, näringssalterna köps in. Tanken fylls på manuellt efter behov med både vatten och näring.
Eftersom odlingen inte är automatiserad lika mycket som en kommersiell odling krävs manuell hantering på flera ställen för att odlingen ska fungera. I Högdalen behöver arbetarna lägga ner tid vid dosering och applicering av vatten och näring samt blanda det näringsrika vattnet så att näringen blir ungefärligt jämnt fördelat i vattnet. De behöver också slå på/av pumpen manuellt, vilket enkelt görs genom ett knapptryck. Men större manuellt arbete krävs vid appliceringen av jord och frön till krukorna och kan ta upp till två dagar för att fylla alla 1 000 krukor, samt flytta alla krukor från ett ställe till ett annat, till exempel från kylan in till värmen. Manuellt arbete krävs också då krukorna ska täckas med plast för att behålla fuktigheten. Översiktlig kontroll på odlingen krävs också för att förhindra att en massa jord skulle fastna i ventilerna och för att bevattningen fungerar som den ska. Manuellt arbete krävs också vid skörden och för den del som används inom NRFH egna verksamhet töms krukorna på jord och tvättas för återanvändning.
Växthusodlingen i Hejsta(Spisa)
I Hejsta söder om Järna i Sörmland har Spisa några av sina växthus. Under studiebesöket och intervjun med Per Pettersson, framgick det att växthusen är sammanfogade till ett större växthus som byggts ut i omgångar. Växthusens totalyta är ungefär 15 000 kvadratmeter varav cirka 13 000 kvadratmeter är odlingsyta. Den större delen av odlingen sker på mekaniska rullband, men det används också av ebb- och flodbord. Här odlas bladgrönt av olika typer, t.ex. bladsallad, basilika och persilja. Odlingen är till större delen automatiserad och sensorer känner av bland annat ljusinstrålning och temperatur och en dator kan med hjälp av informationen från sensorerna reglera belysning, uppvärmning och öppning/stängning av takluckor för att nå önskvärda värden. Till största delen så står plantorna i rännor som successivt förflyttas fram i växthuset med ett ökande avstånd mellan raderna för att växterna ska ha mer utrymme allteftersom de växer och blir större, se figur 5.
23
Figur 5: Sallad i rännor, Hejsta (Enges & Uppsäll)
Odlingsprocessen
Från studiebesöket och intervjun med Per Petterson framgick det att odlingsprocessen tar mellan 30 till 50 dagar och går till på följande sätt:
1. Krukorna fylls med jord av jordpackningsmaskinen, se figur 6. Maskinen fyller krukan med en deciliter jord. Jorden som används består uteslutande av organiskt material bestående till stor del av växtkompost, gräs som bearbetas till mindre delar och komposteras. Detta gör att jorden blir mera homogen och med homogenare jord får man mer liknade förhållanden i varje kruka.
2. Frön placeras i krukan (olika antal frön placeras i krukorna beroende på vilken växt som odlas) för bladsallad är det två frön per kruka. Detta steg sker också via en maskin, se figur 7 för bild på frösättningsmaskinen. För att automatisera process behöver varje frön kapslas in så att de blir runda, för att maskinen enklare ska kunna distribuera rätt antal frön i varje kruka.
24
3. Krukorna transporteras groddkammaren, ett rum med en temperatur på runt 20℃ samt hög luftfuktighet. Där fröna får ta grodd vilket kan ta allt från en dag till en vecka beroende på växten. Om det skulle vara så att groddkammaren är full finns en plan b, att plasta in krukorna så att fröna inte torka ut.
4. När plantan har tagit grodd flytas krukorna till barnkammaren, se figur 8, där de får växa till sig innan krukorna placeras på banden, anledningen till detta är att rotsystemen ännu inte är tillräckligt utvecklade och plantorna får därför bevattning ovanifrån. Figur 9 visar plantorna när de är placerade i rännorna på banden, efter barnkammaren.
5. På banden transporteras krukorna från liten växt till färdig planta som ska ut till försäljning. Här sker allt automatiskt: bevattning, ljus- och värmereglering. Bandet är 120 meter långt och tar lite mer än en månad att transportera plantan från ena sidan till andra sidan, se figur 10. Allt eftersom plantorna växer och behöver mer plats ökas avståndet mellan rännorna. I figur 9 går det att hur rännorna ligger tätt mot varandra och i figur 5 är det ett avstånd mellan rännorna.
6. Plantan packas in, tillsammans med krukan, och sickas ut från växthuset till livsmedelkedjan.
25
Systembeskrivningen
Figur 11: MFA över växthusodlingen i Hejsta. Egen Illustration (Enges & Uppsäll).
Figur 11 visar en illustration av MFA:n över växthusodlingen i Hejsta. Följande information är tagit från studiebesöket och intervjun med Per Petterson i Spisas växthus i Hejsta:
Odlingen använder sig till stor del av solen för att ge växterna ljus, eftersom odlingen sker i ett växthus. Solen ger inte enbart ljus till odlingen utan värmer också upp växthuset. När solljuset inte räcker till slås lamporna på inne i växthuset, detta avgörs med hjälp av sensorer som mäter upp
26
solljuset och skickar informationen vidare till en dator som tar besluten. Lamporna tillför inte enbart ljus utan ger också ifrån sig värme till rummet dock räcker lampornas restvärme inte alltid till för att förhindra att det blir för kallt i växthuset och då används värmepannor. I första hand används pannor som eldar frityrolja och i andra hand pannor som använder sig av svavelfri dieselolja. Det finns också en brännare med öppen låga vilken har som uppgift att tillföra koldioxid till växterna inne i växthuset, en biprodukt från förbränningen är värme. Koldioxidhalten ökas inne i växthuset om växterna skulle vara rangliga vilket gör att växterna får mera material att bygga upp sig med, normalt hålls den runt 800 ppm men kan vid behov höjas till runt 1200 ppm. Om det bli för varmt i växthuset öppnas takluckorna och släpper och värmen ventileras ut, detta är ett mycket effektivt sätt men även det billigaste alternativet att kyla ner anläggningen.
Den största skadan på växterna sker av insekter som äter upp växterna. För att bekämpa skadeinsekterna används olika biologisk bekämpning i form av rovinsekter som äter upp skadeinsekterna. För att övervaka situationen och se hur allvarligt det är med skadeinsekter användes insektsfällor med klister som fångar upp insekterna, så det fås en överblick över situationen i realtid och kunna agera utifrån dessa, figur 12 visar en av dessa fällor. De insekter som ställer till mest problem är trips och löss, de rovinsekter som används är rovsteklar, rovkvalster och i sällsynta fall strängsländelarver som är riktigt effektiva men dyra. Löss är dåliga flygare de kan inte ta sig på egen hand från produktionsänden upp de 120 metrarna till de nya plantorna. Om det skulle vara en del plantor som har kontaminerats av löss slängs produkterna, rännorna tvättas och hettas upp i en bastu på 60 ℃ i några timmar så att alla löss dör innan rännorna återanvänds, allt för att förhindra att lössen sprids vidare i växthuset.
Figur 12: Bild på insektsfälla (Enges & Uppsäll)
27
Odlingen behöver utöver ljus, värme, koldioxid och skydd mot skadedjur även vatten och näring till växterna; i Hejsta användes biologiskt aktivt vatten vilket ger växterna både näring och vatten, berättar Per Petterson. För att få fram det biologiska aktiva vattnet används biogasrester som filtreras till en vätska, efter filtreringen luftas vätskan för att omvandla ammoniumkväve (NH4+) till nitratkväve (NO3-). Ibland fylls rännorna med alltför mycket dy och måste då rensas och dyn slängas bort. Ett problem de har upplevt i växthuset med cirkulerande vatten är uppkomsten av svampsjukdomar. Om en växt skulle få en svampsjukdom är det väldigt lätt att sjukdomen sprids vidare till andra växter. En fördel med biologiskt aktivt vatten är då att det finns ont om plats i vattnet för svamparna att sprida sig eftersom de måste konkurrera med andra svampar och mikrober som parasiterar sig på svampar.
Även fast det mesta sker på automatik i systemet behöver manuellt arbete läggas ner i odlingen också. Framförallt krävs manuellt arbete när maskinerna som fördelar jord och frön behöver fyllas på, samt när förflyttningar ska ske mellan groddkammare, barnkammare och rännsystemet. Sist så läggs det även manuellt arbete vid skörden och packningen av växterna. Utöver allt detta måste systemet bevakas så att inget felaktigt sker, som till exempel att det eldas i pannorna samtidigt som takluckorna står på vid gavel.
Allt som odlas kommer inte ut till försäljning. Det kan bero på att det till exempel finns ogräs i krukorna, det går inte att garantera till 100 % att fröna som köps inte innehåller något ogräsfrö.
Ogräsfrön och vanliga frön till växter som odlas kan vara så lika att det nästan är omöjligt att skilja på dem. I figur 13 syns det att vissa krukor innehåller ogräs. En annan orsak kan vara att växten har blivit förstörd av skadedjur, svampsjukdomar eller att utbudet är så lågt bland konsumenterna att växterna samlas på en hög och blir dåliga.
28
Figur 13: Bild på ogräs (Enges & Uppsäll)
Likheter och skillnader
29
Både Spisas växthusodling och odlingen i bergrummet under Högdalen är till stora delar väldigt lika. Som de flesta odlingar så har de samma grundbehov och det som skiljer dem mest åt är hur dessa behov tillgodoses. Växter behöver ljus, vatten och näring. Växthusodlingen får ljus såväl från solen som från konstgjord belysning medan odlingen i Högdalen endast använder sig av konstgjorda ljuskällor.
Bevattningssystemen mellan odlingarna skiljer sig något men i båda odlingarna blandas näringen med vattnet och växterna får alltså den näring de inte tar upp direkt från jorden via vattnet. Vart vattnet härstammar ifrån skiljer sig åt; i Högdalen tas vattnet från Stockholms kommunala vattennät, men i Hejsta kommer vattnet ifrån två brunnar och en damm som ansamlar regnvattnen.
Tillvägagångssättet för att tillgodose växternas koldioxidbehov skiljer sig också mellan odlingarna. I Högdalen tas in-luften från Systembolaget i köpcentret ovanför vilket resulterar att luften i odlingen har en CO2-halt som varierar mellan ett minsta värde på 401 ppm och upp till ett högsta värde på 662 ppm, oftast ligger värdet någonstans mellan dessa och alltså högre än den naturligt förekommande CO2-halten i atmosfären som är ungefär 400 ppm (Barrie och Braathen, 2017).
I växthusodlingen används en speciell brännare för att höja CO2-nivåerna, vilket endast görs då det är så pass kallt att takluckorna är stängda. Om växterna verkar rangliga kan CO 2-nivåerna, med hjälp av brännaren, höjas till cirka 1200 ppm men det normala är att värdet ligger på runt 800 ppm;
denna kontroll över halten saknas helt i Högdalen som är direkt beroende av CO 2-halten i Systembolaget.
Den kanske största skillnaden ligger i att allt är mer automatiserat i växthuset medan en större del av det fysiska arbetet i Högdalen sköts manuellt. En annan skillnad är insektsbekämpningen. I Hejsta sköts den med hjälp av rovinsekter medan det saknas en plan för bekämpningen i Högdalen då de inte förväntar sig att insekter ska komma in.
Odlingen i Hejsta är en stor kommersiell odling som går med vinst medan det i Högdalen odlas på en betydligt mindre skala som ett experiment för att undersöka möjligheterna men den typen av odling. Detta gör att odlingarna skiljer sig i både storlek och syfte.
Huvuddelen av skörden från Högdalen är tänkt att användas av företag som är en del av projektet inom deras egna verksamheter medan resterande, ungefär 40 %, säljs. Eftersom växthusodlingen i Hejsta är en kommersiell verksamhet säljs, om möjligt, hela skörden till matvarubutiker och grossister.
Det finns även skillnader i möjligheter att skapa cirkulation runt odling, mycket beroende på lokaliseringen av odlingen. I Högdalen finns flera verksamheter, mera byggnader och betydligt flera människor dagligen än Hesjta, på grund av att i Högdalen är lokaliseringen vid centrum men i Hejsta är det mitt ute på landet, vilket gör att det finns större möjligheter att skapa cirkulation i Högdalen än i Hejsta. Idag har båda systemen cirkulerande vattenflöden, där vattnet som inte tas upp av växt åker tillbaka till tankarna. Men i Högdalen finns det idag ytligare ett cirkulerande system, som är återanvändningen av plastkrukorna. Då produkten som används i NRFH egna verksamheter tas plastkrukan tillbaka och tvättas för att användas i nästa odlingssats.
30
Diskussion
Projektet i Högdalen är inte ett projekt med huvudfokus på teknisk innovation eller ekonomisk vinning, utan fokus ligger mer mot de sociala aspekterna. Genom att ha arbetsintensiva odlingar kan långtidsarbetslösa komma tillbaka till arbetsmarknad, och genom skapa cirkulation i den lokala marknaden stärka Högdalens centrum, med lokalt odlade grönsaker, mot konkurrenter som nyare köpcentrum i närheten. Att få långtidsarbetslösa till arbetsmarknaden har redan lyckats, då två personer som nu jobbar med odlingen tidigare var arbetslösa. Men ännu fler arbetslösa skulle kunna få arbete om odlingen skalades upp med fler odlingsrum samt försäljning till både företag och privatpersoner. Men skapandet av cirkulation i den lokala marknaden är svårt mäta idag, det har endast gjorts två odlingscykler och en av dessa var endast en testomgång. Det krävs längre tid innan det är möjligt att se om någon stärkning av den lokala marknaden har gjorts eller inte på grund av inomhusodlingen.
Skillnader mellan odlingarna Uppvärmning
Odlingarnas placering skiljer sig fundamentalt genom att de har olika lägen och därmed är olika utsatta för omgivningen. Skillnaden i utsatthet får effekter till följd av väder: ett växthus påverkas till mycket större grad av temperaturen utomhus än vad ett rum under mark gör beroende på glasets isolerande förmåga, eller R-värde. På grund av detta använder de i Hejsta brännare för att värma växthuset på vintern och även om de i första hand använder sig av frityrolja så behöver de ofta även använda dieselbrännarna för att kunna hålla växthuset tillräckligt varmt under vintern. I Högdalen å andra sidan ligger odlingen en bra bit under mark och är betydligt mer isolerad från klimatet utomhus och växtbelysningen ger ifrån sig tillräckligt med värme för att annan uppvärmning av rummet inte är nödvändig så länge den är i bruk; detta resulterar i att inga extra resurser behövs för uppvärmning vintertid.
På sommaren kan rollerna sägas vara något omvända då växthuset sällan behöver extra uppvärmning och för att förhindra att det blir för varmt kan de helt enkelt öppna takluckor för att kyla av växthuset. I Högdalen däremot blir detta svårare och vad de kan göra är att slå av värmeväxlaren och låta ventilationen gå på. Det är fortfarande oklart till vilken grad ventilationen klarar att hantera värmen som kommer från växtlamporna under sommaren eftersom odlingen än så länge inte varit igång under en sommar men det är rimligt att anta att den kräver mer energi än vad de öppna takluckorna gör i växthuset.
Ljus
Båda odlingarna använder sig av artificiellt solljus till växterna. Skillnaden mellan odlingarna ligger i att odlingen i Högdalen enbart använder sig av artificiellt ljust för att tillgodose växternas behov medan odlingen i Hejsta enbart använder artificiellt ljus som ett komplement när solinstrålningen inte är tillräckligt stor. I Högdalen är alltså behovet av artificiellt ljus lika stort året om medan det i Hejsta generellt sett är mindre och betydligt mindre på sommarhalvåret då solinstrålningen är stor.
Energin som krävs för belysningen i odlingarna är därför betydligt mindre i växthuset än i odlingen under mark om man bortser från storleksskillnaden.
Insektsbekämpning
Här skiljer sig odlingarna tydligt åt. I Hejsta använder man sig framförallt av biologisk bekämpning medan man i Högdalen inte förväntar sig att ha några skadedjur då odlingen ligger så pass otillgängligt till för dem. Skulle det ändå komma in skadedjur i Högdalen skulle odlingen kunna avbrytas och odlingsrummet saneras, till exempel genom att det värms upp till en temperatur som dödar skadedjuren.
31
