PlantLab maakt komaf met voedseltekort

(Zoals verschenen in het éénmalig magazine GROW van Bigtrees, September 2015)

Geef ons een oppervlakte zo groot als de Nederlandse Flevopolder, en wij voeden de wereldbevolking

Terwijl er al decennia lang een ideologische strijd wordt gevochten tussen de industriële landbouw en de kleinschalige en biologische landbouw, is de kans groot dat een heel andere paradigma de toekomst van voedselproductie mee zal bepalen.

In kader van het CityFarm Project aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT) wordt behoorlijk wat onderzoek gedaan naar het potentieel van digitale productie van voedsel in gesloten en gecontroleerde omstandigheden. Concreet worden de allernieuwste teelttechnieken bij elkaar gebracht: hydrocultuur, controle over groei en smaak met de frequentie van monochroom kunstlicht en digitale aansturing van het integrale teeltprogramma. Monochroom licht is vooral een efficiëntie-overweging. Om aan fotosynthese te doen heeft een plant eigenlijk maar drie kleuren van het licht nodig: rood, verrood en blauw. Een computerprogramma bepaalt daarbij haarscherp de exacte cocktail van licht, water, stikstof, CO2, voedingstoffen en doorlooptijd. MIT legt daarbij niet alleen baanbrekende resultaten neer qua productiviteit, maar ziet ook bijzondere duurzaamheidsprestaties mogelijk. Afhankelijk van de gemaakte vergelijking met conventionele ketens, loopt de energie- en watervoetafdruk terug tot respectievelijk 80% en 95%.

Het potentieel is dat overal ter wereld kraakvers voedsel kan geproduceerd worden in de nabijheid van waar het geconsumeerd wordt. Transport over lange afstanden wordt overbodig, heel wat voedselverlies en voedselkilometers worden geëlimineerd omdat tussenschakels in de keten gereduceerd worden. De zogenaamde PPU’s (Plant Production Units) kan je overal ter wereld met een hoog en zeker rendement inzetten zonder pesticiden en synthetische meststoffen. Hiermee gaan ze van food miles naar food steps.

De rede waarom dat zo belangrijk is, is omdat volgens schattingen de wereldbevolking in 2050 uit 9 miljard mensen zal bestaan waarvan er 85% in steden zullen leven. Onze voedselproductie zal zich aan die nieuwe situatie moeten aanpassen aan de hand van de nieuwste inzichten.

Zowat alle industrieën worden al tientallen jaren vernieuwd met digitale technologieën (denk maar aan de media, de medische sector, de financiële sector, marketing… straks ook het autorijden…). Alleen bij voedselproductie is dat nog niet het geval. Dat is buiten PlantLab gerekend. Zij maken werk van de commercialisering van deze technologie en daarbij koesteren ze grote ambities. Ze zijn er rotsvast van overtuigd dat PPU’s een wezenlijke rol gaan spelen in de strijd tegen voedselschaarste.

Zogenaamde plantfabrieken zijn niet nieuw. In Japan bestaan ze al meer dan twintig jaar. Voedselschaarste is er niet te onderschatten. Een meloen kost er al gauw 80 euro en wordt als cadeau meegenomen, net zoals wij een fles wijn meenemen als we worden uitgenodigd om te eten.
De technologie is er meestal wel nog behoorlijk energieverslindend. Hier benaderen ze alles vanuit een technologisch oogpunt terwijl dat bij PlantLab juist andersom is, en door de plant bepaald.

Bij PlantLab in ‘s-Hertogenbosch is niet enkel de technologie het uitgangspunt, maar ook de biologie van de plant. PlantLab benadert planten als systemen en doet voor ieder voedingsgewas in de wereld onderzoek naar het ultieme programma om de teelt digitaal aan te sturen met slechts een fractie ruimte, energie en water ten opzichte van conventionele land- en tuinbouw. Het programma houdt telkens ook in dat smaak en voedingswaarde stevig worden opgekrikt, terwijl er wordt afgezien van pesticiden, synthetische meststoffen en genetisch gemodificeerde gewassen.

“Wij ontwikkelen en verkopen een totaaloplossing die bestaat uit hard- en software, en waar telers volautomatisch voeding mee kunnen produceren die voldoet aan hun wensen” licht Leon Van Duijn toe.

In 2005 kwam het team dat bestond uit technische experten en plantenfysiologen en dat later PlantLab zou oprichten voor het eerst samen. Die cross-disciplinaire combinatie bepaalt nog steeds het succes. In november 2009 werd PlanLab opgericht. In 2010 is het eerste onderzoekslab open gegaan met acht onderzoeksruimtes, en sinds september 2014 beschikt PlantLab over een nieuw pand van ruim 200.000 vierkante meter. Dit is vandaag ingedeeld in 34 verschillende klimaatruimtes. Vandaag zijn er zo’n 40 mensen aan het werk. De werkelijke commercialisatie van het product is pas gestart in 2015.

Wanneer we praten over duurzaamheidsprestaties, moet er vooral naar het potentieel gekeken worden:

• De watervoetafdruk en CO2-afdruk worden met gemiddeld 95% en 80% verminderd
• Indien productie en consumptie echt dicht bij elkaar liggen, worden voedselkilometers voedselstappen. Dit resulteert in een reductie van transport en voedselverlies.
• Doordat de juiste omstandigheden voor de plant worden gecreëerd en hij dus gezond blijft, zijn genetisch gemodificeerde gewassen om in barre klimatologische omstandigheden te gedijen of die resistent zijn tegen plagen, dus niet nodig.
• Er wordt ook een efficiëntieslag gemaakt in zake ruimtegebruik. Eén vierkante meter kan in een PPU vier aardappeloogsten opleveren per jaar in plaats van één oogst. Voor andere gewassen kan de opbrengst tot 10 maal groter zijn dan in open lucht. Voor tomaten is de productiviteit dubbel zo groot in vergelijking met de Nederlandse kasteelt, en vijf keer zo groot als de Russische. Om één persoon van een dagelijkse portie (250 gram) verse groenten te voorzien, is één vierkante meter nodig. Bovendien, kunnen verschillende PPU’s in de hoogte gestapeld worden. In het Midden Oosten werken ze aan flatgebouwen uitgerust met deze technologie.
• Smaakdiversiteit is misschien niet meteen een duurzaamheidsargument, maar toch zeker een cultureel of gastronomisch argument. Door hun controle over alle parameters in het teeltprogramma, heeft PlantLab een behoorlijke controle over de smaak. De verwachtingen rond de smaak van een gewas zoals basilicum zijn anders in Italië dan in China, België of Nederland.
• Heel wat gewassen bevatten inhoudsstoffen die relevant zijn voor de farmaceutische industrie, maar die te weinig in groenten en fruit voorkomen die natuurlijk geteeld zijn. PlantLab kan teeltprogramma’s ontwikkelen die deze inhoudsstoffen verhogen, zodat groenten en fruit grondstoffen kunnen bieden voor de gezondheidszorg.

De klanten van PlantLab bestaan uit retailers, telers, maar ook veredelaars, onderzoeksinstellingen en farmaceutische instellingen. Retailers en telers zijn vooral gewonnen voor de productiviteit en de gecontroleerde omstandigheden. Met PPU’s zijn niet alleen meerdere oogsten mogelijk, de opbrengst is bovendien op voorhand veel nauwkeuriger in te schatten. De veredelaars en de farmaceutische sector zijn vooral geïnteresseerd in het verhogen van inhoudsstoffen met relevante toepassingen in geneesmiddelen of voedingssupplementen.

PlantLab biedt totaaloplossingen. Het is een combinatie van hardware op maat, besturingssystemen en datafiles:
• De PPU’s worden op locatie en op maat van de wensen en toepassingen van klanten gemaakt. Een PPU kan je vergelijken met een distributiecentrum opgebouwd uit staal en een isolerende schil. Deze wordt voorzien van allerlei hardware om uiteindelijk de planten te kweken.
• Daarnaast ontwikkelen ze teeltprogramma’s in opdracht van klanten. Deze worden door de klanten ‘gedownload’ naar de PPU’s. Daar gaan rolcontainers met zaadjes of kiemen in. Deur dicht, draaien aan de knop, enkele weken wachten, en je kan een consumptierijpe en volwassen tomaat oogsten… “Vanuit ons data center in ‘s-Hertogenbosch superviseren we alle teeltprocessen bij al onze klanten. Je kan het als een controlekamer beschouwen”.

In de proefopstellingen te ‘s-Hertogenbosch worden natuurlijk ook groenten gekweekt. “Binnenkort willen we zo’n 20 ton groenten en fruit per jaar produceren die geschikt zijn voor consumptie om mensen op een laagdrempelige manier in contact te laten komen met onze teelttechnologie”.

Inmiddels zullen op verschillende plekken in Nederland vanaf volgend jaar groenten uit PPU’s gekocht kunnen worden. “We zien een ontwikkeling voor ons waar supermarkten binnenkort voedsel gaat produceren in eigen beheer”.

Uiteraard is de aankoop van een PPU een grote investering. “Afhankelijk van het soort product dat wordt geteeld zijn er vele gewassen commercieel haalbaar te telen. Vooral in het Midden-Oosten is het potentieel heel groot. Zowat alle verse groenten moeten er immers ingevlogen worden. Onze grootste en meest ambitieuze projecten bevinden zich momenteel ook daar”.

De komende jaren wil PlantLab vooral doorgaan in de ontwikkeling van teeltprogramma’s voor alle mogelijke voedselgewassen in de wereld. Onlangs is een kantoor geopend in Silicon Valley wat als uitvalsbasis moet dienen richting de wereldmarkt. PPU’s zijn grote investeringen, anderzijds is er een behoorlijk grote zekerheid qua rendement, wat zeer relevant is in de sector van voedselproductie. Het risico op mislukte oogsten is nihil en het is mogelijk om zeer accuraat aan te geven wanneer welke tonnages geleverd kunnen worden.

“Ja, mensen die voor ‘t eerst zien wat er in PlantLab gebeurt, reageren soms een beetje verwonderd of sceptisch”, geeft Leon Van Duijn toe. “Voor iedereen is het nieuw en dus vaak ook niet te bevatten. Wat in PlantLab gebeurt strookt niet met ons romantische beeld van land en tuinbouw. Het is een 100% ‘natuurlijke’ manier van telen, en een heel duurzame (en biologische) manier van telen. Wanneer we met een simpele rekenoefening aantonen dat wij enkel de oppervlakte van de Flevopolder in Holland nodig hebben om de hele wereldpopulatie te voorzien van een dagelijkse portie kraakverse groenten, valt de scepsis gauw weer weg”.