Circular Economy in Japan: Vertical & Urban Farming

De 126 miljoen koopkrachtige Japanners in verstedelijkte gebieden maken Japan een ideale proeftuin voor vertical farming. Het land is bijna de uitvinder van vertical farming. Het land doet al sinds de jaren zeventig onderzoek en tegenwoordig vindt hier het gros van de mondiale commerciële productie plaats. Er zijn zo’n 180 bedrijven met in totaal 50 hectare actief, verdeeld over het hele land.

Schaarse ruimte

Een verklaring voor dit succes ligt in de schaarse van ruimte, arbeid en grondstoffen. Japan moet woekeren met de ruimte en wordt veel naar integrale oplossingen gezocht. Het land bestaat voor 70% uit bergen met slechts 12,5% landbouwgrond. Plantfactories zijn in Japan populair vanwege een geoptimaliseerde indoorteelt met producten van uitstekende kwaliteit. De Japanse consument hecht zeker na de kernramp in Fukushima veel waarde aan gezond, vers, en pesticidevrij voedsel. Plantfactories voldoen aan deze vraag: kroppen sla kunnen zonder gewassen te worden meteen worden geconsumeerd.

Grootschalige glastuinbouwprojecten worden bemoeilijk door tsunami’s, tyfoons, en aardbevingen. De tuinbouwsector is ook relatief onderontwikkeld gezien de 44.000 hectare plastic tunnels en slechts 500 hectare moderne kassen. Hierdoor wordt relatief veel sla (12.000 ton in 2017) en groente per vliegtuig geïmporteerd uit USA, Taiwan, China, Zuid-Korea of uit Nederland. De groenteprijzen zijn hoog en de consument waardeert volledig schoon, hoogtechnologisch voedsel waarvoor het ook bereid is de portemonnee te trekken.

Populaire producten

Met 80% aandeel is sla het meest geproduceerde product. Het overige deel bestaat uit rucola, spinazie, basilicum, arugula, kruiden en miniatuur gewassen, zoals miniwortels en knolraap. Nieuwe producten zijn in ontwikkeling zoals: lenteui en prei, spinazie, en Shungiku (Gekroonde ganzenbloem). Het gaat nog vooral om bladgewassen en kruiden, maar er wordt ook veel onderzoek gedaan naar de teelt van plantaardige medicijnen. Tenslotte worden zaailingen toenemend in plantfactories gekweekt. Toen MAFF een paar jaar geleden het Next Generation Greenhouse-programma opstartte, moesten in alle projecten de zaailingen uit plantfactories komen.

Research en onderzoek

De technologie voor produceren in plantfactories is al redelijk uitgerijpt. Dat geldt voor ventilatie, LED-verlichting, klimaatcontrole, etc. Waar wel behoefte aan is, is meer ICT-monitoring van het groeiproces van de plant. Hoewel dus optimaal gebruik wordt gemaakt van water, ruimte en logistiek, ligt er wel een CO₂-probleem vanwege het hoge energiegebruik. Solarstroom op het dak is dan niet voldoende. Daarom zetten Japanse onderzoekers (Universiteit Osaka & Chiba) ook vooral in om stroom uit biomassa en afval te gebruiken.

Reductie van arbeid en energie zijn andere uitdagingen. Solarpanels op het gebouw leveren te weinig energie, vandaar dat Japan ook kijkt naar biomassa en reststromen in stedelijke gebieden.

Model Japan

Op dit moment zijn er in Japan ongeveer 180 commercieel opererende plantfactories. Naast het energievraagstuk, is wellicht het belangrijkste probleem hoe deze vertical farms rendabel te krijgen en de consument van de voordelen te overtuigen. Ook binnen Japan zijn er verschillende bedrijfsmodellen met verschillende schaalgroottes. Zo’n 50% van de plantfactories zijn kleiner dan 500 m², terwijl 10% groter is dan 1 hectare. De kleinere worden veelal gebruikt voor directe en constante levering aan de Foodservice, maar ook als opkweken van seedlings voor de glastuinbouw, of open teelt. Ketens als Subway, Mosburger, McDonalds en andere fastfoodketens kunnen zo het hele jaar door decentraal worden beleverd. De grote plantfactories met een gemiddelde dagproductie van 10.000 kroppen leveren direct aan de groothandel en retail. De verwachting is dat binnen vijf jaar 10% van het totale sla aanbod in Japan via plantfactories gaat lopen.

Hoewel de vertical farms het hele jaar door produceren en gezien korte productietijd ook flexibel kunnen inspelen op het laagproductie seizoen blijft het lastig om zelfs in Japan winst te maken. Uit een enquête van de Japan Institute of Horticultural Society bleek dat 58% van de plantfactories in Japan met verlies draaien. Vooral het management en de hoge opstartkosten blijken een bottleneck. Er gingen ook bedrijven failliet: ‘de gemeenschappelijke factor was vaak een gebrek aan kennis van de groei van planten’.

Een treurig voorbeeld is Mirai, Japanse grootste plantfactory, dat na hoge investeringskosten en door slecht teeltmanagement in 2016 failliet ging en een doorstart moest maken.

Ambitieus voorbeeld

Tijdens de handelsmissie in 2016 met SG Camps bezocht de delegatie een ambitieus voorbeeld Spread Inc, een sla-producent in Kameoka, Kyoto. Het hele productieproces is hier geautomatiseerd: van het verplanten tot irrigeren en oogsten. Het gebruik van robots moet de arbeidskosten met de helft verminderen. Het gebruik van led-lampen bespaart een derde van de energiekosten en 98% van het water wordt gerecycled. Normaal gesproken zit er 60 dagen tussen het zaaien en de verkoop van sla. Spread hoopt dit met alle innovaties terug te brengen naar 35 dagen. Doel is om dagelijks meer dan 50.000 kroppen sla te telen.

Dat vertical farming vol in de belangstelling staat, blijkt dit jaar wel uit de Greentech 2018 in Amsterdam (14-16 juni). Het is een van de centrale thema’s. Onder meer Nederlandse bedrijven als Certhon, Hortilux, Philips Lighting, Priva Horticulture en Vivi zullen aanwezig zijn. Een grote Japanse delegatie van 80 personen bracht een bezoek aan de beurs. Voorafgaand vond op dinsdag 12 juni de eerste subcommittee van de bilaterale landbouwwerkgroep met Japan plaats in Den Haag, waar robotisering, ICT en indoor farming werden besproken tussen experts uit het bedrijfsleven, onderzoek en de overheid.

Evert Jan Krajenbrink
Landbouwraad Tokio
Twitter: @ekrajenbrink of @agritokio
Juni 2018

Voor dit artikel is gesproken met prof. Noboru Masuda van Osaka Prefectuur Universiteit, prof. Shinohara, prof. Kozai van Universiteit Chiba en John Bijl CEO Vitroplus.