A szolgáltatásokat, gyártást és mezőgazdálkodást a következő évtizedekben teljesen átíró ipari forradalmak (3D nyomtatás, nanotechnológia, génmódosítás, szintetikus biológia, vertikális gazdálkodás) korai napjaiban járunk. Elsőként a 3D nyomtatás vált fősodorrá, a többinek sokat kell fejlődnie a széleskörű használatig.

Az előrejelzések szerint legkésőbb elterjedő függőleges gazdálkodással (vertical farming) a mezőgazdasági termelés egy része vidékről városokba költözik. Az olaj- és a természetes édesvízforrások fokozatos kimerülésével, az éghajlatváltozással és a növekvő népességgel a jelenlegi mezőgazdasági módszerekkel Brazíliánál nagyobb új megművelhető földterület kellene az egész világ élelmezésére. Mivel ez nem fog működni, radikálisan új élelmiszergyártási megoldások kellenek.

Növények és állatok genetikai módosításával jelentősen nő a termékhozam, de hiába több az élelmiszer, ha a régi környezetben állítjuk elő, és nem tudjuk eljuttatni oda, ahol komoly szükség lenne rá. 2050-re a Föld lakosságának 80 százaléka fog városokban élni. Optimális megoldás, ha a mezőgazdaságot a fogyasztók „közelébe vinnénk”, és nagyvárosi környezetben termesztenénk például búzát. Logikus következmény, hogy a jövőbeli farmok egy részének hagyományos vidéki közeg helyett urbánus terek, felhőkarcolók adnak majd otthont.

Toronyházak és mezőgazdaság összekapcsolását a 20. században sporadikusan fel-felvetették, ám az 1990-es évekig, egy-két kísérlet kivételével inkább csak ötleteltek rajta. 

Ken Yeang, maláj ökológus-építész az 1990-es években dolgozta ki „függőleges zöld urbanizmus” elméletét. „Bioklimatikus magasházai” rengeteg növénnyel, fákkal beültetett emeletekkel, örökzöld balkonokkal, mindenféle rendezvényre alkalmas tetőkkel, „égi teraszokkal” népesülnek be. Tetői valamilyen mezőgazdasági tevékenységre mindenképp alkalmasak. Vegyes használatú felhőkarcolóiban a növénytermesztés nem hermetikusan zárt helyiségekben, hanem nyitott terekben történik. Függőleges gazdálkodása inkább egyéni és/vagy lakóközösségi vágyakat elégít, hobbitevékenységeket bontakoztat ki, és nem a nagybani mezőgazdálkodást, nem egész városok élelmezését akarja megoldani.

A városok élelmiszerellátását megoldó függőleges mezőgazdaság elméletét az ökológus Dickson Despommier modernizálta az 1990-es évek végén. Azóta világszerte dolgoznak az elmélet gyakorlattá váltásán.

Belső terekben főként paradicsomot, salátát, spenótot, borsot, epret, zöldbabot termesztenek, pedig bármit lehetne. Annak sincs akadálya, hogy felhőkarcolók emeleteit búzamezővé, krumplifölddé vagy rizsterasszá alakítsuk át. Elvileg bármilyen növényre, és egyes állatok tenyésztésére, élelmiszerek mellett bioműanyagok, biogyógyszerek és más biotermékek előállítására is alkalmasak.

Despommier vertikális farmján mindegyik emeletnek van saját vízellátó és tápanyag-ellenőrző rendszere, de a hidropónia vagy aeropónia (gyökerek táplálása tápoldat-köddel) alapú megoldások miatt eleve sokkal kevesebb víz kell, mint a hagyományos mezőgazdaságban, és – általában fertőzésekhez vezető – túlfolyás sincs. A víztisztítás helyben történik. Szenzorok követik nyomon minden növény tápanyagfelvételét, figyelik a fertőzéseket. Kórokozó vírusok és baktériumok jelenlétét DNS-chiptechnológiával detektálják stb.

A farmok egyik előnye, hogy a gazda nincs kitéve az időjárás szeszélyeinek, nem kell törődnie évszakokkal. Bármilyen mag bárhol és bármikor vethető. Kórházak intenzív osztályára és mikrochipgyártásra kitalált védőtechnikákkal gyomnövények, rovarok és járványok egyaránt távol tarthatók. Az ultrabiztonságos és teljesen kontrollált környezetben növényvédőszerekre és hagyományos műtrágyára sincs szükség. Csomó élelmiszert nem kell tárolni, fagyasztani, frissebben esszük meg őket, száz- és ezer kilométerek helyett helyben szállíthatók, a szállításhoz kevesebb üzemanyagot használunk.

De hiába állnak rendelkezésre a technológiák, eddig inkább csak prototípusokat építettek. Az elmélet megvalósításához komoly problémákat kell leküzdeni.

Fény nélkül elpusztulnak a növények. Toronyházban vagy a Napból, vagy mesterséges forrásokból jutnak hozzá. Nyilvánvalóan az előbbi az előnyösebb, csakhogy nem mindig elég. A problémát bonyolítja, hogy a növények szűk spektrumát használják a napenergiának, így a közönséges lámpák kiesnek.

Fényhez, hidropónia és aeropónia rendszerekhez a helyi elektromos hálózatot kihagyva, helyben, például tetőtéri szélturbinával vagy napelemekkel, esetleg a plazma gázosításával vagy még ezoterikusabb eljárásokkal kell energiát generálni. Közben a levegő folyamatos szűrésére, speciális munkaruhák viselésére, káros genetikai módosításokra időben figyelmeztető megbízható rendszerek kiépítésére sem árt odafigyelni.

Frissítve: 2023. december 26.