Какие методы производства продуктов питания позволили бы такому мегаполису, как Нью-Йорк, стать самодостаточным

Вы захотите начать с технологии, которая производит свет, подходящий для выращивания сельскохозяйственных культур в помещении. Лампы для выращивания, конечно, существуют, но они ужасно энергоемкие. Благодаря технологиям ближайшего будущего у вас будут лучшие источники энергии малого масштаба.

Представьте себе небоскребы, покрытые не облицовкой из кирпича, а солнечными панелями, которые выглядят как кирпичи (или камень, или сайдинг). У нас уже есть солнечные панели, которые выглядят как (и заменяют) кровельную черепицу (с дополнительным бонусом в том, что каждая из них маленькая, поэтому любая тень не уничтожит всю панель ... солнечная энергия производит столько же, сколько производит любая данная ячейка). , за панель).

Представьте себе ветроэнергетические решения, которые не создают шума и не наносят вреда птицам, и которые достаточно дешевы, чтобы их можно было установить на все перила балкона и край крыши. На каждой эстакаде шоссе/дороги или в любом месте ветер является проблемой (города в настоящее время используют скульптуры и озеленение, чтобы отражать ветер). Используйте энергию волн вдоль побережья.

Все эти технологии существуют прямо сейчас, но не производятся (много) из-за эффекта масштаба, отсутствия интеграции с решениями правительства и так далее. Все вполне выполнимо, при желании. В ближайшем будущем эти генераторы станут более эффективными и будут заряжать более качественные батареи. Или так мы можем себе представить.

Используйте эту дешевую и легкодоступную электроэнергию для (более эффективного) освещения для выращивания, перекачивания воды (в обоих направлениях) и вентиляции. Теперь превратите стены и подвесные перегородки в сады.

Оба в домах:

(Французский: Mur végétal Intérieur de l'entreprise Urban Garden )

И в общественных местах:

( ссылка )

Для получения белка и дополнительных жиров выращивайте семена конопли, мака, горчицы, льна и чиа. Для калорий гидропонный картофель, сладкий картофель, для калорий плюс белок: бобовые.

Фруктовые деревья и виноградные лозы можно с легкостью выращивать у стен. Возможно, стоит стоять на балконе, тогда дерево будет достигать почти балкона наверху. Это даст ему полное солнце (если не смотреть на север) и немного дождевой воды. Яблоко, груша, вишня, виноград, инжир, цитрусовые и т. д. (выбирайте по климату).

Чтобы получить еще больше белка, заведите ферму по выращиванию сверчков .

Вам по-прежнему придется заниматься более традиционным сельским хозяйством (и животноводством) в парках, на крышах и других открытых пространствах, но эти методы уменьшат количество места, которое вам нужно для них. Вы также захотите выбрать деревья и другие растения для озеленения, чтобы они были съедобными. Зачем сажать цветущую вишню, если у вас есть плодоносящая?

У Starfish Prime все в порядке с аквапоникой. Для этого достаточно места в Нью-Йорке и других прибрежных мегаполисах. Если предположить, что ближайшее время очистило воду.

Цифры не складываются, с современными технологиями, для устойчивой системы.

Растения — это самый эффективный способ преобразования возобновляемой энергии в продукты питания, но «самый эффективный» не означает «эффективный». Максимальная потребляемая мощность солнечной энергии составляет около 1 кВт/м^2. Растения преобразуют эту энергию в пищу с эффективностью в лучшем случае около 3%, и это предполагает, что все растение съедобно. Это означает, что растения преобразуют максимум 30 Вт/м^2 — когда светит солнце и нет облаков. В среднем за год продолжительность дня составляет 12 часов из 24, что снижает среднюю «съедобную энергию» до 15 Вт/м^2. Учтите влияние погоды и любую другую неэффективность, и вы можете получить число вроде 5 Вт/м^2, усредненное за год.

Человеку, ведущему малоподвижный образ жизни, требуется около 100 Вт энергии для выживания и еще больше, чтобы «делать что-то». Таким образом, одному человеку нужно как минимум 20 квадратных метров «пространства для выращивания растений», чтобы остаться в живых. А если вы попытаетесь полностью прокормиться с огорода площадью 5 квадратных метров, то вскоре обнаружите, что это довольно оптимистичная оценка!

Плотность населения Нью-Йорка в целом составляет один человек на 100 квадратных метров, хотя в самых густонаселенных районах (например, на Манхэттене) она снижается до одного человека на 30 квадратных метров.

Таким образом, суть в том, что буквально каждое доступное пространство во всем городе должно быть посвящено высокоинтенсивному сельскому хозяйству для обеспечения самодостаточности. Нет места для базовой инфраструктуры, такой как дороги, — все доступное пространство потребуется для производства продуктов питания.

Я, вероятно, склоняюсь к чему-то вроде аквапоники , комбинации гидропонного (или, возможно, аэропонного ) выращивания растений с аквакультурой рыбы или ракообразных , чтобы дать вам немного белка, а растениям немного удобрения (в виде рыбьего помета).

Когда вы не привязаны к обычному субстрату для выращивания, вы можете размещать свои фермы где угодно, например, на боках и крышах небоскребов. Возможно, это пойдет на пользу и микроклимату города мира. Большой проблемой на данный момент является выращивание приличных культур... Листовые салаты - это легко, но то, что вы действительно хотите делать, это фрукты, овощи, зерновые и так далее. Устранение этого технического препятствия, очевидно, не требует ультратехнологий будущего, поэтому, похоже, это соответствует вашим потребностям.

Кажется, я припоминаю, что в некоторых существующих научно-фантастических сеттингах используется такая установка ... Я думаю, что трилогия о разрастании Гибсона ссылается на этот способ ведения сельского хозяйства, но я уверен, что он встречается и в других местах.

Вы можете подумать о переработке человеческих отходов для использования в качестве удобрения, но люди имеют раздражающую тенденцию использовать огромное количество потенциально довольно опасных фармацевтических препаратов, а также склонны выделять довольно много неприятных патогенов. Обработка человека таким образом, чтобы он был безопасным, не лишая при этом его полезных свойств, может быть довольно сложной задачей. Взгляните также на проблемы с милорганитом ... он содержит достаточное количество тяжелых металлов, поэтому он отлично подходит для удобрения несъедобных растений, но не так хорош, если вы собираетесь съесть конечный результат. Очистка экскрементов может оказаться для вас слишком сложной задачей, но имейте это в виду.

Для еще большего успеха рассмотрите возможность выращивания морских водорослей и моллюсков. Вы бы хотели, чтобы море было довольно чистым для таких вещей, но если вы достаточно заботитесь об экологии, чтобы сделать города самодостаточными, и вы перерабатываете все производимые вами какашки, есть надежда, что вы также сможете сортировать из ваших загрязняющих отраслей промышленности, тоже. У Нью-Йорка много береговой линии, и хотя выращивание рыбы, как правило, довольно загрязняет окружающую среду, выращивание моллюсков, как правило, делает море более приятным местом. Вы можете заняться чем-то вроде выращивания мидий на длинной линии , возможно, с плавающими стойками с водорослями над ними. Вы всегда можете использовать мидии, чтобы очистить воду для будущего использования в сельском хозяйстве, и морские водоросли для биотоплива, пока однажды море не станет достаточно чистым, чтобы снова есть из него.

Старый добрый Азимов в своих «Стальных пещерах» использовал искусственные дрожжи для подкормки мегаполиса, заполонившего недра планеты Земля.

Обычные дрожжи уже можно использовать в качестве пищевой добавки:

Дрожжи используются в пищевых добавках, особенно для веганов. Его часто называют «пищевыми дрожжами», когда они продаются в качестве пищевой добавки. Пищевые дрожжи представляют собой деактивированные дрожжи, обычно S. cerevisiae. В нем от природы мало жира и натрия, а также он является отличным источником белка и витаминов, особенно большинства витаминов группы В (вопреки некоторым заявлениям, он содержит мало или совсем не содержит витамина В12), а также других минералов и кофакторов, необходимых для роста. . Некоторые марки пищевых дрожжей, хотя и не все, обогащены витамином B12, который вырабатывается отдельно бактериями.

В 1920 году компания Fleischmann Yeast Company начала продвигать дрожжевые лепешки в рамках кампании «Дрожжи для здоровья». Первоначально они делали акцент на дрожжах как на источнике витаминов, полезных для кожи и пищеварения. Их более поздняя реклама заявляла о гораздо более широком спектре преимуществ для здоровья и была осуждена Федеральной торговой комиссией как вводящая в заблуждение. Мода на дрожжевые лепешки продолжалась до конца 1930-х годов.

Пищевые дрожжи имеют ореховый сырный вкус и часто используются в качестве ингредиента заменителей сыра. Еще одно популярное использование - в качестве начинки для попкорна. Его также можно использовать в пюре и жареном картофеле, а также в яичнице-болтунье. Он бывает в виде хлопьев или желтого порошка, похожего по текстуре на кукурузную муку. В Австралии его иногда продают как «пикантные дрожжевые хлопья». Хотя «пищевые дрожжи» обычно относятся к коммерческим продуктам, заключенные, которых плохо кормят, используют «домашние» дрожжи для предотвращения дефицита витаминов.

С некоторой генной инженерией можно преодолеть недостатки.

Вам нужно учитывать новый источник энергии. Как объясняет @alephzero в своем ответе, если вы возьмете весь солнечный свет, падающий на Нью-Йорк, и позволите растениям превратить его в пищу, этого будет недостаточно. Вам нужен источник электричества, а затем выращивайте еду на каждом этаже и на стенах в многоэтажках, как описывает @cyn в своем ответе.

К экстраполяции гидрофоники, существующей в реальном мире, следует относиться с долей скептицизма. Правда, в мире есть города с высокой плотностью населения, где происходит гидрофонное выращивание салатов, но это для логистической оптимизации. Еда выращивается в городе, поэтому салаты премиум-класса могут быть доставлены клиентам в тот же день, когда их собирают. Это небольшой нишевый рынок, и вам нужен большой город, чтобы получить достаточно клиентов. Выращивание зерна требует гораздо больше места и гораздо больше энергии. Освещение должно быть почти бесплатным для гидропоники, чтобы производить всю нашу еду по разумной цене.

Итак, какую энергию можно собирать локально? Тепло от земли. Во всем мире «геотермальная» электроэнергия производится, когда горячий пар из глубоких скважин приводит в движение турбины. Штат Нью-Йорк не самое подходящее место для этого, так как его подпочва теплая, но если вы пробурите достаточно глубоко, вы всегда сможете найти тепло. В Нью-Йорке колодцы должны быть глубиной 6 километров и более, чтобы достичь действительно высоких температур. В сеттинге научной фантастики вы можете произвольно удлинить эти колодцы и расширить их под океаном, обеспечив себе столько энергии, сколько захотите.

То, что вы описываете, называется « замкнутым сельским хозяйством ». Идея состоит в том, что вы улавливаете все отходы от создания и потребления пищи и перерабатываете их обратно в систему. Картофель Мэтта Дэймона из « Марсианина » — прекрасный пример. Вы представляете что-то в гораздо большем масштабе, но принцип тот же.

Есть два действительно важных компонента, чтобы заставить эту идею работать в сильно урбанизированном месте.

Во-первых: вы должны быть ОЧЕНЬ строгими в своей программе утилизации. Ничто не сбрасывается в Гудзон, каждый кусочек воды и органических отходов, которые производит ваше население, должен быть уловлен, переработан и использован для производства продуктов питания.

Во-вторых: вам по-прежнему потребуется много места для производства продуктов питания. Гидропоника и тому подобное дают вам возможность сконцентрировать это пространство, но это далеко не все. Эта предыдущая статья прямо здесь от Worldbulding дает отличную информацию по этой теме.

Вы дали нам мегаполис Нью-Йорк , который дает нам много возможностей. Если послушать правительство, в MSA Нью-Йорка проживает 19,9 млн человек на площади 17 405 кв. км. или 1143 человека на кв.км, или 874 кв.м на человека.

Как показывает математика Алефзеро, вам нужно 20 квадратных метров земли, чтобы выращивать растения просто для того, чтобы выжить. Даже если мы уменьшим наше определение «городской территории», уменьшив количество квадратных метров на человека, мы все равно можем вытерпеть значительное сокращение, прежде чем у нас действительно возникнут проблемы.

поклонение солнцу

1000 ватт/кв.м слишком ценны, чтобы тратить их впустую. Искусственное освещение никогда не сократит горчицу, вы не сможете приблизиться к эффективности, которая вам нужна, с любой обозримой технологией. Я говорю Будущее . Прямо сейчас он находится в категории "fuggedaboutit". У вас есть

 174,050,000,000,000 Wh/day of sunlight on the MSA, and you cannot replace that with a
      30,000,000,000 Wh/day nuclear plant.  Not even close.

Вы должны использовать солнце, и вы должны максимально использовать его.

Опять же, это зависит только от того, что вы определяете для области метро. Чем меньше вы определяете метро, ​​тем на большее количество крайностей вам придется пойти, чтобы использовать каждый квадратный метр солнечного воздействия для выращивания продуктов питания. Примерно в порядке интенсивности/обязательств/стоимости:

• Максимизируйте урожай сельскохозяйственных угодий, уже находящихся внутри метро, ​​используя такие тактики, как « Ферма многоликих» (см. «Дилемма всеядного», раздел 2), и, как ни парадоксально, высаживая пригородные дома на деревья, чтобы они стали «лесной» частью этого дизайна.

• Требовать, чтобы все жилые дома с дворами имели сады победы .

• Или, лучше сказать, теплицы, как это сделано в этом городке на Украине (в пределах 10 миль от комплекса атомных и угольных электростанций, где отработанное тепло, не используемое энергетическими турбинами, направляется на обогрев теплиц).

Длинные узкие теплицы можно было бы частично автоматизировать, если бы машины на «железнодорожных путях» двигались вверх и вниз по всей длине теплицы, с головками инструментов, которые механизировали бы сельское хозяйство, или просто предоставляя фермерам доступ ко всем культурам без необходимости отходов. квадратных метров в проходах. Теплицы можно было бы соединить, чтобы ценная машина могла использовать передаточный стол для бокового перемещения от теплицы к теплице.

• Продвигайтесь по водотокам со свалкой, чтобы выращивать урожай
• Требовать, чтобы дома с дворами эффективно использовали все дворовое пространство для выращивания сельскохозяйственных культур, удаления декоративных деревьев и т. д.
• Атомная энергия для производства электроэнергии и отработанное тепло для теплиц для круглогодичного выращивания сельскохозяйственных культур.
• заставьте людей парковаться в конце своего квартала, уменьшите пропускную способность / ширину улицы до ширины грузовика для доставки, а освобожденные земли и подъездные пути переназначены для выращивания сельскохозяйственных культур.
• Улучшите общественный транспорт, значительно сократите вождение (вероятно, это необходимо сделать в любом случае, поскольку автомобилям требуется много энергии), отказаться от многих дорог и перейти на выращивание сельскохозяйственных культур.
• Настил над автомобильными и железными дорогами для выращивания сельскохозяйственных культур
• Требовать, чтобы все дома на одну семью были перестроены как защищенные от земли, чтобы 100% двора теперь можно было обрабатывать.
• В самом высотном Городе происходит множество инженерных работ, чтобы уловить каждый луч. Крыши существующих зданий расширены (по ширине). Очень высокие здания были изменены таким образом, чтобы каждая восточная, южная и западная стороны превратились в садовые клумбы. Интерьеры зданий превращаются в эффектные теплицы.

Каждый кусочек соляризации приземляется где-то, где он используется .

В экстремальных условиях искусственное освещение (возможно, работающее от солнечной энергии) используется для освещения занятых людьми пространств, достаточного для жизни, делая их тусклыми и мрачными, как в старом городе-крепости Коулун.

Как указывалось в других ответах, оптимального использования садов на крыше и крыш над дорогами и парковками может быть достаточно. Городские моти в The Mote in God's Eye использовали эту технологию в качестве резервного плана на тот случай, когда их транспортные сети неизбежно рухнут, отрезав продовольствие от сельскохозяйственных угодий.

Но предположим, вы хотите использовать под фермы только часть прибрежного города? Следующие технологии позволяют специализировать некоторые здания на сельском хозяйстве, сохраняя при этом остальную часть городского пейзажа, который вы знаете и любите.

1. Извлечение урана из морской воды. ( Сейчас на стадии прототипа .)
2. Перерабатывайте уран, чтобы получить ядерное топливо. (Проверенная технология, но она связана с безопасностью и геополитическими рисками.)
3. Используйте стабильные по своей природе конструкции атомных электростанций. (Предотвращает расплавление. Успешно создан прототип 15 лет назад , но все еще связан с бюрократией.)
4. Остекление ядерных отходов. ( Проверенная технология. Также связана с бюрократией.)
5. Опреснение морской воды для получения воды для орошения. ( Проверенная технология. )
6. Используйте отработанное тепло атомных электростанций, чтобы нагреть каждое сельскохозяйственное здание до оптимальной температуры (температур) для выращивания растений и животных внутри него. ( Проверенная технология. )
7. Ставьте фермы в многоэтажные малоэтажные дома. (Проверенная технология.)
8. Используйте гидропонику, чтобы минимизировать вес почвы и оптимизировать количество урожая в год. (Проверенная технология.)
9. Используйте высокоэффективное освещение для получения цвета (цветов) света, оптимального для выращивания нужных культур. Избегайте освещения, вызывающего головную боль, потому что сводить с ума ваших работников — не лучший вариант. (Технология ближайшего будущего. Вероятно, потребуется модернизация по мере того, как технология освещения станет более эффективной.)
10. Выясните, как можно использовать отработанное тепло от освещения крытых ферм.
11. Иметь очистные сооружения для устранения загрязнения от животноводства. (Проверенная технология.)
12. Стерилизовать отходы очистки сточных вод и использовать их в качестве удобрения для кормовых культур. ( Безопаснее в этом применении, чем при использовании со сточными водами, содержащими опасные отходы. )
13. Зафиксируйте азот из воздуха, чтобы дополнить удобрение. ( Проверенная технология. )
14. При необходимости экстрагируйте натрий, калий, кальций, магний, хлориды и сульфаты из морской воды . Извлечение этих элементов (и урана) можно производить из концентрированных сточных вод опреснительных установок.

Эти технологии предполагают наличие большого количества углекислого газа из воздуха. По-прежнему будет необходимо импортировать удобрения, содержащие фосфаты, железо и менее распространенные элементы, такие как марганец.

Я полагаю, что существует концепция вертикального земледелия, в которой небоскребы будут иметь фермы на каждом этаже вместо офисов.

Используя гидропонику или аэропонику, можно выращивать гораздо больше продуктов на единицу площади поверхности, чем при традиционном грязевом земледелии, а вертикальное земледелие увеличит площадь поверхности, доступную для производства продуктов питания в городе. Сочетание этих двух факторов должно позволить выращивать достаточно еды в мегаполисе, чтобы накормить его население.

На базе на чужой планете или в космосе все, включая отходы, будет перерабатываться. Таким образом, каждый атом углерода, водорода, кислорода, азота и т. д. будет снова и снова использоваться для производства пищи. И наверняка можно было бы сделать то же самое в городе на Земле.

Здесь было несколько вопросов о максимально возможном производстве пищи на единицу поверхности земли с использованием различных технологий.

См. Здесь: Проверяем архитектуру Толкина на реальность: Dwarvish Kingdoms 1

и здесь: Как гномы могут производить мед под землей? 2

А здесь: сколько человек можно накормить на квадратный километр сельхозугодий? 3

Если вы готовы принять «волшебство» нанотехнологии в качестве ответа, тогда технология Feed (или позже Seed), как показано в «Алмазном веке» Нила Стивенсона, может это сделать. Помещения:

1) Нанотехнологии строительства позволяют создавать ромбовидные формы из чистого углерода. Формы и смеси всех других элементов и соединений могут быть созданы с учетом времени, энергии, шаблонов для планов зданий, вычислений и других соображений инфраструктуры.

2) Идеальное разложение мусора, сточных вод и случайной морской воды на идеально разделенные элементарные куски. Для опасных элементов, таких как фтор, объедините их в безопасные соединения. Алмазная сфера, пожалуй, самый безопасный и надежный контейнер для переноски.

3 ) Идеальная система откачки этих комков. Используйте сферы вместо кубов, для лучшей прокачки. Используйте чистую, чистую воду в качестве несущей среды и теплоотвода. Отметьте каждую сферу ее блоком полезной нагрузки, отследите ее и отправьте из центра разложения. Или иметь несколько центров декомпозиции и использовать систему, подобную TCP/IP, для отправки фрагментов туда, где это необходимо. В любом случае, это похоже на то, что сосудистая система перекачивает кровь.

4) Компиляторы материи в каждом доме, офисе и на углу улицы. Они запрашивают данные, энергию и куски атомов из потока. Компилятор материи строит физические объекты по шаблонам, хранящимся в памяти или полученным из Интернета.

5 ) В каждом доме, офисе и на углу улицы есть система отходов. Если машины для разложения можно сделать маленькими, то просто иметь по одной в каждом доме. Если вам нужен большой, то используйте традиционную канализационную систему, которая смывает все в машину для разложения.

6) Производство электроэнергии из ядерных, геотермальных, солнечных, ветровых и/или других источников. Идеальное разложение также может быть применено к добыче полезных ископаемых или морской воде, поэтому уран легко получить и очистить.

В этом городе население может быть чрезвычайно плотным, ограниченным только тепловыделением машин и людей. Если люди разлагают и компилируют одни и те же атомы с минимальным движением каждый день (еда, напитки и одежда могут быть созданы из тех же атомов, которые ранее выбрасывались как отходы в том же здании или даже в комнате), то от транспорта остается относительно мало отходов.

Это может показаться немного отвратительным — вчерашние фекалии, моча, дыхание, чешуйки кожи, одежда и т. д. — все это вплетено в сегодняшнее потребление. Но это то, чем каждый из нас занимался еще до своего рождения. Мы уже участвуем в круговороте воды, круговороте углерода, круговороте азота и многих других биологических циклах. Если вы сегодня едите клубнику, месяц назад какая-то ее часть была навозом.

Система Decomposer/Feed/Compiler просто ускоряет его, сводит к минимуму движение тупых атомов и применяет идею идеального воссоздания шаблона, который вы хотите. Если они выяснят, как идеально воссоздать лучшую клубнику, то вы получите ее, когда захотите, без пятен, насекомых или возраста с момента ее сбора. Более того, учитывая, что сканирование объекта на наличие шаблона требует времени, а шаблоны можно просмотреть вручную, чтобы устранить недостатки, вы можете получить действительно идеальную клубнику, которой никогда нельзя было насладиться в реальном городе.

Каждый город теперь похож на цветок, получающий энергию от Солнца и других источников и бесконечно перерабатывающий и омолаживающий себя.

Самодостаточные города будут сильно отличаться от известных нам городов. Наверное, неплохо было бы провести мозговой штурм и продумать несколько разных тактик локализации производства продуктов питания и подумать, как они изменят облик города. Вы также можете посчитать на салфетке население, минимальное потребление калорий, статистическое распределение потребления калорий по слоям общества.

Есть также много различных обстоятельств, которые могут привести к необходимости или желанию сделать это. Возможно, было бы полезно продумать и их (увеличение транспортных расходов, ограничения на поездки по той или иной причине).

Ниже приведены некоторые предложения по тактике локализации производства продуктов питания в городах. Используйте свою математику на салфетке, чтобы выбрать смесь, которая подходит для мира, который вы строите.

Центральный парк фермы. Ничто так не меняет приоритеты, как голод. Общественные места могут очень быстро превратиться из лужайки в еду при наличии правильных стимулов. https://modernfarmer.com/2014/02/central-parks-sheeps-meadow/

Подземное хозяйство. Не нужно солнечного света, если у вас есть власть. Не нужны поля, если у вас много подземного пространства (перепрофилировать станции метро?) https://www.sciencealert.com/world-s-first-underground-urban-farm-opens-for-business-in-london

Устричные заросли повсюду (это также защищает город от штормовых нагонов и очищает воду) https://observer.com/2016/07/how-a-billion-oysters-are-set-to-change-new-yorks-harbour /

Аквакультура (рыбоводство) http://www.cityfarmer.org/fish.html

Сады на крыше (может быть, не самая большая часть микса, но поразительно заметная) https://www.timeout.com/newyork/things-to-do/the-best-rooftop-gardens-in-nyc

Ящики на окнах в каждой квартире (децентрализуйте производство продуктов питания, каждый вносит свой вклад, как сады победы во время Второй мировой войны, помните, что консервирование становится гораздо более распространенным в повседневной жизни и разговорах) https://nutrigift.com/grow-endless-supply-cancer-fighting -пищевые окна-ящики/

Лабораторно выращенное мясо. Производство мяса требует много места и ресурсов. Лабораторное мясо, вероятно, станет отличным источником белка в ближайшем будущем. https://www.wired.com/story/lab-grown-meat/

Как кто-то подсчитал ранее, нам нужно около 20 м2, чтобы прокормить одного человека. Примерно 5x5 метров, если предположить, что пространство впустую.

В Нью-Йорке проживает около 9 миллионов человек — давайте сделаем 10 миллионов для туристов и других посетителей.

Кроме того, мы хотим, чтобы некоторое пространство для других целей, таких как производство энергии, было полностью самодостаточным.

Получается блок размером 25*20 км или 500 км2. Площадь города Нью-Йорка (не штата) составляет около 780 км2, так что мы можем даже сохранить несколько парков и основных транспортных артерий, а также производить дополнительные растения для органических продуктов, таких как тарелки, упаковка и так далее. В идеале в основном многоразового использования, чтобы сэкономить место для фермы.

Большая часть городской территории застроена теплицей или гидропонным садом наверху, возможно, теплицей с растениями, которым требуется меньше света, этажом ниже, рабочей и жилой зонами, техническими уровнями (с улицами, машинами и т. д.), и там, где это необходимо, несколько подземных уровней.

Всего около 5-10 уровней должно быть достаточно, чтобы обеспечить много жилых и офисных помещений, много места для пешеходных дорожек и транспортных систем.

Верхние уровни расположены заподлицо, поэтому они не создают сопротивления ветряным турбинам и не мешают соседним нижним теплицам или солнечным батареям.

Остальные парки и тому подобное интенсивно используются для выращивания пищевых растений, производства древесины и т. д., поэтому они также остаются продуктивными.

Все отходы (включая мертвых людей) компостируются подходящим образом (включая производство грибов и т. д.), а затем используются в качестве удобрения для теплиц или аквариумов. Это также позволит получать биогаз, в том числе для поддержания температуры зимой. Для этого нужно ненамного больше, чем нынешняя современная канализация и очистные сооружения.

Важные люди или те, кто в конце своей жизни принимал слишком много лекарств, могут получить надлежащие похороны в парках или за пределами города. Некоторые могут быть кремированы, а выхлопы отправлены в теплицы, а родственники позаботятся о прахе.

В общем, это легко выполнимо без каких-либо технологий будущего, и только наши культурные нормы не позволяют этому произойти.

Археи — менее известная и очень интересная область жизни, которая, вероятно, может быть изменена для создания ранее неиспользованных (непосредственно через сельское хозяйство) источников энергии и молекулярных строительных блоков для сложной пищевой цепи мегаполиса.

Некоторые процветают в экстремальных условиях, таких как очень высокие температуры или высокая соленость. Может быть, у вас мог бы быть какой-то геотермальный процесс с участием модифицированных архей, который добавляет в вашу пищевую цепочку еще один источник энергии, а не прямой солнечный свет.

Их также можно использовать в океане для сбора полезных органических и неорганических веществ из океана в таком месте, как Нью-Йорк. У них также есть мутуалистические и соизмеримые отношения с другими видами, которые могут послужить источником вдохновения для максимального превращения доступных ресурсов в потребляемую человеком энергию.

Они также могут быть полезны при переработке отходов жизнедеятельности человека и других частей процесса производства продуктов питания.

Там нет современных технологий, которые вам нужны. 100 лет назад население Нью-Йорка составляло 3 миллиона человек. До массовых заморозок, автомобилей или транспорта вся пища выращивалась в радиусе одной мили, перевозилась ранним утром на ослах и мулах, продавалась на рынках, а затем готовилась и съедалась свежей в тот же день... как это было сделано во всем мире на протяжении тысячелетий.

Даже сегодня во многих мегаполисах по всему миру по-прежнему имеется значительное количество свежих продуктов и мяса, которые продаются и потребляются в тот же день.

Единственное, что принесли современные технологии, — это более дешевая еда из отдаленных мест.

Так что все, что вам нужно, это, возможно, больше сельскохозяйственных угодий. Возможно, вам придется пройти две или три мили. И вам понадобится больше людей, занимающихся сельским хозяйством. Продукты питания будут стоить дороже, чем промышленно произведенные и транспортированные продукты.

В подобных перенаселённых мирах или в тех, где производство мяса было запрещено, я видел использование заменителей растительного происхождения. А именно, они выращивают какие-то ручные растения в больших чанах под городом, которые также служат скрубберами CO2. Это растение, вероятно, является разновидностью водорослей, таких как нори или вакаме, генетически модифицированных для увеличения содержания белка.

Как бы то ни было, даже одна чашка содержит 376 калорий, 14% жира, 40% углеводов, 47% белка. (www.fatsecret.com/calories-nutrition/generic/algae-dried). Быстрый поиск изображений показывает, что чаны с водорослями могут легко иметь радиус 3 фута и высоту 10 футов, что составляет примерно 270 кубических футов или 32316 чашек жидкости. Даже если водоросли могут расти только при плотности 10%, это все равно 3232 чашки водорослей или достаточно для 646,6 человек при 2000 калорий в день.

Если предположить, что население Нью-Йорка удвоится, когда мы достигнем точки, о которой вы говорите, то нам нужно накормить этим методом 20 миллионов человек. Это означает, что нам нужно примерно 31 000 чанов водорослей. Предполагая, что это массив чанов размером 310 x 100 с тремя футами с каждой стороны, необходимая площадь составляет 2790 футов x 900 футов, или около 0,02% площади Нью-Йорка.

Что касается «дешево», я знаю, что могу купить на рынке довольно дешево. Масштабное производство еще больше снизит затраты.

Я не уверен, что требуется для питательной среды, но культивированное мясо и клеточное сельское хозяйство с каждым годом становятся все более жизнеспособными. Это только вопрос времени, когда процессы будут усовершенствованы до такой степени, что можно будет выращивать большие объемы.

Примите закон, согласно которому каждое здание выше "x" (3-5) этажей должно быть построено так, чтобы внешние 15 футов сдавались в аренду ферме. В зданиях уже соблюдается температурный режим, и в них есть вода. Руководители теряют вид на город из-за вида через ферму на город со стеклянной стеной, отделяющей корпоративных работников от фермы. Среда фермы будет полностью автономной, поэтому все культуры, нуждающиеся в особых сезонах и температурах, могут быть размещены. Каждая корпорация должна будет сотрудничать с фермой в строительстве расширений.

Каждый построенный небоскреб также способствует производству продуктов питания для города. В сочетании с другими идеями, представленными в других ответах, это может значительно увеличить производство продуктов питания.