Is er een revolutie in voedselvoorziening op komst? ‘Onze technologie is veel duurzamer dan de huidige vorm van landbouw’

“Ons bedrijf en laboratorium vernoemde ik naar de film Interstellar. Daarin wordt de wereld vernield door klimaatverandering maar wordt er een raket gebouwd om woonbasissen uit te bouwen op andere hemellichamen. Dat staat nu te gebeuren met de maan en Mars, en onze broeikastechnologie om er essentiële gewassen te verbouwen gaat mee aan boord. Alleen geloven wij dat de aarde zal blijven bestaan. Als wij erin slagen om op onherbergzame planeten planten te telen, zullen we dat zeker ook op onze aarde kunnen blijven doen. Hier helpen we met onze Biopods nu al om de klimaatverandering af te wenden door duurzamer voedsel te verbouwen.”

Wie een Zoom-gesprek voert met Barbara Belvisi, waant zich al een beetje op de maan en Mars, want de Franse onderneemster met een passie voor ruimte, biologie en artificiële intelligentie praat niet hypothetisch. Nee, ze heeft al contracten op zak om haar hoogtechnologische broeikasmodules op ruimtemissies te sturen. In haar bedrijf, gevestigd nabij Parijs, wordt nu al de laatste hand gelegd aan de ‘aardse’ versie. Deze Biopod EA wordt in september voorgesteld aan het brede publiek. Dan gaan er ook meteen verschillende pilootprojecten van start in samenwerking met diverse bedrijven, die toepassingen zien om gewassen stabiel te telen in een veranderend klimaat.

Hoe efficiënt zijn uw technologisch geavanceerde broeikassen in vergelijking met de klassieke landbouw?

“De data van onze opbrengst verschillen per gewassoort, maar zijn altijd betekenisvol hoger, van een derde tot het dertigvoudige. We werken nu bijvoorbeeld met een Indonesische plant die in de Biopod zeven keer meer opbrengt dan met de traditionele landbouwcultuur. De andere voordelen die wij hebben ontwikkeld in vergelijking met andere hedendaagse broeikashuizen, is dat wij een volledig gesloten systeem garanderen dat véél minder water verbruikt. We hergebruiken het water voortdurend en zuiveren het. 

“Ook nemen wij CO₂ weg uit de lucht. De meeste broeikassen gebruiken CO₂-tanks, maar onze pods ademen CO₂ weg uit de atmosfeer. We kunnen dat CO₂-niveau zelf regelen. Planten hebben naast licht ook CO₂ nodig. Hoe meer je de CO₂ verhoogt, hoe sneller de fotosynthese en groei. In onze koepels stijgt het CO₂-niveau tot bijna zeven keer hoger dan op aarde. 

“Daarnaast kun je in onze pods ook de vochtigheidsgraad, temperatuur en lichtinval regelen, allemaal elementen waarmee we een aardse atmosfeer namaken, maar dan in de best mogelijke balans voor de plant en de oogst. Die troeven maken van ons een marktleider.”

U gebruikt landbouwtechnieken die geen aarde of klassieke irrigatie vereisen. Legt u dat eens uit?

“Wij passen hydroponics toe, waarbij planten in voedingsrijk water groeien, en aeroponics, waarbij de wortels in het luchtledige hangen en besproeid worden met verstuifde voedingsstoffen. Dat is voordeliger dan gewone grond als je de planten een evenwichtig dieet kunt geven van voedingsstoffen die normaal in de biologische grond aanwezig zijn. Naar het ideale recept is het altijd lang zoeken, maar zodra je dat vindt, kun je dus een veel efficiëntere opbrengst hebben dan met aarde. En omdat je slechts kleine waterdruppeltjes verstuift met een nutriëntenoplossing kunnen we het waterverbruik ook enorm beperken.”

Wat is het fysieke verschil tussen uw Biopods en bestaande biosferen?

“Ons ontwerp bestaat uit een structuur met materialen die de inhoud van de Biopod verzegelen. We kunnen zo bij wijze van spreken een tropisch klimaat scheppen in Europa of een gematigd klimaat in de woestijn.

“De buitenste schelp waarin de Biopod rust, bestaat uit materiaal dat ook gebruikt wordt voor de bouw van vliegtuigen en raketten, ook met het oog op onze toekomstige ruimteprojecten. We gebruiken dat omdat het uiterst goed geïsoleerd en lekvrij is. Daarboven komt een opblaasbaar membraan dat gemaakt is uit een zeer duurzaam en recycleerbaar plastic, met een levensduur van vijftig jaar. We ontwikkelden het membraan ook met luchtkussens aan de binnenkant, zodat er een thermische barrière kan worden ingesteld tussen de buitenwereld en de binnenkant.”

Welk type van eetbare planten groeit het best in de Biopod en verzekert dat alle voedingsstoffen aanwezig zijn, zodat de mens er een evenwichtig dieet mee kan nastreven?

“We kweekten eerst veel kruisbessen, goudbessen en passievruchten. Nu groeien ze erg snel. We hebben veel fruitsoorten en ze zijn erg lekker. Onze uitdaging was om zo veel mogelijk verschillende soorten bloemen te kweken die tot fruit uitgroeien. We zijn er ook in geslaagd om de maagdenpalm uit Madagascar te kweken, wiens alkaliden door farmaceutische bedrijven gebruikt worden voor onder meer kankerbehandelingen. Als je de groei van de plant zelf kunt optimaliseren, kun je gaandeweg ook de groei van het soort moleculen verbeteren die de geneeskunde nodig heeft. Tot dusver zijn al onze toepassingen eigenlijk al geslaagd.” (lacht)

In de gewone natuur zijn bijen essentieel voor de bestuiving van bloemen. Hoe simuleren jullie dit proces in een Biopod?

“Binnen de Biopods voor aards gebruik gebruiken we zowel de circulatie van de ventilatie als echte hommels voor de bestuiving.”

Op aarde gebruiken we meststoffen, soms ook pesticiden. Hoe verhindert u dat deze fragiele wortels in het water of in de lucht ziek worden?

“Omdat we een opgeblazen structuur gebruiken, hebben we ook de atmosferische druk binnenin sterk kunnen verhogen. Dat maakt het moeilijk voor ziektekiemen om binnen te raken. Om dezelfde reden beperken we ook de menselijke interventie in het kweekproces. Indien nodig gaan onze medewerkers naar binnen met beschermende kledij, via een luchtsluis met twee deuren. 

“Wanneer een ziektekiem toch binnendringt, gebruiken we geen pesticiden. We werken aan oplossingen met insecten. Als de oogst echt mislukt, halen we er alles uit, zuiveren we de Biopod volledig en beginnen we opnieuw. We kunnen dat omdat we door de snelle groei en omloopsnelheid minder tijd verliezen dan in de klassieke landbouw.”

Nog uniek is uw besturingssoftware, die dankzij artificiële intelligentie autonoom kan opereren. Een ‘oogstselector’ helpt de gebruikers met planten door vooraf het aantal benodigde maaltijden en zelfs dieetvoorkeuren te berekenen. Heeft deze AI ook een toekomst in de normale, duurzame, landbouw op aarde?

“Dat denk ik wel. Veel bedrijven proberen nu software en sensoren te ontwikkelen om broeikassen optimaal te beheren. Onze software bewees al dat hij veel meer kan presteren, maar is vooralsnog gelinkt aan onze hardware, een beetje zoals IoS verbonden is met Apple. In de toekomst zie ik wel het potentieel om via spin-offs ook andere bedrijven en klassieke landbouwers te helpen.”

Kan de traditionele landbouw ook van uw ontdekkingen leren om zijn energieverbruik te verminderen?

“Het energieverbruik in de klassieke landbouw is inderdaad enorm. Wij werken nog steeds om ons energieverbruik te verminderen, maar hebben het voordeel dat we door de transparantie van het membraan veel zonlicht kunnen gebruiken om de planten te laten groeien. We moeten niet altijd het ledsysteem activeren, dat de meeste energie gebruikt. Omdat we door de luchtdichtheid van het membraan een ideale isolering hebben, kunnen we de temperatuur ook op het gewenste peil houden zonder daar energie voor te verbruiken.”

Ik zag in een van uw presentaties dat u een klant in de cosmetische industrie hebt voor wie u een Biopod hebt ontworpen, zodat ze zeldzame bloemen en middelen zoals vanille zelf kunnen kweken en het niet vanuit Madagaskar hoeven over te vliegen. Zal uw toepassing zo klimaat- en kostenefficiënt worden dat dit principe over de hele wereld kan worden ingezet?

“Ja, dat is de bedoeling. Hier beneden hebben we al zes prototypes met zeldzame bloemen en planten, waaronder vanille, dat in de cosmetische en farmaceutische industrie kan worden gebruikt. Onze eerste volwaardige Biopod zal eind juli, begin augustus af zijn en begin september aan onze klant worden gepresenteerd. In het komende jaar zullen we tien Biopods ontwikkelen voor diverse klanten, waaronder een cosmetisch bedrijf, een farmaceutisch bedrijf en een ruimtevaartbedrijf.”

Je kunt op uw website er ook een bestellen vanaf 240.000 dollar. Is er veel interesse?

(lacht) “Ja, via de website hebben we nu toch al meer dan zeventig offerteaanvragen van ernstige kandidaat-kopers. Vanaf de zomer van 2023 gaan we met onze eigen productielijn 124 Biopods ontwikkelen en dan doorgroeien naar duizend per jaar, van verschillende formaten.”

Hebt u een toekomst voor ogen waarin de daken in megasteden bezaaid liggen met dit soort pods om bijvoorbeeld een flatgebouw van supervoedsel te voorzien?

“Absoluut. Zowel op de daken van grote gebouwen in de stad als in de periferie zullen Biopods geïnstalleerd kunnen worden. Ons doel is dat stedelingen ruimte kunnen huren zodat ze hun eigen, niet-inheemse en uiterst gezonde gewassen kunnen kweken in vacuümomstandigheden.

“Als we onze pods kleiner en goedkoper kunnen produceren, hoop ik dat iedereen alles kan laten groeien in de eigen tuin, ten nadele van de huidige intensieve cultuur die de aarde vernielt. Pas op, we zullen nog altijd landbouwers nodig hebben. Ik sta aan de kant van landbouwers. Duurzame traditionele landbouw kan behouden worden, mede dankzij nieuwe technologie zoals de onze. De toekomst is de combinatie van beide.

“We denken er zelfs aan om bij wijze van demonstratie een Biopod in een zwaar vervuild gebied te plaatsen, om aan te tonen dat je met onze technologie ook gewassen kunt kweken op plaatsen waar je nu niets meer mag laten groeien.”

Een goede voorbereiding lijkt dat voor jullie maanproject. Jullie hebben al een contract om daar een Biopod-structuur op te zetten, in samenwerking met het Artemis-programma van de NASA, dat al in 2024 mensen op de maan wil stationeren. Wanneer zien we hen verse groenten eten op de maan?

“We hebben een roadmap van drie jaar. We geven ons tot 2027 om alles te bouwen. Met de NASA overleggen we voortdurend over de vereisten die zij stellen aan ruimtetechnologie op de maan. Na die drie jaar hebben we twee jaar om de systemen te bouwen. Ik hoop zelfs dat we iets vroeger naar de maan kunnen reizen.”

Welke energiebronnen zullen jullie op de maan aanwenden?

“Zonne-energie wanneer dat mogelijk is, maar voor de woonruimte zal de NASA ook een nucleaire minireactor installeren. Daar zullen we onze systemen op kunnen aansluiten. Voorts werken we aan manieren om de biomassa van onze planten te gebruiken als een alternatieve energiebron.”

Hoe gaan jullie om met gewichtloosheid in de ruimte en de impact daarvan op plantenleven? Is daar voldoende mee geëxperimenteerd?

“Daar zijn we volop mee bezig en dat is nodig, want we hebben nog veel meer data nodig om de effecten van gewichtloosheid te meten op de groei van verschillende plantensoorten. We hebben daarom een ander contract om met onze technologie eerst enkele gewassen experimenteel te laten groeien in een baan om de aarde, in het internationaal ruimtestation ISS. Tegen eind dit jaar leveren we daarvoor een prototype aan het NASA Kennedy Space Center, dat vervolgens naar het ISS zal worden gevlogen. Het is ook mogelijk dat er een satelliet met onze planten en technologie in een baan om de aarde wordt gebracht. Daarover zijn er nog vier gelijktijdige onderhandelingen lopende.”

Hoe zult u de planten beschermen tegen schadelijke zonnestraling, ruimteafval of inslaand gesteente?

“Net zoals op aarde zullen we bovenaan een membraan gebruiken, maar in tegenstelling tot op aarde zal het veel meer lagen tellen en gevuld zijn met een combinatie van water en een gel die de planten voldoende beschermt tegen zonnestraling. In een baan om de aarde kun je je helaas niet beschermen tegen ruimteafval van andere satellieten. Je moet hopen dat er geen botsing is. Als de Biopod op de maan is, rekenen we er ook op dat er in de nabijheid geen meteoriet of resten daarvan zullen inslaan. Daartegen kun je je nu eenmaal niet beschermen. De kans is gelukkig uiterst gering.” (lacht)

Hoe duurzaam zijn de technologieën zelf in een ruimteomgeving? Als er een technisch probleem is op Mars, hoe snel zou u dat dan kunnen oplossen?

“We gebruiken nu al 3D-printers om wisselstukken te ontwikkelen wanneer iets het laat afweten. Op die manier bereiden we ons voor om te anticiperen tijdens een maan- of Mars-missie. De sleutel is dat onze producten modulair zijn, zodat we kleinere onderdelen kunnen vervangen zonder het hele systeem te moeten vervangen. Wanneer hardware crasht, hebben we ook een back-upsysteem dat de module gaande houdt tot we een oplossing vinden.”

Voor hoeveel mensen kunnen jullie nu gewassen kweken in de ruimte? En dreigen er geen ethische uitdagingen als een oogst mislukt en het systeem zegt: sorry, we hebben maar eten voor drie in plaats van voor negen?

“Laten we Mars als voorbeeld nemen. Een Biopod van 55 vierkante meter kan één persoon een jaar lang van alle noodzakelijke voedsel voorzien. Als je de Biopod enkel wilt gebruiken om het dieet aan te vullen met vitamines zoals B12 of proteïnesupplementen, kunnen we er een jaar lang tien mensen mee voeden. Voor de maan- en Mars-missie zal dat laatste het geval zijn: een combinatiedieet van voorbereide maaltijden en onze gewassen. Onze algoritmes werken ook zo dat er 30 procent meer opbrengst is voorzien dan werkelijk nodig. Op die manier bouwden we vooraf een foutenmarge in voor wanneer er iets foutloopt.”

Er is geen plantenleven mogelijk zonder water, maar hoe creëer je water in een atmosfeer die dat niet toelaat? Kun je het eindeloos recycleren?

“Ja, we gebruiken en hergebruiken echt al het beschikbare water. In het begin brengen we zuiver water mee om het systeem op te starten, daarna zuiveren we al het water uit menselijk afval en zelfs de waterdampen die mensen verspreiden door te zweten. We werken nu ook al samen met bedrijven die water willen gaan ontginnen op de maan en Mars.”

Wanneer zien we uw Biopods op Mars?

“Binnen de twintig tot dertig jaar, hopen we. De eerste Starship-vlucht van SpaceX naar Mars zou al in 2032 plaatsvinden. We ontwikkelen nu al een Starship-versie van onze Biopods-modules die volledig opplooibaar mee kunnen reizen. Naast Starship zijn er ook al andere missies in de planningsfase om extra mensen en materieel naar Mars te brengen. We hopen ook met hen te kunnen samenwerken.”

U was vroeger een durfkapitalist. Wanneer kreeg u het idee om in deze technologie te investeren en bij te dragen aan de ontwikkeling ervan?

“In 2017 verliet ik mijn vorige bedrijf om met Interstellar Lab te beginnen. Ik werkte toen al rond voedsel-, water- en afvalbeheer op aarde. Rond dezelfde periode bewees SpaceX dat het een raket naar Mars kon bouwen. Het deed me denken aan mijn kinderdroom om onze planeet te kunnen verlaten om een ‘multiplanetaire mens’ te worden. Zo was het idee geboren om onze technologie ook op de maan en Mars te ontplooien.”

Reist u binnenkort zelf mee met de Artemis-missie naar de maan om uw Biopods er uit te testen?

“Dat zou ik graag doen, ja.” (lacht)

En de millennials zullen nog kunnen genieten van de eerste Franse wijnoogst die geteeld is in een Biopod op Mars?

“Ja, goed idee!” (lacht)