摘自《向上循环：超越可持续性——为富足而设计》，作者：威廉·麦克唐纳和迈克尔·布朗加特。版权所有 © 2013年4月16日，北角出版社。
将食物视为电池——这是我们现在希望您考虑的。但在我们充分表达这个提议之前，我们需要回顾一下电池是如何工作的，这样您才能理解通过这个比喻思考所带来的美妙之处和潜在的创新。
电池不是电力的存储容器，正如人们可能认为的那样。它们不会提供电力，因为有人以某种方式将电力泵入并锁住，现在就可以使用了。相反，它们包含着电磁反应的潜力，如果发生这种反应，就会产生电力。电池由负极溶液（阳极）和正极溶液（阴极）组成，它们之间由电解质的离子分隔开。阳极中多余的电子想要移动到阴极，但它们之间没有通过电解质的路径。
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当一根导线将电池的负极连接到正极时，电子可以通过导线流动，寻找它们在阴极的归宿。这些自由流动的电子在路径的中间为您的手电筒供电或启动您的汽车。
电池的美妙之处在于它是潜在的能量，随时随地供您使用。如果电池电量耗尽，则可以通过反转过程来对其进行充电，迫使电子从阴极进入阳极。然后，您可以再次使用电池来提供电力。
现在想想人类通常是如何产生能量的。我们燃烧化石燃料——即碳基有机化合物（正如我们之前所说，化石燃料是古老的有机化合物）——并无意中将它们转化为二氧化碳和其他物质。
光合作用是一种电磁反应，它从水中释放电子，将二氧化碳转化为有机化合物。1它是燃烧化石燃料的反向过程。它正在给电池充电。它正在为我们的能源充电。如果人们不允许给电池充电，世界就无法重新资本化。
如果今天人们观察我们的有机电池，即这个生物圈，它为人类提供了数千年来满足其所有需求的能量（煤炭和石油中的化石燃料；木材中的生物燃料），人们可能会开始理解充电的重要性。人类有充分的理由希望这样做。
回归大地
让我们看看常见的蚯蚓。当蚯蚓在土壤中蜿蜒前行时，它会进行通气、耕作、犁地和施肥。当然，它并不打算做这些事情，但它似乎是被大自然设计成在它所做的每一件事的过程中都产生有益的效果。
蚯蚓是贪婪的消费者。它们每天吃掉相当于自身体重的食物。然而，它们对生态系统非常有益（我们使用“然而”表明人们已经将“消耗”与破坏和浪费联系起来，这在自然界中肯定不是这样）。蚯蚓粪便——它们留下的东西——只在变成“食物”之前的一瞬间是“废物”：这些粪便富含养分，非常丰富——它们所含的氮、磷酸盐和钾盐含量高于周围的土壤。卑微的蚯蚓是地球上最有价值的生物之一（而且显然是达尔文最喜欢的生物之一）。
将这种与土壤的高度有效和进化的相互作用与人类最近与土壤的相互作用进行比较。人类有能力像蚯蚓一样有效。一种方法是添加养分，我们可以很容易地做到这一点，但到目前为止，在大多数情况下，我们还没有这样做。
我们该如何做到这一点？随着时间的推移，技术电池的发展历史一直是尝试使用各种物质来维持最长的充电时间和促进产生电子流所需的最强大的化学反应；在优化其能量输出持续时间的同时，减小电池的尺寸和成本；并为特定产品和需求创建特定的电池。
将其转化为地球电池：我们可以创建农业技术，以维持最长的生产力周期，增强土壤以实现最佳植物生长，以最紧凑的方式利用土壤，并为不同地点多样化地设计生长。
目前在人类历史上，我们设计和实施了一个系统，使我们面临耗尽地球电池的危险。人类工业不将碳视为有价值的资产。人们不喂养土壤。自美国成立以来，据一些统计，该国已经耗尽了75%的表层土壤。这种损失大部分是由于现在值得怀疑的现代农业技术造成的——单一栽培（年复一年地种植一种作物，因此相同的养分被吸走）、过度耕作（这会鼓励表层土壤变得容易扬尘和侵蚀）以及过度灌溉和过度使用造成的土壤盐碱化。
150年前，爱荷华州的草原有12到16英寸的表层土壤，以及储存在草原植物深根中的碳，这些根深达15英尺。现在表层土壤减少到6到8英寸。土壤生产需要大量的时间；创建一英寸的表层土壤可能需要100到500年的时间。有了这些数字，人类几乎没有赶上的希望。
我们正在挥霍我们未来的食物。美国的一些估计表明，每损失一英寸的表层土壤分散到空气或水中，小麦和玉米的产量就会损失6%。或者换句话说，据说美国每年损失价值1250亿美元的表层土壤。
这个问题正在世界各地发生。美国表层土壤的流失速度比其补充速度快10%；中国和印度的流失速度快30到40倍。
损失的数量并不是唯一的问题。人们也在耗尽剩余土壤的肥沃度。
被称为“绿色革命之父”的农学家诺曼·博洛格在1970年获得了诺贝尔和平奖，他提出了关于杂交以优化谷物以提高产量的革命性想法。诺贝尔评选委员会认为他拯救了超过10亿人免于饥饿。但这些绿色革命的概念现在已经激发了工业化农业，使其将杂交和基因改造升级到销售除草剂以杀死杂草，然后出售能够抵抗除草剂的作物种子的地步。农民至少从同一家公司购买两种不同的产品——种子和除草剂。农民也变得更加依赖土壤添加剂，例如磷酸盐，磷酸盐通常是开采的，这需要农民远赴他乡——当然也远离田野，甚至到遥远的土地——以维持当地的高产量。
绿色革命的生产力非常高，但它的重点基本上是从电池中获取能量，而没有考虑有机电池的优化设计，即如何保持充电。我们认为人类可以做更多的事情来为当地的地球充电。
污染地球：回馈
我们可以为我们的地球电池做的第二件事是优化土壤以鼓励电子交换。我们可以改善植物在土壤中获取所需养分的机会。
我们对阿尔伯特·霍华德爵士在1940年出版了他的开创性著作《农业遗嘱》时发起的另类绿色革命非常感兴趣。他是一位由英国派往印度的农学家，向农民介绍西方农业技术。令他惊讶的是，他发现印度农民运作得很好。他们的农业系统不仅专注于优化特定植物，还专注于维持土壤健康——更具体地说，是专注于设计维持土壤中微生物物质的系统。一个例子是：印度农民能够通过将难以分解的稻草放在他们的道路上，用农场轮子碾碎它，并将其与粪便混合，将其返回到他们的土壤中。霍华德的见解引入了现代堆肥的概念，并导致了有机农业运动的开始。
这些进展今天仍在发挥作用。仅举一个小例子，中西部生物农业公司的加里·齐默建议3500多名农民在约200万英亩的农场上工作——主要在中西部，但也远至爱达荷州和宾夕法尼亚州——从土壤中提高生产力。他首先查看每个农场的土壤在生物养分方面需要什么。他的技术可能会产生略低于大型农业公司创造的产量，但土壤改良的成本也较低，因此利润可能会更高。对于世界各地的农民来说，较低的成本和较高的利润的想法听起来可能很吸引人。这是常识。
我们的观点是：许多人认为，下一次绿色革命将是博洛格革命的衍生品——它将来自优化和改良的种子和植物，当然这些发展将继续下去。但我们认为，下一次绿色革命可能来自土壤。换句话说，它可能来自人们试图执行电池优化——蚯蚓的方式。而所有这一切都将通过温室技术（如水培法）进一步放大。
磷酸盐：下一场化石燃料战争
磷酸盐是土壤中的关键成分之一，对于地球如何自我修复至关重要。植物需要磷酸盐才能生长。动物，包括我们人类，需要磷酸盐来构建骨骼、牙齿和细胞膜——我们从食物中获取这种矿物质。植物显然从土壤中获取磷酸盐，在自然系统中，当它们死亡和分解（或作为动物粪便重新沉积）时，会将磷酸盐返回土壤。
但人类一直在实施一些不够优化的做法。通过耕作，人们从土壤中移除了大量的磷酸盐——植物吸收了磷酸盐，然后被运走，没有留下任何残余物来“重新播种”有机磷酸盐。
人类还通过过度浇水使土壤中可用的磷酸盐无法被利用。这不会稀释磷酸盐；而是会导致磷酸盐在植物能够以对其有用的形式吸收之前与其他元素结合。事实上，磷酸盐会与许多其他元素（如硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐等）结合，因此很难将磷酸盐添加到土壤中。一位园丁将其比作把一只猴子扔过丛林。猴子的尾巴、手臂和腿会被许多藤蔓和树枝缠住，无法通过。
目前向土壤重新引入磷酸盐的解决方案包括将开采的磷酸盐倾倒在田地里。但是，由于磷酸盐会与许多其他元素结合，因此很容易从土壤中冲刷到地下水中，从而导致湖泊和河流中营养物质含量过高，进而产生藻类大量繁殖，杀死鱼类和水生植物。开采的磷酸盐还往往包含放射性元素，如铀、镭、放射性铅、氡、钍、钋和镉，因为这些是磷矿石开采中不可避免的微量元素。
此外，开采的磷酸盐的使用还存在地缘政治难题。世界磷酸盐出口量最大的两个国家是美国和中国，其次是摩洛哥。但在2010年，中国认识到磷酸盐对其自身农业需求的重要性，在春季种植季节之初，对磷酸盐出口征收了临时110%的关税。这使得美国不得不出口其日益减少的供应。按照目前的速度，美国的供应预计将在30年内耗尽。这意味着美国将依赖从摩洛哥或中国进口——随着关税的波动，这可能会变得昂贵——就像各国依赖进口石油一样。
为解决这种磷酸盐需求提出解决方案听起来可能是一个艰巨的挑战，但这个解决方案并非遥不可及。事实上，我们每天都在触及问题的本质。
但在讨论解决方案之前，我们需要介绍一个概念，让你为揭示真相做好准备：有时为了使一个新想法被接受，我们还需要升级语言。
例如，加利福尼亚州圣地亚哥在2007年开始了一项令人瞩目的努力，研究“回收”污水以解决该市非常现实的缺水问题。在没有该行动正式名称的情况下，记者开始将这项回收工作称为“从马桶到水龙头”。
现在，很难不在这句话中看到令人厌恶的因素。毫不奇怪，圣地亚哥市民对饮用自己的废水感到犹豫不决。经过净化过程的再生水实际上比圣地亚哥居民目前饮用的水更干净，但这并不重要。没有人想在自己的饮水杯里想到马桶水。悉尼在干旱期间也经历了类似的经历。
另一方面，新加坡从一开始就很好地调整了其水回收的宣传。在对水回收技术进行可行性研究时，他们将该项目称为“新生水”（NEWater）。凭借这个令人耳目一新的词语，公民们受到启发，为自己能够不断利用资源的想法而感到自豪；“新生水”现在占该国用水量的 30%。升级改造使新加坡停止进口水（从马来西亚进口，多年来一直在这样做，尽管不断存在政治摩擦），从而带来了更大的安全性和保障。
在揭示我们认为对人类与自然互动大有帮助的事情时，请记住语言问题。
在西方世界，一个多世纪以来，人们被误导地认为我们的“废物”，我们冲入马桶的东西，在某种程度上是有毒的，它不能被重新利用到自然系统中，不能用作种植植物的堆肥。这不是真的。你的粪便和地球上任何其他粪便一样有用；只是必须正确处理。你的尿液，在 24 小时内，包含你一天中健康骨骼、牙齿和组织所需消耗的一半磷酸盐。
数千年来，人们都知道我们自己的“排放物”有多大帮助。当比尔还是东京的小孩时，他会听到农民在其他人睡觉时穿过街道，用他们的水牛拉着“蜜罐车”来收集夜粪（从污水池和厕所收集的人类粪便，用作肥料）。当时，人们可以购买这种“废物”。
日本人需要集约化耕作，他们还能从哪里获得磷酸盐呢？磷酸盐不会像下雨一样落下。
日本人对病原体的处理很敏感，他们知道如何在将夜粪用于植物之前将其堆肥。但是现在人类处理“废物”的方式是将其称为污水并用氯消毒，然后用硫去除氯。一些系统使用紫外线消毒。所有这些过程都需要巨大的能量负荷，约占美国总用电量的 4%。而“废物”最终仍然会流回污染更大的水系统，以及来自化粪池系统的径流。
我们可以改变本质上的严重管理不善。人类可以升级改造污水。停止思考污水，开始思考营养管理。停止思考丑陋、臭气熏天的负债，开始相信古老的格言钱不臭。事实上，这句拉丁语表达“Pecunia non olet”来自罗马皇帝韦斯巴芗，他为自己对公共尿液征税的不受欢迎的性质辩护。罗马公民购买尿液来鞣制皮革和清洁衣服，并相应地被征税。当韦斯巴芗的儿子表达厌恶时，皇帝举起一枚硬币，问它是否难闻。儿子回答说没有，韦斯巴芗指出这是从尿液中赚来的。钱不臭。
正如新加坡的用水一样，通过改变术语并意识到重复利用我们生物营养的巨大盈利能力，令人厌恶的因素将会消散。我们正在鼓励像旧金山这样的城市和像荷兰和瑞典这样的国家将污水转化为磷酸盐和氮等有价值的产品。
不列颠哥伦比亚省温哥华的一家公司正在开发从人类废弃物中回收磷酸盐的方法。一家污水公司的工程师一直在研究由于管道中矿物质结晶造成的管道堵塞问题——一种负债。工程师试图将结晶矿物取出，但这非常困难，因为矿物坚硬如石头。因此，工程师发明了一种机械装置和一种小的化学干预方法。该机械装置产生了一个涡流，即一个旋转的水流，使矿物质不会粘附在管道上。然后发生了什么？矿物质以珍珠状的磷酸盐形式出现。
这些磷酸铵镁颗粒被称为鸟粪石，对农民来说是理想的，因为它们释放养分的速度很慢，大约需要八到九个月才能完全溶解。它们以植物可以吸收的速度进入土壤。而且农民不必继续费力添加磷酸盐，因为在八到九个月的时间里，他们知道田地里已经充满了磷酸盐。
污水处理厂曾经将污水定义为需要控制的问题，现在可以变成营养管理系统，捕获磷酸盐来滋养土壤。昨天的成本变成了今天的硬币。
让我们看看这种变革性的思维方式意味着什么：许多城市都位于大型水体上，因此需要考虑如何将污水处理厂转变为营养管理系统。通过这种新方式收获鸟粪石，部署系统的资本成本可以在三到五年内收回，然后城市可以通过出售磷酸盐开始赚钱。这种养分捕获方法也适用于氮。
城市还可以通过利用污水中产生的甲烷来制造沼气来补充业务，从而减少温室气体的排放，同时产生能源用于销售或为其他运营提供动力。城市提供污水处理厂的成本已经被升级改造成一个利润生成器。
我们多年来一直在向各地介绍这个想法，并且对它的应用感到高兴。农民不再从佛罗里达州购买略带放射性的磷酸盐，以及点源污染（一个封闭且可识别的来源，在这种情况下，污水管道直接将污染物排放到海湾中），而是从附近获得高质量的缓释肥料。一些磷酸盐晶体可能需要一年才能溶解——消除了非点源污染（一个未受控制的来源，如雨水径流或肥料冲刷）。
例如，突然之间，受营养污染的切萨皮克湾的经济活力可以随着其海鲜产业、就业和文化而恢复。它可以彻底恢复清洁——恢复——良好。城市可以开始赚钱。减少交通运输费用，减少环境清理费用，通过出售鸟粪石、氮和甲烷赚取更多收入。
多伦多正在尝试一种不同的方法来升级改造以前由于厌恶因素而被丢弃的商品。鼓励居民将装满粪便的用过的尿布扔进专门接收所有可堆肥物的绿色回收箱中。该计划还接收其他通常被认为不可取的材料，如猫砂、脏纸和卫生用品。
在堆肥中心，机器会筛选这些材料，然后混合并厌氧消化它们，同时收集沼气用于能源。社会可以继续争论使用一次性尿布的环境成本，但如果人们已经在使用这些尿布，为什么不建设性地、有效地利用它们呢？尿布实际上可以帮助重建表土。在七个月内，堆肥过程完成，城市将土壤还给公园管理者和居民用于花园。迈克尔已经表明，如果使用得当，每个婴儿使用的尿布可以为沙漠中一百多棵树木的生长提供水分保持和养分。
我们还看到苍蝇被用于堆肥和动物生产。蛆虫分解并将有机蔬菜物质或屠宰场废料中的肉转化为鱼和鸡的饮食所需的氨基酸和蛋白质。在这种情况下，被认为是垃圾的东西变成了动物资源，然后可以转化为人类大部分人口所需的蛋白质。为食物链饲养苍蝇可能存在令人反感的因素，但请记住，自由放养的鸡喜欢昆虫，至于鱼……问问任何钓鱼爱好者就知道了。
而且，这肯定比像许多家禽养殖场目前所做的那样，给鸡喂食砷来使其肥胖要好得多。
如何将任何东西变成电池……一个永续资源电池
首先，让我们从如何更长时间地保持电量来研究电池设计优化。对于这种地球电池，重点需要放在如何设计农业，通过优化的干预措施来提高可持续性和增长。这就是永久农业（旨在长期存在的农业生态系统的发展）发挥作用的地方。
我们最喜欢的永久农业实验之一始于 2002 年，涉及约旦死海附近的一片 10 英亩的土地。这片特别干旱的土地，其盐碱土壤在八月被烘烤到 122 华氏度，使农民们困扰了数千年。在现代，他们要么在塑料下种植作物，要么用泵入（且珍贵）的水淹没该区域，将盐推到 20 英尺以下（这最终会破坏土壤 1000 年）。为了鼓励他们可以获得的少量生长，农民将化肥和杀虫剂倾倒在作物上。（在《从摇篮到摇篮》中，我们谈到从摇篮到坟墓的设计如何经常依赖蛮力来完成工作。蛮力不一定是完成任务的有效、高效或优雅的工具。）
但是，澳大利亚新南威尔士州永久农业研究所的杰夫·劳顿认为，如果农民们能更全面地利用他们获得的要素，他们可能会获得更好的结果。他们可能会创造一个真正的绿洲。
劳顿的第一步是充分利用雨水。他和他的团队挖掘了弯曲的洼地——沟渠——以收集该地区冬季降下的少量雨水。这些沟渠在冬季设法收集了大约 250,000 加仑的水，并将水分缓慢地渗回土壤中。然后，劳顿在这些沟渠的两侧创建了土堆，并将附近有机农场的废料堆成一英尺半高作为覆盖物。在土堆中，团队创建了微灌隧道。然后他们开始种植，首先是耐旱的沙漠树木，以执行多种任务，例如为林下作物遮荫、减缓水分蒸发、将氮返回土壤并提供防风林。然后，他们种了一排果树：无花果、石榴、番石榴、桑葚和柑橘。结果：在四个月内，他们就从只有三英尺高的树上收获了无花果。农作物长势良好。他们请当地大学的专家来测试土壤，以确定他们是否成功地在盐碱土壤中种植作物，或者盐分是否以某种方式减少了。事实上，他们发现土壤的盐分正在减少。不仅如此，肥沃的表土也迅速积累起来。
最终，实验项目的资金到期，该地点被留给当地人维持。人们可能会认为沙漠会夺回这片地形。但令人惊讶的是，从最近的报告来看，生长仍在继续，因为该系统的设置是在其环境中工作，而不是用蛮力与之抗争。
这听起来可能微不足道，而且显然不足以养活数百万人，但这些原则对于我们为城镇甚至城市所能想象的非常重要。如果一片最荒凉的沙漠可以通过雨水（而且不使用杀虫剂）变得富有成果，那么我们当然可以想象并期望更富饶的地区以类似的方式生产出丰收。正如我们将看到的，即使是贫瘠的屋顶也可以。
温室效应（这次是积极的）
因此，我们投票优化地球电池以保持持续充电，并为该充电选择最佳材料。我们可以考虑的另一个因素是优化的尺寸。理想情况下，电池占用最小的尺寸，同时提供最大的功率。
在考虑地球电池时，人们可能会惊讶地发现，荷兰基本上是人们可以想象的最精简、最小的有机电池之一。令人惊讶的是，这个较小的国家在传统作物、西红柿、乳制品和花卉球茎的产量方面，仅次于美国（就金融而言）。这么小的国家是怎么做到的？这个西欧人口密度第二高的国家，面积大约相当于马里兰州或不丹，或者略大于海地，怎么可能做到这一点？
秘诀在于荷兰人在开放式农业中对自然及其力量管理得非常好。但他们还在其土地的 0.25% 上使用温室，这使得该国每平方英尺的生产力极高，消除了风对农作物的损害，增加了太阳能通量，并减少了水分蒸发；此外，土壤养分存在于封闭系统中，使其再利用变得简单。温室不仅提高了作物产量，降低了能源和水的需求，它们实际上还可以为邻近的建筑物产生热量。
如果荷兰可以在如此少的土地上产生如此多的价值，那么如果将该国的方法应用于其他地方会怎么样？温室种植将使我们能够通过在城市中心附近生产所需的作物来降低食品的运输成本。而且我们不必只考虑通常的水平温室。通过堆叠种植者的垂直温室，每平方英尺土地的生产率可以高达土壤开放式农业的六倍。可以在建筑物上、下和内部种植作物，以服务于当地市场。
人类自然地通过迁移到城市居住在紧凑的单元中来循环利用。城市密度本质上可以巧妙地实现有效和高效的资源利用，同时鼓励各种有创意和多元化的文化。然而，城市中有很多空间未被充分利用。当然，我们很擅长将尽可能多的人挤入垂直空间，但城市中有一块几乎与城市本身一样大的区域，在丰收的项目中没有被利用：屋顶。城市和建筑物，尤其是精心规划的建筑物，可以重新设想为花园。人们可以想象从空中俯瞰的城市就像一个分成多个地块的大型花园。
世界各地的城市已经通过绿色屋顶得到改善。2001 年，芝加哥市长理查德·M·戴利聘请比尔的设计公司在市政厅构思一个绿色屋顶。这最终为该建筑物每年节省了 5,000 美元的能源成本。更重要的是，它激发了其他绿色屋顶。芝加哥的建筑规范正在被修改以推广它们。沃尔玛于 2008 年在芝加哥安装了第一个绿色屋顶，其在其他地方推广绿色屋顶的承诺正在增加。
布鲁克林的一个前海军造船厂大楼现在是一个大型城市屋顶农场的所在地——100,000 平方英尺的温室。据估计，它每年将能够生产一百万吨的生菜、西红柿和香草，全部采用水培法（在水中）2，并将全年向当地超市和高端餐馆出售农产品。比尔的建筑公司现在正在设计学校、办公室和工厂，这些学校、办公室和工厂都覆盖着太阳能收集器和温室，积累能源并生产有机食品、清洁水和就业机会。
想想如果我们开始以这种方式利用所有可用空间会发生什么。在第二次世界大战期间，为了帮助减少国内粮食供应和货物运输的压力，种植蔬菜的家庭地块，即胜利花园，使美国的蔬菜产量估计增加了 900 万至 1000 万吨，几乎与当时的商业蔬菜产量相当。这些都是分散的花园，利用现有的绿地或在以前不存在的地方创建绿地。
如果人类以同样的方式循环利用人们可能不会想到的地方，以便在需要的地方提供地球电池电力，会怎么样？想想一个简单的战略指示：在可能的情况下，从灰色到绿色，从坚硬到柔软。从沥青到植被，从混凝土到泥土。
这不仅仅是关于收回现有城市中未充分利用的空间。新的城市正在从零开始在周围土地上难以耕种的地区建造。比尔的公司一直与中国一些存在洪水问题且人口预计将翻一番的城市合作。他提出了将“废物等于食物”的概念付诸实践：建造化肥工厂，循环利用鸟粪石、镁、磷和氮，并利用它来恢复城市公园和花园的生物多样性，同时净化饮用水。最显著的变化是建议将农业搬到屋顶上，从而通过优化水吸收、储存和公园及粮食生产的用途来解决洪水威胁。对于一个扩展到以前未受破坏的土地的新城市，从空中看，该区域可能与以前的样子相同——绿色的植被区域——只是下面出现了一个城市。
让我们进一步深入了解温室思维。
随风生长
正如我们在本章开头所说，第一次绿色革命，可以被视为农业和绿色种植的开端，由于近几十年来在技术和养分管理、应用矿物质和基因改造方面的博洛格绿色革命，得到了极大的扩展。传统行业认为下一次绿色革命将是上一次绿色革命的延伸，当然我们知道，这些努力肯定会继续下去，因为行业和经济中强大的因素都在朝着这个方向努力。
但社会也可能会感到惊喜。下一次绿色革命可能不仅仅来自那个方向。它很可能来自集约化的本地种植和本地优化的系统，这些系统受益于较短的运输距离、优化的用水、改进的永久农业以取代化学需求以及多层温室。
甚至是不需要阳光的温室。今天，使用 LED 照明的温室种植比使用天然太阳光的种植要昂贵得多，但我们正在密切关注价格因大规模生产而急剧下降。如果 LED 灯使用可再生能源运行，该系统将变得更有趣。荷兰研究人员已经找到了将农作物堆放在仓库中，层架之间间隔一米半的方法。
中国在供养不断增长的人口方面面临着真正的挑战。中国的一些地区被认为风力过大，不适合耕种；该国 61% 的荒漠化是由风造成的。一些数据显示，中国只有 15% 的土地被认为是可耕地，因此现在的压力在于利用边际土地来生产所需的粮食。
在中国，可以通过叠层水培和利用该国的生物磷酸盐和沼气副产品来恢复土壤，从而利用屋顶。但是，一个城市不能靠自身来养活全部人口，也不能生产人们想要的所有种类的食物。供应必须来自周边农村。如果你把这种集中和优化的农业系统的概念扩展到周围的土地上，就会引出一个设计问题：为什么人们会挨饿？
如果从整体上看这个问题，这些偏远地区的人们需要食物，但从经济或能源角度来看，从远方运输农产品是没有意义的。如果这些地区建造温室，甚至有些是地下的呢？在这种情况下，该地区的风力将成为一种优势，使该地区更适宜耕种。在这种情况下，光线将不是来自太阳，而是来自风力驱动的 LED 灯。风将通过食物为人们带来卡路里——供人类使用的能量。如果进一步扩展地下种植的想法，不仅可以获得所需的农作物，还可以将能量储存在植物中，以出口到需要能量的地区（在这种情况下是热量）。风力发电的一个难题是，由于白天和夜晚风力的变化，风力发电会波动；公用事业运营商在强风期间如何处理多余的能量，如何在平静时期储存能量方面遇到了困难。一个理想的系统是创造有效地倾泻多余能量的方法，并使其在另一个时间准备好。
因此，如果我们考虑中国的多风地区，可能会出现巨大的阵风，与大多数不知道如何在凌晨一两点处理 100 兆瓦的发电站不同，该系统可以将所有多余的能量放入温室和种植设施中，这些设施免受强风侵袭，但可以利用风力种植植物来生产蔬菜。这些植物可以生长在米高的架子上，只使用每种蔬菜所需的光谱频率。
电池只是将化学能转化为电能的装置。在这里，电能被转化为化学能。地球作为电池，植物作为电容器。与其使用昂贵且有毒的金属电池，不如将食物作为电池，储存能量以供我们当前和未来有益使用？
这真是一个好主意。
1. 光合作用消耗的能量是人类目前使用的能量的六倍（以太瓦为单位）。植物的生命对能量的需求是贪婪的，比人类更贪婪，但是由于植被的能量来源是太阳，所以没有理由抱怨。不仅如此，光合作用过程有效地吸收并储存能量，通常对我们潜在的需求（无论是作为食物还是燃料）都很有用。
2. 在传统的土壤耕作中，关键的限制因素是将养分主动输送到根部。淡水水生系统是植物的理想介质。海水农业也是一种可能性：例如，在沙特阿拉伯，番茄正在盐碱化农田上种植。