Economic models of smart farming integration into urban ecosystems

Abstract

The aim of the study was to analyse the economic models of smart farming integration into urban ecosystems and their impact on the recovery of territorial communities in Ukraine and the European Union. In the process, a detailed review of modern smart farming technologies and models, such as hydroponics, aquaponics, vertical farms, as well as Internet of Things systems for agricultural management, rooftop farms and agro-industrial parks, was carried out. The main results included a comparative analysis of the productivity of traditional and vertical farming. It showed that vertical farms outperform traditional agriculture in terms of yield (150.23 kg/m2 versus 4), water consumption (20 l/kg versus 250), and land use efficiency (0.0066 m2/kg versus 0.25). In turn, the forecast for the IoT market in Europe showed a steady increase from USD 196.85 billion in 2025 to USD 284.26 billion in 2029, representing a compound annual growth rate of 9.62%. The results also indicated that investments in agricultural projects in the EU exceeded EUR 150 billion between 2015 and 2024, with Poland, the Czech Republic and Romania receiving the most funding, indicating a great potential for smart farming in these countries. Additionally, it was determined that regions in Ukraine with a high gross regional product (GRP), such as Kyiv (USD 9,268.5 million), Dnipro (USD 16,550.2 million) and Kharkiv (USD 10,494.4 million), have a greater potential for the introduction of smart farming technologies due to their high economic potential and infrastructure development. The practical significance of the study is to substantiate the effectiveness of the introduction of smart farming technologies to increase agricultural productivity, optimise resource use and promote the economic development of urban agro-systems.

Метою дослідження був аналіз економічних моделей інтеграції розумного землеробства в міські екосистеми та їх вплив на відновлення територіальних громад в Україні та Європейському Союзі. У процесі було проведено детальний огляд сучасних технологій та моделей розумного землеробства, таких як гідропоніка, аквапоніка, вертикальні ферми, а також системи Інтернету речей для управління сільським господарством, дахові ферми та агропромислові парки. Основні результати включали порівняльний аналіз продуктивності традиційного та вертикального землеробства. Він показав, що вертикальні ферми перевершують традиційне сільське господарство за врожайністю (150,23 кг/м2 проти 4), споживанням води (20 л/кг проти 250) та ефективністю використання землі (0,0066 кг/м2 проти 0,25). У свою чергу, прогноз ринку IoT в Європі показав стабільне зростання з 196,85 млрд доларів США у 2025 році до 284,26 млрд доларів США у 2029 році, що становить сукупний річний темп зростання 9,62 %. Результати також показали, що інвестиції в сільськогосподарські проекти в ЄС перевищили 150 мільярдів євро між 2015 і 2024 роками, причому Польща, Чехія та Румунія отримали найбільше фінансування, що свідчить про великий потенціал для розумного землеробства в цих країнах. Крім того, визначено, що регіони України з високим валовим регіональним продуктом (ВРП), такі як Київ (9,268,5 млн доларів США), Дніпро (16,550,2 млн доларів США) та Харків (10,494,4 млн доларів США), мають більший потенціал для впровадження технологій розумного землеробства завдяки своєму високому економічному потенціалу та розвитку інфраструктури. Практичне значення дослідження полягає в обґрунтуванні ефективності впровадження технологій розумного землеробства для підвищення продуктивності сільського господарства, оптимізації використання ресурсів та сприяння економічному розвитку міських агросистем.