Vertical-Farming: High-Tech-Gemüse aus der Großstadt

Ungewöhnliche Trockenheit plagte zwischen 2018 und 2020 die Bauern in Deutschland. Im Juli letzten Jahres zerstörten die Fluten im Westen viele Felder. Dürren und Extremwetterereignisse wie diese werden häufiger und sorgen für erhebliche Ausfälle bei den Ernten. Gleichzeitig will eine wachsende Bevölkerung satt werden. Nach Schätzungen der UN werden 2050 rund 9,7 Milliarden Menschen auf der Erde leben. Dabei untergräbt die konventionelle Landwirtschaft mit Monokulturen, dem Einsatz von Pestiziden und dem hohen Wasserverbrauch ihre eigenen Grundlagen, wenn die Böden austrocknen oder verunreinigt werden.

Um die Nahrungsversorgung sicherzustellen, braucht es also alternative Ansätze. Eine Möglichkeit könnte Vertikale Landwirtschaft (Vertical-Farming) sein: Auf Plantagen in geschlossenen Hallen oder Containern können Beete in einem Regal gestapelt werden, die unter Kunstlicht bestrahlt werden. Die Luftfeuchtigkeit wird über Klimaanlagen gesteuert. Die Wurzeln der Pflanzen wachsen meist nicht auf Erde, sondern in hydroponischen Systemen. Das sind Behälter oder Rohre, durch die mit Nährstoffen angereichertes Wasser fließt.

Mit Vertical-Farming lässt sich der Wasserverbrauch deutlich reduzieren

Dadurch ist es möglich, den Einsatz von Wasser und Mineralien genau auf den Bedarf der Pflanzen abzustimmen – ein großer Vorteil gegenüber der herkömmlichen Landwirtschaft, wo Düngemittel und Pestizide großflächig ausgetragen werden und zu Umweltschäden führen können. Während das Wasser beim Vertical-Farming im geschlossenen System bleibt, versickert oder verdunstet es auf dem Acker. Deswegen lässt sich der Wasserverbrauch bei Indoor-Anlagen auf gerade mal fünf Prozent der Feldwirtschaft reduzieren.

Besonders in trockenen Regionen ist es somit eine echte Alternative. In Dubai entsteht derzeit die größte Vertical-Farm der Welt. Sie soll drei Tonnen Obst und Gemüse täglich produzieren und damit die Passagiere der Fluglinie Emirates mit 225 Tausend Mahlzeiten versorgen. In den geschlossenen Anlagen sind die Pflanzen unabhängig von Wetter und Jahreszeiten, was mehrere Ernten jährlich möglich macht.

Doch nicht nur in Wüsten ist der Einsatz von Vertical Farming sinnvoll. In dicht bebauten Städten können sie helfen, die Abhängigkeit von Lebensmittellieferungen zu reduzieren. Der Stadtstaat Singapur muss heute 90 Prozent seiner Nahrung importieren, mit Hilfe von Farmen auf Häuserdächern, an Wänden und in Lagerhallen will das Land bis 2030 immerhin 30 Prozent seines Verbrauchs selbst produzieren. Auch in Deutschland könnten Pflanzen wie Paprika, Chili oder Beeren vermehrt in Indoor-Farmen angebaut werden, wodurch sich lange Lieferwege einsparen lassen.

Trotz der Möglichkeiten ist Vertical-Farming nicht überall sinnvoll, insbesondere aufgrund des hohen Stromverbrauchs für die LED-Lampen und die Klimatisierung. Unter dem Kunstlicht sind durchschnittlich zehn Kilowattstunden notwendig, um ein Kilo Nahrungsmittel zu produzieren. Zum Vergleich: Bei der herkömmlichen Landwirtschaft sind es gerade mal 0,3 Kilowattstunden. Ökologisch ist die Technologie also nur, wenn sie in Kombination mit regenerativen Energien verwendet wird oder zusätzlich zur künstlichen Beleuchtung auch das Sonnenlicht einbezieht.

Werden unsere Salate bald direkt im Supermarkt angebaut?

Professor Heike Mempel von der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf meint entsprechend, dass Vertical Farming auf absehbare Zeit zwar die Nahrungsversorgung sinnvoll ergänzen kann, aber „wir brauchen weiterhin die Freilandproduktion und Gewächshäuser.“ Die Stärken des Vertical Farming kommen aber besonders dort zum Tragen, wo herkömmlichen Anbaumethoden an ihre Grenzen stoßen. Neben dem geringen Wasserbedarf ist die High-Tech-Methode auch interessant, „um den Pflanzen unter definierten Klimabedingungen auf das Wachstumsstadium angepasste standardisierte Nährlösungen zuzuführen.“ Während sich bei Salatköpfen der hohe technologische Aufwand nicht auszahle, könne der Anbau bei hochwertigen medizinisch genutzten Pflanzen gezielt optimiert werden, um die Produktion von gewünschten Inhaltsstoffe anzuregen.

In der Regel sind die Kosten für solche Anlagen heute noch recht hoch. Doch Heike Mempel geht davon aus, dass es „irgendwann auch für kleinere Betriebe attraktiv sein kann“. Denn die  LEDs werden günstiger und brauchen immer weniger Strom, während Anbieter standardisierte Systeme zur Verfügung stellen. Das nutzen schon die ersten Supermärkte, wie zum Beispiel in Unterföhring bei München. Hier können die Kunden dem Salat direkt beim Wachsen zusehen, bevor er frisch geerntet wird.

Pflanzen wie Kräuter, Paprikas, Chilis oder Erdbeeren könnten in Zukunft öfter mal aus der Großstadt kommen. Für andere Lebensmittel ist dies heute noch nicht in Sicht. Besonders Mais, Weizen, Reis oder Kartoffeln sind für die Nahrungsversorgung sehr wichtig, aber benötigen viel Platz. Das gleiche gilt für Bäume wie Avocados oder Mangos, weswegen sich hier Vertical-Farming auf absehbare Zeit nicht lohnen wird. Für eine nachhaltige Landwirtschaft wird es also nötig sein, dass auch Freilandanbau und Tierhaltung ökologischer werden. Die Indoor-Farmen können dies sinnvoll ergänzen, indem wir frisches Gemüse von vor Ort bekommen.