Vertical Farming Wie wird die Weltbevölkerung in 35 Jahren satt?

Beispiele für sogenannte Farmscraper.

Im Jahr 2050 werden voraussichtlich rund 9,5 Mrd. Menschen die Erde bevölkern. Um alle ernähren zu können, wäre eine zusätzliche landwirtschaftliche Nutzfläche der Fläche Brasiliens nötig. Eine Möglichkeit, dennoch alle Menschen mit Nahrung zu versorgen, ist der vertikale Pflanzenanbau.

Nach einer UN-Studie werden 2050 gut zwei Drittel der dann auf etwa 9,5 Mrd. Menschen geschätzten Weltbevölkerung in Städten leben. Bereits jetzt ist die Ackerfläche in vielen Gegenden knapp, insbesondere im asiatischen Raum. Um die Weltbevölkerung in 35 Jahren ernähren zu können, wäre eine zusätzliche landwirtschaftliche Nutzfläche von 10 Mrd. Hektar nötig – das entspricht etwa der Fläche Brasiliens. Eine solche Erhöhung der Agrarfläche ist vermutlich nicht realisierbar und wird sich auch kaum durch Produktivitätssteigerungen und die Weiterentwicklung der traditionellen Agrartechnik kompensieren lassen.

Eine Alternative stellt die Idee des »Vertical Farmings« dar, bei der beispielsweise in Hochhäusern unterschiedliche Nutzpflanzen senkrecht übereinander, also in verschiedenen Etagen angepflanzt werden. Dieser Vorschlag ermöglicht Landwirtschaft im großen Stil direkt in den Mega-Citys der Zukunft.

Kritiker meinen, die Kosten und der Energiebedarf für eine solche Art von Landwirtschaft seien viel zu hoch. Denn neben der technischen Realisierung vertikaler Anbausysteme und den hohen Anschaffungskosten für die hierfür benötigten Systeme werden auch hohe Kosten durch die dauerhafte künstliche Beleuchtung der Pflanzen befürchtet.

Doch stimmt das wirklich? Denn die Beleuchtung mit LEDs ist einerseits deutlich energieeffizienter als mit den meisten anderen Lichtquellen und schafft andererseits weitere Vorteile. Ein Vorzug der LED gegenüber anderen Lichtquellen ist, dass sowohl die emittierte Wellenlänge als auch die Lichtintensität sehr genau gesteuert werden können. Diese Eigenschaft des LED-Lichts lässt sich ausnutzen, da Pflanzen nur einen geringen Wellenlängenbereich des gesamten Sonnenlichtspektrums für die Photosynthese und andere Wachstumsprozesse verwenden.

Je nach farblicher Zusammensetzung des Lichts verändert sich bei vielen Pflanzen der Glukosegehalt ihrer Früchte, so dass sie je nach Lichtintensität und -zusammensetzung als mehr oder weniger wohlschmeckend empfunden werden. Berücksichtigt werden muss hierbei, dass durch rotes Licht viele Pflanzen zwar schneller wachsen, jedoch durch das Fehlen von ultraviolettem oder grünem Licht der Geschmack beeinträchtigt werden kann. Hier kann es wichtig sein, einen natürlichen Tagesablauf bestehend aus verschiedenen Phasen mit Sonnenauf- und -untergang bzw. Dämmerung und Nacht zu simulieren. Außerdem hat nicht jede Pflanzenart – abhängig von ihrem natürlichen Lebensraum – dieselben Lichtbedürfnisse. Eine Schwierigkeit für Rentabilitätsberechnungen stellt allerdings dar, dass die Bedürfnisse der verschiedenen Pflanzen bezüglich der benötigten Lichtqualität und Bestrahlungsdauer noch nicht ausreichend geklärt sind.

Verschiedene LED-Anbieter, darunter Osram und Philips, weiten jedoch ihr Portfolio an speziell für den Gartenbau entwickelten LEDs und Beleuchtungssystemen kontinuierlich aus. In zahlreichen Projekten – vor allem im asiatischen Raum – werden derzeit der vertikale Pflanzenanbau sowie andere innovative City-Gartenbauprojekte getestet.

Neben den durch die LED-Beleuchtung erzielbaren Vorteilen gibt es noch andere Faktoren, die für den Indoor-Pflanzenanbau im großen Stil sprechen. Dazu gehören die Möglichkeit der saisonunabhängigen Pflanzenproduktion und damit ganzjährige Ernten an jedem beliebigen Ort, wodurch weite Transportwege sowie lange Lager- und Kühlzeiten entfallen könnten.

Interessant ist auch, dass ausgerechnet in der Präfektur Fukushima der vermutlich gesündeste Salat Japans wächst. Denn dort wird Salat in einem Reinraum angebaut, den Fujitsu früher zur Halbleiterherstellung nutzte. Nun ist dort die Produktion von Salat ohne radioaktive Belastung möglich. Zusätzlich ist der Salat absolut schadstoff- und keimfrei.