Lebendige grüne Wände, die mit Blattsalaten, zartem Koriander, Regenbogen-Mangold, winterharter Petersilie, federleichtem Dill und Microgreens überquellen. Nachhaltige Lebensmittel, das ganze Jahr über. Einheitliche Lieferungen für Geschäfte und Restaurants. Ein Werkzeug zur Dezentralisierung unseres Ernährungssystems. Während es schon früher Versionen von vertikalen Farmen gab, dauerte es bis 2015, bis ein Preisverfall bei LED-Leuchten diese Art der Landwirtschaft praktikabel machte. Der vertikale Landwirtschaftsmarkt ist jetzt voraussichtlich erweitern von 3,1 Milliarden US-Dollar im Jahr 2021 auf 9,7 Milliarden US-Dollar im Jahr 2026 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 25,0 % im Prognosezeitraum.
Wie bei jeder Wachstumsbranche gibt es jedoch auch Hindernisse für rentable, groß angelegte vertikale Farmen.
Als ich letzten Herbst auf einer Royal Caribbean-Kreuzfahrt war, besichtigte ich die vertikalen Gärten des Schiffes mit seinem leitenden Gärtner. Ich habe gelernt, dass die Pflanzen in vertikalen Reihen gestapelt sind, die bis zu 3 Stockwerke hoch sind. Ein verstecktes Bewässerungssystem sorgt für die richtige Bewässerung, und der Zugang zu den Pflanzen befindet sich hinter den Behältern außerhalb der Sicht der Gäste. Der Effekt ist eine grüne Oase, die die kahle Umgebung des hoch aufragenden Kreuzfahrtschiffes beruhigt. Tausende von Pflanzen, Blumengärten und grünen Daumen erwecken den weitläufigen Central Park der Allure of the Seas zum Leben.
Dies ist ein Ansatz. Es gibt jedoch keine gemeinsamen Metriken oder Industriestandards für das vertikale Wachstumsdesign, insbesondere wenn das Ziel darin besteht, die Lebensmittelproduktion aus Indoor-Quellen zu ermöglichen.
Wir befinden uns in einem Moment, in dem der Zugang der Verbraucher zu Nahrungsmitteln im Überfluss durch Unterbrechungen der Lieferkette behindert wird. Vertical Farming bietet eine Alternative zur traditionellen Landwirtschaft, da es den Flächenbedarf für die landwirtschaftliche Produktion reduziert. Für viele eine vielversprechende Methode der landwirtschaftlichen Produktion. Mit der Fähigkeit, sowohl Umwelt- als auch Kulturfaktoren präzise zu kontrollieren, um zu jeder Jahreszeit konsistent Pflanzen zu produzieren, haben vertikale Farmen ein großes Potenzial.
Darüber hinaus ist die Nachfrage nach nahrhaftem und biologischem Gemüse in den letzten Jahren aufgrund des wachsenden Gesundheitsbewusstseins der Verbraucher deutlich gestiegen, heißt es ResearchAndMarkets.com. Sie sagen, dass der höhere Ertrag gegenüber der konventionellen Landwirtschaft ein zunehmendes Marktinteresse im Zusammenhang mit der vertikalen Landwirtschaft signalisiert, ebenso wie die Fortschritte in der Leuchtdiodentechnologie (LED) und der ganzjährigen Pflanzenproduktion – unabhängig von den Wetterbedingungen.
Vertikale Farmen: 3 Beispiele
Vertikale Farmen können unterschiedliche Ansätze für die landwirtschaftliche Produktion verfolgen.
Frachtfarmen verwendet einen Containerfarm-Ansatz, der ihrer Meinung nach viel kostengünstiger ist als andere Optionen. Der Anbau in weit verbreiteten Schiffscontainern ermöglicht es Farmen, in Gebieten zu existieren, die die traditionelle Landwirtschaft nicht unterstützen könnten. „Es ist nicht nur kleiner und kostengünstiger, sondern die Produkte können wirklich in einer vertikalen Farm verpackt werden, wodurch jeder Quadratzentimeter Platz optimal genutzt wird“, erklärt das Unternehmen auf seiner Website. „Unsere Containerfarmen können bis zu 13.000 Pflanzen gleichzeitig beherbergen!“
Gegründet im Jahr 2010 von einem Team aus Wissenschaftlern und Ingenieuren, die nach Möglichkeiten suchten, Nachhaltigkeit im städtischen Kontext voranzutreiben, Kalera bezeichnet sich selbst als „weltweit führend in vertikalen Gemeinschaftsfarmen“. Es verfügt jetzt über funktionierende vertikale Farmen in Orlando, Atlanta und Houston, weitere vertikale Farmen befinden sich im Bau in Denver, Seattle, Columbus, Honolulu, St. Paul und im Ausland. Solange das als vertikale Farm genutzte Gebäude die Höhenkriterien erfüllt und hohe Betriebskosten vermeidet, „gibt es keine Grenzen, wo ich eine Farm errichten kann“, sagte Austin Martin, Chief Operating Officer von Kalera New York Times. Die Fabrik zur Herstellung von Blattgemüse und Mikrogemüse ist vergleichbar mit einer Halbleiterfabrik: Sie benötigt eine kontrollierte Umgebung, um ihre Produkte vorhersagbar automatisiert herzustellen. Das Unternehmen beschreibt seine Vorteile:
- höherer Nährwert – reichhaltiger Geschmack und 50 % oder mehr Zunahme an Proteinen, Vitaminen und Mineralstoffen
- Kein Waschen erforderlich – sauber und frei von schädlichen Chemikalien, bleibt länger frisch
- null Pestizide – Greens sind zu 100 % frei von Pestiziden und Bio-Pestiziden
- lokal angebaut – aufgezogen in den belieferten Gemeinden, geerntet bei Bedarf mit maximaler Frische
Startup aus Puerto Rico Fusionsfarmen entwickelt fortschrittliche, nachhaltige Methoden zur Herstellung von Meeresfrüchten und Produkten in einer vertikalen Indoor-Farm mit geschlossenem Kreislauf, wodurch eine natürliche Nährlösung entsteht, die durch Wasser zugeführt wird. Sein System liefert das ganze Jahr über frische, gesunde und nährstoffreiche Produkte mit täglicher Ernte. Das Unternehmen verwaltet moderne, nachhaltige und vor Hurrikanen geschützte Indoor-Aquaponik-Landwirtschaftslösungen für jede Gemeinde, die vor ökologischen, klimatischen und wirtschaftlichen Herausforderungen steht.
Es wurde argumentiert, dass vertikale Farmen nachhaltige landwirtschaftliche Praktiken stärker fördern als die konventionelle Landwirtschaft. Letzteres tendiert zu einer großflächigen Freilandlandwirtschaft, die eine starke Bewässerung, intensive Bodenbearbeitung und einen übermäßigen Einsatz von Düngemitteln, Pestiziden und Herbiziden erfordert. Aber ist die vertikale Landwirtschaft wirklich so viel besser als die traditionelle Landwirtschaft? Indoor-Farmen sind auf das künstliche Licht von Zehntausenden von LED-Leuchten angewiesen. Hinzu kommt die Energie, die für die Klimatisierung, die Wasserzirkulation und andere Vorgänge benötigt wird, und eine vertikale Farm kann enorme Mengen an Energie verbrauchen.
Die Vorteile vertikaler Gärten
Immer mehr landwirtschaftliche Produktion strebt nach Innenräumen, wo das Klima kontrolliert werden kann und die Pflanzen ohne Erde wachsen können. Hydroponik ermöglicht vertikale Farmen, sodass Pflanzen mit Wasser und Nährstofflösungen aufgezogen werden können.
Neuste Technologie: High-Tech-Fortschritte in Gewächshaustechnologien wie Robotik, Hydroponik, Aeroponik und Aquaponik haben dem vertikalen Farmkonzept eine vielversprechende Zukunft beschert.
Nachhaltige Landwirtschaft: Vertikale Farmen reduzieren den Wasserverbrauch für Lebensmittelproduktion und -recycling. Viele vertikale Farmen haben sich inzwischen erneuerbaren Energiequellen zugewandt, um die Treibhausgasemissionen aus fossilen Brennstoffen zu mindern. Da die Preise für erneuerbare Energien weiter sinken, sagen Befürworter der vertikalen Landwirtschaft, dass sie zu einer zugänglicheren und umweltfreundlicheren Art werden kann, Lebensmittel auf den Tisch zu bringen.
Passt die Landwirtschaft an den Klimawandel an: Vertikale Farmen können im Kampf gegen die mit dem Klimawandel einhergehenden Anomalien helfen. Mit zunehmender urbaner Dichte können vertikale Farmen eine Möglichkeit werden, die Emissionen des Lebensmitteltransports zu reduzieren. Die Pflanzenproduktivität kann mit vertikalen Farmen aufgrund des Schutzes vor wetterbedingten Schwankungen steigen. Sie tragen dazu bei, das Gleichgewicht des Ökosystems aufrechtzuerhalten.
Ernährt mehr Menschen denn je: Da Ackerland weltweit rapide abnimmt, sind vertikale Gärten vielversprechend für die Ernährungssicherheit. Kopfsalat wird zum Beispiel extensiv im Vertical Farming angebaut. Es ist schnell und einfach anzubauen, hat das ganze Jahr über eine konstante Nachfrage und ist in mehreren Sorten erhältlich, sodass Landwirte Produkte wechseln können, ohne auf eine ganz neue Kultur umsteigen zu müssen.
Komfort in der gesamten Lieferkette: Die lokale Produktion bringt Blattgemüse näher an den Einzelhändler und den Verbraucher.
Erweitert die Produktauswahl: Vertikale Farmen produzieren das ganze Jahr über Pflanzen, sodass kurze Sommer kein Problem mehr sind. Vertikale Farmen können eine Boutique-Pflanzenauswahl, Bio-Garantien und konsistente Preise anbieten.
Organische Versicherungen: Personen, die sich Sorgen um chemische Düngemittel und giftige Gifte machen, begrüßen vertikale Farmen, die Zusicherungen zum Gesundheitsschutz bieten.
Grüne Jobs: Vertikale Farmen schaffen Arbeitsplätze in der Landwirtschaft in Bereichen, die ihnen zuvor nie geboten wurden.
Die Massen erziehen: Ein vertikaler Garten kann ein gutes Umweltbildungsinstrument sein, das das Wissen über die richtige Bewirtschaftung von Pflanzen und den Respekt vor der Umwelt verbessert.
Die Nachteile der vertikalen Landwirtschaft
Erheblicher Energieverbrauch, hohe Gesamtanfahrkosten: Das größte Hindernis sind die hohen Betriebskosten aufgrund des Energieverbrauchs. Als iFarm Umrisse benötigt jede vertikale Farm LED-Lampen, um die Farm zu beleuchten und optimale Wachstumsbedingungen zu schaffen. Klimaanlagen zirkulieren und kühlen die Luft. Ein osmotisches System reinigt Wasser. Ein Abgabesystem bereitet eine nährstoffreiche Lösung für Pflanzen vor, und Pumpen liefern Düngemittel an die Pflanzen. In den ersten Betriebsmonaten sind Luftbefeuchter erforderlich. Lufttrockner werden in größeren Farmen verwendet, in denen reife Pflanzen mehr Wasser verarbeiten. Steuerungen und Automatisierungssysteme sorgen für ein stabiles Mikroklima, steuern Mischlösungen und erleichtern das Pflanzenwachstum mit minimalem menschlichem Einsatz. Lampen werden verwendet, um die Farm zu beleuchten und durch die Arbeitsbereiche zu navigieren. Ein Computer und ein Modem werden verwendet, um die Farm aus der Ferne zu verwalten. Webcams ermöglichen es, Pflanzen zu überwachen und Wachstumsabweichungen oder Krankheiten mithilfe von Computer-Vision-Technologie zu erkennen. All dies verbraucht Energie und verursacht erhebliche Anlaufkosten.
Benötigt einen bestimmten Standort: Zu den Grundvoraussetzungen für vertikale Farmlager gehören der Zugang zu wichtigen Autobahnen und eine eintägige Fahrt zu den großen Bevölkerungszentren. Es ist ein ortsbezogenes Unterfangen.
Bauwerk: Die Notwendigkeit, eine angemessene Menge an Grundstücken und Bauraum zu erwerben, kann unerschwinglich sein.
Fragen zur Diversifikation: Einige Leute bezweifeln, dass die vertikale Landwirtschaft angesichts der Einschränkungen der aktuellen Technologie skalieren und diversifizieren kann. Tomaten benötigen zum Wachsen 60 % mehr Strom als Salat und Erdbeeren doppelt so viel.
Facharbeiter: Vertikale Landwirtschaft erfordert eine gut ausgebildete Belegschaft, die sich mit Automatisierung und Pflanzenwissenschaft auskennt.
Kontroverse angetrieben von der industriellen Landwirtschaft: Ressentiments gegenüber dem traditionellen Landwirtschaftssektor verlangsamen die Akzeptanz der vertikalen Landwirtschaft.
Schwierigkeiten bei der Bio-Zertifizierung: Mit dem Wunsch, Bio-Produkte anzubieten, muss man sich an die USDA-Bio-Zertifizierung halten, wenn man in den USA Geschäfte macht.
Abschließende Gedanken
Vertikale Farmen zielen darauf ab, den Wasserverbrauch zu minimieren und die Produktivität zu maximieren, indem sie Pflanzen hydroponisch anbauen. Die gesteigerte Produktivität der vertikalen Indoor-Landwirtschaft geht jedoch mit einem höheren Energieverbrauch einher, der auf künstliche Beleuchtung und Klimatisierungssysteme zurückzuführen ist. Dass Vertical Farms in Zukunft eine große Rolle im Urban Farming und in der Landwirtschaft spielen werden, steht außer Frage. Der Zugang zu erneuerbaren Energien wird für das Gedeihen vertikaler Farmen unerlässlich sein.
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