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Neue Technologien und Industriezweige stellen sich gerne als einzig mögliche Lösung eines Menschheitsproblems dar: Monsanto & Co. wollen uns grüne Gentechnik als Mittel gegen den Hunger in der Welt verkaufen und auch der Hype um Indoor und Vertical Farming gründet sich darauf, dass städtische „Pflanzenfabriken“ in Zukunft wesentlich zur Ernährung der wachsenden Weltbevölkerung vor allem der Menschen in den Städten beitragen könnten. Was an den Behauptungen ist wirklich wahr, und wo werden nur Geschäftsmodelle öffentlichkeitswirksam platziert, um Aufmerksamkeit, Forschungsgelder und/oder Auftraggeber zu erhalten?

Indoor Farming/Vertical Farming ist  „in“ – Zeitschriften und Newsletter sind voll davon. Gemeint ist mit Indoor Farming in der Regel die Pflanzenproduktion in Gebäuden – moderne Häuser oder alte, leer stehende Fabriken und Lagerhallen. Die Pflanzen stehen darin in mehrstöckigen Regalen mit Kunstlicht übereinander (vertical farming), ihre Wurzeln werden von Nährlösung umspült, die Luftzusammensetzung, Temperatur und Luftfeuchte werden automatisch geregelt. Um diese „Pflanzenfabriken“ hat sich ein regelrechter Hype entwickelt, aber können sie erfüllen, was die Technikzulieferer versprechen? Leider liest man zwar viel von der Begeisterung über die technische Machbarkeit, aber wenig über die ökologische und ökonomische Bewertung solcher Projekte.

Michael Hamm, Professor für Nachhaltige Landwirtschaft und Leiter des Zentrums für regionale Ernährungssysteme an der Michigan State University in den USA, schreibt in einem Artikel im The Guardian, dass es zwar äußerst wichtig für die Ernährungssicherheit sei, Städtebewohner in Zukunft stärker nach Gesichtspunkten der Nachhaltigkeit mit Lebensmittel zu versorgen, aber dass Zeit, Ressourcen und Geld in anderes als Pflanzenfabriken besser investiert werden könnten.

Seine Kritik unterlegt er mit Zahlen, die Dr. Louis Albright, Professor für Bio- und Umwelttechnologie an der Cornell Universität im Ruhestand, für ein Seminar aufbereitet hatte, und weiteren Überlegungen.

Albright hatte in seinem Seminar bereits gewarnt, dass sich die Behauptungen der neuen Industrie als leere Versprechungen herausstellen könnten und dass die städtischen Pflanzenfabriken mit ihrer auf Kunstlicht basierten Fotosynthese wegen des hohen Energieverbrauchs nicht nur teurer sind als herkömmliche Pflanzenproduktion am Stadtrand, sondern auch einen negativen Einfluss auf die Umwelt haben könnten (hoher CO2-Fussabdruck, unvereinbar mit manchen Formen von erneuerbarer Energie etc.). Er hatte einige Berechnungen für Weizen, Tomaten und Salat stellvertretend für die ganze Bandbreite an Nahrungspflanzen angestellt und sprach von „Des Gartenbaus neue Kleider“ in Anlehnung an das Märchen „Des Kaisers neue Kleider“.
Skyscraper Farms and Abondoned Warehouses, Cornell Horticulture (YouTube)

Würde man den Weizen für den Brotbedarf einer Stadt wie New York City mit einer Bevölkerung von 8,6 Millionen Menschen, von denen jeder im Durchschnitt 24 kg Brot pro Jahr isst, in der Stadt anbauen, bräuchte man dazu alleine schon drei Empire State Buildings. Alleine die Kosten für die künstliche Belichtung würden 11 US-$ pro Brotlaib ausmachen.
Da jeder US-Bürger jährlich etwa 8,2 kg Tomaten verzehrt und die Erzeugung eines Kilogramms Tomaten in der Pflanzenfabrik 8,7 kg CO2 kostet, würde die Tomatenproduktion für die New Yorker Bürger so viel CO2 kosten wie 264.000 durchschnittliche Autos es pro Jahr tun.
Bei Salat käme man auf Kosten alleine für die künstliche Belichtung von 0,10 US-Dollar pro Salatkopf. Laut einer Studie von 2008 verursacht der Transport von Kopfsalat quer durch die USA nach New York zum dortigen Verzehr etwa 0,70 kg CO2 pro kg Kopfsalat. Nach Albright’s Berechnungen verursacht die Salatproduktion bei künstlicher Belichtung 3,95 kg CO2 pro kg Kopfsalat – mehr als fünfmal so viel nur für die Belichtung.

Nachhaltiger und anpassungsfähiger, als es das System Pflanzenfabrik mit künstlichem Licht ist, seien in den Industrieländern Systeme, die die Sonne direkt nutzen und trotzdem möglichst nah oder näher am Verbraucher als Importe sind, so Hamm: unbeheizte Gewächshäuser und Folientunnel zur Ernteverfrühung und –verlängerung, beheizte Gewächshäuser mit Zusatzlicht für die Ganzjahresproduktion – am Stadrand sowie in der Stadt auf ungenutzten Flächen und auf Dächern.

Woher kommt der Hype um die Pflanzenfabriken?
Begonnen hat der aktuelle Hype damit, dass einerseits krisengeplagte japanische Elektronikkonzerne wie Fujitsu, Toshiba, Sharp und Panasonic Wege zum Überleben ihrer Technologien und ihrer Unternehmen brauchten. Sie wandelten ihre brachliegenden Fabriken bzw. deren Reinräume in in jeder Hinsicht kontrollierbare Pflanzenfabriken um – nicht nur in Japan, sondern sie bauten Pflanzenfabriken beispielsweise auch in Singapur oder Dubai.

Andererseits gab es in Japan bei frischem Gemüse und Kräutern Vorbehalte gegen chinesische Importe, dass sie zu stark mit Pestiziden belastet sein könnten.

Ein Katalysator dürfte auf jeden Fall gewesen sein, dass vor allem in den japanischen Präfekturen Fukushima und Ibaraki die Böden nach der schweren Nuklearkatastrophe im März 2011 radioaktiv verseucht waren bzw. noch sind. Mit den Pflanzenfabriken kann man nun zeigen, dass Pflanzenproduktion überall und damit Nahrungsversorgung aus eigenem Anbau möglich ist und schuf so ein exportierbares Pflanzenproduktionsverfahren. Und natürlich sorgen nicht nur die Betreiber und Universitäten, sondern auch die technischen Ausstatter wie die Lichtindustrieunternehmen aus aller Welt dafür, dass das Thema oft in den Medien platziert wird.

Aber die Idee zum Vertical Farming ist schon älter. Als Pionier gilt Othmar Ruthner, ein Wiener Erfinder und Maschinenbau-Ingenieur. Vorangetrieben wurde die Idee unter anderem von Dickson Despommier, Professor für Umweltgesundheit und Mikrobiologie an der Columbia Universität in New York City, Ende des
20. Jahrhunderts.

Schon 2005 berichtet web-japan.org von Reis- und Gemüseanbau mit künstlichem Licht unter einem Gebäude in einem Tokioter Business District sowie von 15 Pflanzenfabriken in Stadtrandgebieten. Inzwischen hat Japan über 170 Pflanzenfabriken, in denen überwiegend niedrige und schnell wachsende Kräuter, Greens und Arzneipflanzen angebaut werden, da bei ihnen die Energiekosten für die künstliche Belichtung weniger ins Gewicht fallen.

Inzwischen gibt es weltweit viele Vertical-Farming-Projekte. Man muss allerdings unterscheiden, ob die jeweiligen Räumlichkeiten völlig ohne natürliches Licht sind (fensterlose Lagerhäuser, Fabriken, Keller, Schächte, Bunker etc.), in denen die Pflanzen alleine mit Kunstlicht belichtet werden müssen, oder ob es sich um Konstruktionen („Turmgewächshäuser“) handelt, die möglichst viel des natürlichen Sonnenlichts nutzen und zusätzliches künstliches Licht die Bedingungen nur verbessert.

Mein persönliches Fazit:
Mehr Technologie ist nicht grundsätzlich falsch, aber sie ist auch nicht grundsätzlich die Lösung – vor allem, wenn sie nicht nachhaltig, klimafreundlich und umweltverträglich ist.

Für manche technische Machbarkeit kann ich mich zwar auch begeistern und Pflanzenfabriken mit ausschließlich künstlichem Fotosyntheselicht haben mancherorts möglicherweise ihren Sinn – für Menschen auf dem Mars, falls man die für sinnvoll hält -, doch einen Hype um Pflanzenfabriken in fensterlosen Räumen als Mittel für eine nachhaltige Versorgung mit frischen Lebensmitteln für Stadtbewohner oder gar als Lösung für den Hunger auf der Welt zu machen, ist meiner Ansicht nach nicht gerechtfertigt. Solche Pflanzenfabriken können bei den aktuellen Gegebenheiten andere Maßnahmen und Systeme im besten Fall punktuell ergänzen – unter Abwägung jeweils des Nutzen auf der einen Seite und der Kosten und Umweltbelastung auf der anderen Seite – unter anderem die Art der Energie, die für die Herstellung der Ausstattung sowie für den Betrieb eingesetzt wird, sowie ob es sich um ein Kreislaufsystem handelt, hat Auswirkungen auf die Nachhaltigkeit und den CO₂-Fußabdruck.

Hunger auf der Welt ist aber meiner Ansicht nach weder eine Frage von gentechnisch veränderten Sorten noch von hochtechnisch ausgestatteten Pflanzenfabriken in fensterlosen Gebäuden. Hunger, Elend und Armut sind eine Folge von Kriegen, Vertreibung, Hass und religiösem Wahn und seinen Folgen, Raubbau, Umweltzerstörung, Naturkatastrophen, falsch gesetzter Anreize für internationale Märkte, Zerstörung vorhandener landwirtschaftlicher Strukturen, Infrastrukturvernachlässigung auf dem Land, falsche oder fehlende Nutzung vorhandenen Agrarlandes, mangelnder Berufsausbildung, fehlendem Gesundheitssystem, Epidemien, fehlender Aufklärung und falscher oder gar keiner Familienpolitik und Familienplanung, fehlender Investitionen in nachhaltige Landwirtschaft, Verteilungsprobleme, Ignoranz und Gleichgültigkeit Nichtbetroffener und vielem mehr. Daran muss geforscht und gearbeitet werden.

Unternehmen versprechen gerne das Blaue vom Himmel, um ihre Produkte zu verkaufen oder von der Politik gefördert zu werden, und Wissenschaftler wollen sich auf ihrem Forschungsgebiet einen Namen machen. Die Politik darf sich von deren Argumenten nicht einlullen lassen, sondern muss kritische Distanz wahren und dafür sorgen, dass (auch) den wahren Ursachen auf den Grund gegangen wird und nachhaltige Lösungen gesucht werden und entsprechend Mittel und Ressourcen in die richtigen Bahnen lenken.

Weiterführende Informationen

• Indoor urban farms called wasteful, ‚pie in the sky‘ (Cornell Chronicle)
• Indoor Farming makes no economic and environmental sense (Michael Hamm in The Guardian)
  oder ausführlicher
  Feeding Cities – with Indoor Vertical Fams? (Food Climate Research Network)
• Underground Urban Farms (Trends in Japan)
• Gemüseanbau in japanischen High-Tech-Fabriken (ingenieur.de)
• Pflanzenfabriken – eine Variante des Urbanen Gartenbaus (Verbrauchermeinung)
• Hunger und Ernährungssicherung (Welthungerhilfe)