Eines der größten Probleme, mit denen die Menschheit derzeit konfrontiert ist, ist die Ernährungssicherheit. Nach Angaben der Vereinten Nationen waren im Jahr 720 zwischen 811 und 2020 Millionen Menschen von Hunger betroffen. The State of Food Security and Nutrition in the World (SOFI) Melden Sie konkrete Details die Herausforderung mit dem Zugang zu frischen Produkten.
Um diese Herausforderung zu lösen, haben wir gesehen, dass Menschen sich der vertikalen Landwirtschaft zuwenden, einer Praxis, bei der Pflanzen in vertikal gestapelten Schichten angebaut werden. Vertikale Landwirtschaft nicht nur riseDies ist auf den Bedarf an frischen Produkten und klimatische Herausforderungen zurückzuführen, die den Zugang dazu behindern, aber auch auf den Einfallsreichtum von Landwirten und Technologen, die darauf abzielen, Technologien zur Verbesserung der Ernährungssicherheit einzuführen.
Was ist vertikale Landwirtschaft?
Stellen Sie sich vor, Sie betreten ein landwirtschaftliches Feld und das erste, was Sie sehen, sind Pflanzen, die horizontal in mehreren Reihen zum Wachsen angeordnet sind. Wenn Sie nun diese Anordnung der Zuschnitte von horizontal auf vertikal umstellen, werden Sie der Idee nahe kommen Vertikale Landwirtschaft.
Vereinfacht ausgedrückt ist Vertical Farming eine landwirtschaftliche Praxis, bei der Pflanzen in vertikal gestapelten Schichten angebaut werden. Dieser Prozess findet in einer kontrollierten Umgebung unter Verwendung von Technologien wie Aquaponik, Hydroponik und Aeroponik statt und nutzt keinen Boden.
Es ist klar, dass die Bevölkerung weltweit wächst, aber es gibt nicht viel nutzbares Ackerland, um diese wachsende Bevölkerung zu ernähren. Wenn wir kein Land für den Anbau von Pflanzen haben, wäre es naheliegend, herauszufinden, wie man frische Produkte in Gebäuden, Schiffscontainern, Tunneln und sogar verlassenen Minenschächten anbauen kann.
„Angesichts des wachsenden Problems des Klimawandels und der zunehmenden Bodendegradation wird diese Herausforderung immer größer. Es gibt immer mehr Flächen, die für die traditionelle Landwirtschaft nicht mehr geeignet sind, vor allem an Orten, wo die Lebensmittelproduktion am dringendsten benötigt wird“, sagt Laura van de Kreeke von Chef's Farm Team at Amsterdam-Basis Growy.
Ursprung der vertikalen Landwirtschaft
Das Konzept der vertikalen Landwirtschaft wurde erstmals 1999 von Dickson Despommier, Professor für öffentliche Gesundheit und Umweltgesundheit an der Columbia University, entwickelt. Er stellte seinen Studenten die Frage, ob auf den Dächern von New Yorker Wolkenkratzern Nahrungsmittel angebaut werden können.
Um die Möglichkeit zu beweisen, entwickelte Despommier ein Konzept, bei dem eine 30-stöckige vertikale Farm, die mit Hydrokultur und künstlichem Licht bepflanzt wurde, etwa 50,000 Menschen ernähren könnte. Obwohl dieses Konzept nie das Licht der Welt erblickte, inspirierte es viele andere Designs, die dazu führten, dass vertikale Farmen zu einem gängigen Konzept wurden.
In den letzten Jahren haben wir gesehen, wie sich sowohl Regierungen als auch Entwickler für die Idee der vertikalen Landwirtschaft interessierten. Die technologiebasierte Indoor-Landwirtschaft wurde in Städten wie Abu Dhabi, New York, Los Angeles, Bangalore, Dubai, Peking, Amsterdam, und andere. Einer Schätzung zufolge wurden insgesamt 1.8 Milliarden US-Dollar investiert startups arbeitet zwischen 2014 und 2020 an der Schaffung vertikaler Farmen.
Wie funktioniert vertikale Landwirtschaft?
Vertikale Landwirtschaft ist definitiv die Antwort, um einer wachsenden Bevölkerung Zugang zu frischen Produkten zu ermöglichen und gleichzeitig die Herausforderungen im Zusammenhang mit landwirtschaftlichen Flächen zu bewältigen. Ziel ist es, uns mit weniger Landverbrauch und auf nachhaltige Weise mit mehr Nahrungsmitteln zu versorgen. Vertical Farming erreicht dies, indem es auf drei beliebte Techniken setzt:
- Hydroponik: Diese Technik bezieht sich auf den Anbau von Pflanzen ohne Erde, wobei die Wurzeln der Pflanzen in flüssige Lösungen getaucht werden, die Makronährstoffe wie Stickstoff, Phosphor, Schwefel, Kalium, Kalzium und Magnesium sowie Spurenelemente wie Eisen, Chlor, Mangan und Bor enthalten , Zink, Kupfer und Molybdän. Bei dieser Technik werden auch inerte Medien wie Kies, Sand und Sägemehl als Bodenersatz zur Unterstützung der Wurzeln eingesetzt. Diese Technik erhöht den Ertrag pro Fläche und reduziert den Wasserverbrauch.
- Aquaponik: Durch die Kombination von Aquakultur (Fischzucht) und Hydrokultur entsteht Aquaponik. Aquaponics zielt darauf ab, die Hydrokultur zu verbessern, indem die Produktion von Landpflanzen mit der Produktion von Wasserorganismen in einem geschlossenen Kreislaufsystem integriert wird, das die Natur nachahmt.
- Aeroponik: Die Idee der Aeroponik entstand aus der Initiative der NASA, in den 1990er Jahren einen effizienten Weg zum Pflanzenanbau im Weltraum zu finden. Diese Technik erfordert kein flüssiges oder festes Medium zum Pflanzenwachstum, sondern basiert auf einer flüssigen Lösung mit Nährstoffen, die in Luftkammern vernebelt werden, in denen die Pflanzen schweben. Es ist wohl die nachhaltigste erdlose Anbautechnik und verbraucht 90 Prozent weniger Wasser als andere herkömmliche Techniken.
- Landwirtschaft in kontrollierter Umgebung: CEA oder Controlled-Environment-Landwirtschaft ist im Wesentlichen die Veränderung der natürlichen Umwelt, um den Ernteertrag zu steigern oder die Vegetationsperiode zu verlängern. Es befindet sich in geschlossenen Umgebungen oder Strukturen wie Gewächshäusern oder Gebäuden, wo Umweltfaktoren wie Luft, Temperatur, Licht, Wasser, Feuchtigkeit, Kohlendioxid und Pflanzenernährung kontrolliert werden können.
Vorteile und Einsatz fortschrittlicher Technologien wie KI und Robotik
Der größte Vorteil der vertikalen Landwirtschaft liegt in der Nachhaltigkeit und Effizienz. Der Ackerflächenbedarf für die traditionelle Landwirtschaft ist zu groß und kann invasiv sein. Mit der vertikalen Landwirtschaft können Landwirte ihren Ertrag im Vergleich zu herkömmlichen Methoden in einigen Fällen um mehr als das Zehnfache pro Hektar steigern.
„Vertikale Landwirtschaft wird nicht sofort alle Ernährungsprobleme der Welt lösen, aber sie wird zu einer globalen Lösung beitragen“, sagt er Laura van de Kreeke.
Ein weiterer Vorteil der vertikalen Landwirtschaft liegt in der Witterungsbeständigkeit. Die traditionelle Landwirtschaft im Freien ist auf günstiges Wetter angewiesen, aber die vertikale Landwirtschaft kann das ganze Jahr über frische Produkte zu geringeren Kosten liefern. Da extreme Wetterbedingungen auf der ganzen Welt immer häufiger auftreten, ist die vertikale Landwirtschaft eine sinnvolle Wahl.
Laura van de Kreeke ist jedoch der Meinung, dass die vertikale Landwirtschaft ihre Kernvorteile wie den Umweltschutz immer noch nicht erreichen kann. Die Branche ist jedoch vielversprechend, wenn es darum geht, viele frische Gemüse- und Obstsorten in einer autonomen, kontrollierten Umgebung anzubauen, die schließlich in jedem Land und Klima zum Anbau genutzt werden könnten. „Wir sind derzeit in der Phase, in der wir Blattgemüse anbauen können, aber in naher Zukunft werden wir in der Lage sein, eine größere Vielfalt an Nutzpflanzen anzubauen. Wir als Growy beschäftigen uns bereits mit dem Anbau von Pflanzenprotein, größeren Feldfrüchten und auch Früchten wie Erdbeeren auf unserem Bauernhof“, fügt sie hinzu.
Laura van de Kreeke sagt: „Vertikale Farmen nutzen bereits viel Automatisierungstechnologie, aber wir sehen definitiv eine Zunahme der Automatisierung und des KI-Einsatzes. Wir nutzen KI und Robotik um eine stabile Produktion ohne menschliches Eingreifen zu gewährleisten. Da unser Betrieb von der Aussaat bis zur Verpackung vollständig automatisiert ist, können wir viele nützliche Daten sammeln und die Kosten für das Personal senken, das einfache Produktionsaufgaben erledigt. Durch die Automatisierung der einfachen, zeitaufwändigen Aufgaben der Datenerfassung sowie des Gießens, Bewegens und Überprüfens der Pflanzen bleibt mehr Zeit für die Forschung.“
Herausforderungen im Zusammenhang mit der vertikalen Landwirtschaft
Die größte Herausforderung besteht laut Laura van de Kreeke in der falschen Vorstellung, dass vertikale Landwirtschaft nachhaltiger und billiger sei als Gewächshäuser oder traditionelle Bauernhöfe. Die größten Probleme der Branche sind hoher Energieverbrauch und -kosten, Personalkosten und hohe Investitionskosten.
„Obwohl wir sehr intensiv an grünen Energielösungen wie Solarenergie und Fermentern arbeiten, sind wir noch nicht am Ziel. Jeder arbeitet an seiner eigenen Lösung für das Energieproblem, aber niemand kann sagen, dass er es vollständig angepackt hat. Wir glauben, dass wir fast eine Lösung haben, die es uns ermöglicht, mit unserer Energiequelle zu fahren, aber alles wird noch intensiv erforscht und getestet“, erklärt sie.
Gegründet in 2010 und mit Hauptsitz in Amsterdam, Niederländisch startup Skytree entwickelt eine dezentrale Direct-Air-Capture-Technologie (D-DAC) für die vertikale Landwirtschaft, um die Herausforderung im Zusammenhang mit dem COXNUMX-Fußabdruck zu lösen.
„Bei vertikalen Farmen geht es vor allem um die Minimierung des CO2-Fußabdrucks, aber auch heute noch sind sie stark auf COXNUMX in Zylindern oder Tanks angewiesen, das hauptsächlich als Nebenprodukt fossiler Brennstoffe entsteht. Die dezentralen Direktlufterfassungseinheiten von Skytree können dabei helfen, den Kreislauf zu schließen“, sagt Max Beaumont, Gründer von Skytree.
„Unsere Direct-Air-Capture-Technologie erleichtert vertikalen Farmen die Umstellung auf eine sauberere und zuverlässigere Art der CO2-Versorgung ihrer Pflanzen. Eine wirklich zirkuläre Methode, die unseren Bedürfnissen nach einer nachhaltigen Wirtschaft auf lange Sicht gerecht wird“, fügt er hinzu.
Auswirkungen der vertikalen Landwirtschaft auf Amsterdam startup ecosystem
Die Niederlande gelten allgemein als das nachhaltigste Land der Welt. Die niederländische Regierung hat Initiativen unterstützt, indem sie Anreize zur Förderung von Energieinnovationen bot und die Nutzung erneuerbarer Energiequellen förderte. Darüber hinaus arbeitet es mit der Industrie und Wissensinstitutionen zusammen, um eine nachhaltige Wirtschaft zu erreichen.
Die zunehmende Verbreitung der vertikalen Landwirtschaft wird allgemein als Aushängeschild einer nachhaltigen Wirtschaft angesehen. Ard van de Kreeke, der Gründer von Growy, sagt: „Die vertikale Landwirtschaft hat in den letzten Jahren aufgrund ihres Versprechens einer nachhaltigen Lebensmittelproduktion stark an Interesse gewonnen.“
Allerdings weist er auch darauf hin, dass vertikale Farmen derzeit nicht so nachhaltig sind, wie wir denken. Er sagt, bei Growy arbeite man hart daran, einen vollständig zirkulären und nachhaltigen Bauernhof zu schaffen.
„Lokale und nachhaltige Lebensmittelproduktion hat großes Interesse geweckt und passt auch gut dazu Amsterdam's Richtlinien zur Lebensmittelproduktion und Nachhaltigkeit“, sagt Ard.
Während das Interesse an Nachhaltigkeit und vertikaler Landwirtschaft weiter wächst, trägt dies nicht unbedingt zur Finanzierung bei. Ard sagt, die Mittelbeschaffung sei „immer noch sehr schwierig“ und der Nachhaltigkeitsaspekt habe Investoren nicht zu Investitionen veranlasst. Das Investitionsklima ist besonders kalt geworden startups und scaleups in den letzten Monaten.
Auch wenn viele Anleger über Nachhaltigkeit sprechen, spiegelt sich diese nicht unbedingt in ihren Handlungen oder Investitionen wider. Laut Ard möchten Investoren ein fertiges System mit bewährter Technologie sehen startupEs ist, als ob Growy es noch nicht bieten kann. Er fragt sich, wie das venture capital Die Welt hat sich verändert, als man vor ein paar Jahren mit nur einer Idee Geld sammeln konnte.
Laut Dealroom, Amsterdam hat die zweitwichtigste Technologie ecosystem in Europa, aber nicht jeder genießt die Vorteile. Ard sagt, es sei schwierig gewesen, große Investitionen zu tätigen, insbesondere in den Niederlanden und insbesondere als vertikale Farm. „Es ist im Moment sehr schwierig, entweder die Serie A oder sogar die Serie B zu erhöhen, selbst wenn man mehr als nur eine Idee hat“, sagt er besorgt.
Einfach ausgedrückt: Die Einführung der vertikalen Landwirtschaft und die Fortschritte auf diesem Gebiet haben die Investitionen in diesem Bereich nicht beschleunigt. Ard sagt, dass sie potenziellen Investoren das Climate Performance Potential (CPP) vorlegen und sogar die Ziele für nachhaltige Entwicklung vorstellen, die Growy erreichen möchte.
Während die Zukunft des Europäischen startup ecosystem als grün und nachhaltig dargestellt wird, hält Ard das nicht für wahr. „Keine echten Impact-Investoren investieren auch als Banker. Es soll umweltfreundlich sein, aber das Geld fließt nur in bereits bewährte, bestehende Systeme und Unternehmen“, sagt er.
Ard sagt: „Wir sehen definitiv eine grüne Zukunft vor uns, aber das liegt vor allem daran, dass es in ein paar Jahren nicht mehr notwendig sein wird.“ Die Zahl grüner Unternehmen wird exponentiell wachsen, aber VCs helfen (noch) nicht. Selbst Impact-Investoren betreiben immer noch Greenwashing, sodass es noch eine Weile dauern wird, bis die meisten Unternehmen tatsächlich nachhaltig sind.“
Als Unternehmer sieht Ard einen Bedarf an umweltfreundlicheren und wirkungsvolleren Investitionen, um die Einführung der vertikalen Landwirtschaft als Geschäftsidee wirklich zu beschleunigen. Er sagt, mangelnde Finanzierung halte Unternehmer davon ab, überhaupt anzufangen. „Indem wir mehr Aufmerksamkeit erregen und Start-ups bei der Finanzierung unterstützen, glauben wir, dass die vertikale Landwirtschaft bei Menschen außerhalb der städtischen Landwirtschaftsbranche mehr Interesse wecken wird“, sagt er.
Wie sieht die Zukunft der vertikalen Landwirtschaft aus?
Vertikale Landwirtschaft ist, wie Laura van de Kreeke erklärte, nicht die direkte Lösung, die sich die Menschen darunter vorstellen. Das Endziel dieser Technik besteht jedoch darin, ein frisches, köstliches und pestizidfreies Sortiment an frischem Obst und Gemüse anzubauen und so die traditionellen Bauernhöfe etwas zu entlasten und zur Wiederherstellung der Gesundheit des Bodens und der umliegenden Natur beizutragen.
„Vertikale Farmen werden die traditionellen Farmen nicht ersetzen, sondern vielmehr dazu beitragen, ihnen die schwere Last zu erleichtern, in einem immer schwieriger werdenden Klima genügend Nahrungsmittel zu produzieren. Auch wenn wir noch nicht so weit sind, sehen wir eine glänzende Zukunft für die Vertical-Farming-Branche“, fügt Laura van de Kreeke hinzu.
Vertikale Farmen sind auch ein Vorreiter für das Wachstum von Nachhaltigkeit startups in Amsterdam. „Ich denke, dass sie wichtig sind, um zu helfen Amsterdam nachhaltiger werden und seine Bewohner für die Nahrungskette sensibilisieren. Sie können auch andere Unternehmer dazu inspirieren, ihr eigenes nachhaltiges Unternehmen zu gründen startups“, sagt Laura van de Kreeke.