Indoor Farming: Technik, Marge und Geschäftsmodell

Berechnungen haben ergeben, dass in nicht allzu ferner Zukunft rund 10 Mrd. Menschen auf der Erde leben werden. Wie sollen diese alle ernährt werden? Die Antwort könnte im Indoor Farming liegen.

Indoor Farming: Forschungen und Projekte für hochwertige Lebensmittel

Schon jetzt leiden über 864 Millionen Menschen Hunger, rund 2,3 Millionen sterben weltweit täglich an den Folgen der Unterernährung. Die Zahl der Hungertoten ist erschreckend und wird angesichts der wachsenden Weltbevölkerung immer furchtbarer.

Wenn bald schon zehn Milliarden Menschen auf der Erde leben – wovon sollen sich diese alle ernähren? Neue Konzepte braucht die Welt und so haben sich verschiedene Unternehmen und Hochschulen zusammengetan, um die Möglichkeiten des Indoor Farmings zu erforschen. Dabei wachsen Obst und Gemüse nicht wie üblich auf Beeten auf der Erde, sondern praktisch in die Höhe.

Die Beete werden übereinander angelegt. Es gibt aktuell beispielsweise ein gemeinsames Projekt von Unternehmen und der Humboldt-Universität, bei dem die Chancen des Indoor Farmings ausgelotet werden sollen. Die Vorteile dieser Art, Gemüse und Obst anzubauen, sind schon jetzt erkennbar.

 

Große Vorteile beim Indoor Farming

Das Indoor Farming ist auch als vertikale Landwirtschaft bekannt und meint nichts anderes, als dass Obst und Gemüse in einer Art riesigem Gewächshaus übereinander angebaut werden. Direktes Sonnenlicht gibt es für die Pflanzen nicht, stattdessen wird auf eine moderne LED-Technik gesetzt.

Interessant ist, dass die Forscher herausgefunden haben, dass sic die Qualität unter anderem von Basilikum und Mangold verändern lässt, wenn unterschiedliche Lichtfarben eingesetzt werden. So ist es möglich, die Qualität mit dem Licht zu steigern, was bei einem Anbau unter freiem Himmel keine Option ist.

Durch das derzeit laufende Projekt der Humboldt-Universität lässt sich bereits nachweisen, dass das Indoor Farming überaus positive Auswirkungen auf den Wasserverbrauch in der Landwirtschaft haben wird. Denn: Laut der Forscher werden rund 90 Prozent weniger Wasser benötigt. Verglichen wurde dabei mit dem konventionellen Pflanzenbau. In Zeiten, in denen Wasser immer knapper wird, ist dies kein unwesentlicher Faktor.

Hintergrund ist, dass die Pflanzen transpirieren und dass damit in die Umgebung abgegebene Wasser aufgrund der Klimatisierung der Anlage aufgefangen wird. Es kann danach wieder eingespeist werden. Nur das Wasser, das in der Pflanze gebunden ist, lässt sich nicht wieder nutzen.

Auch weitere Vorteile zeigen sich in dem Projekt sehr deutlich:

• Pflanzenanbau ohne Erde

  Von wegen, Pflanzen wachsen nur mit Erde! Im Projekt wird mit kompostierbaren Substraten gearbeitet, diese lassen Erde völlig unnötig werden.

• Rasche Wachstumsfolge

  Beim Indoor Farming lassen sich Pflanzen wie am Fließband produzieren. Die Jungpflanzen werden täglich neu gesetzt, in der zweiten Sektion wachsen sie und in der dritten werden sie geerntet. Dank der Klimatisierung wird es im Gewächshaus auch nicht zu heiß, wobei die Hitze eines der größten Probleme ist, mit denen konventionelle Gewächshäuser zu kämpfen haben.

• Anbau regional untypischer Pflanzen möglich

  Der Lichtzyklus lässt sich dank der künstlichen Beleuchtung individuell regeln. Daher können auch Pflanzen, die nicht hier heimisch sind, beim Indoor Farming angebaut werden. Aktuell wird dies zum Beispiel mit Reis getestet. Gelingt der Versuch, lassen sich durch den hiesigen Anbau lange Transportwege und CO2 sparen.

• Klimaunabhängiger Anbau

  Die Landwirtschaft ist stark von den Wetterbedingungen abhängig. In den letzten Jahren haben daher auch zunehmend Dürrekatastrophen dafür gesorgt, dass es zu massiven Ernteausfällen kam. Durch das Indoor Farming spielt das Klima keine Rolle mehr, denn die Pflanzen werden ohnehin in ihrem eigenen, geschützten Ökosystem angebaut.

Europa und USA gehen beim Indoor Farming voran

Inzwischen ist das Indoor Farming mehr als nur ein Hirngespinst, und auch wenn es sich immer noch auf dem Prüfstand befindet, ist doch inzwischen klar, dass sich damit durchaus Erfolge erzielen lassen. Die Menschen sind zwar noch zurückhaltend mit dem Kauf von derart angebautem Obst und Gemüse, denn der eher als unnatürlich empfundene Anbau in vertikaler Anordnung und unter dem Ausschluss der üblichen Einflussfaktoren wird noch skeptisch gesehen.

Dennoch: Die USA und auch Europa gehen schon einen Schritt weiter und konnten nicht zuletzt dank der Ergebnisse vieler wissenschaftlicher Arbeiten wie der im Forschungsprojekt an der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf zu dem Schluss gelangen, dass die Investition in eine entsprechende Anlage der vertikalen Landwirtschaft durchaus interessant ist. Dabei ist das genannte Forschungsprojekt schon etwas älter und startete in 2019. Inzwischen sind zahlreiche Projekte dazugekommen und werden immer noch fortgeführt, wie das oben erwähnte Projekt der Humboldt-Uni aus 2022.

In Europa befindet sich die größte Indoor Farm in Dänemark. Bis zu 14 Etagen gibt es am Standort von „Nordic Harvest“. Der Anbau erfolgt hier das ganze Jahr über, Jahreszeiten spielen keine Rolle mehr. Damit sind auch Obst- und Gemüsesorten, die eigentlich auf eine Saison beschränkt sind, das ganze Jahr über erhältlich. Möglich wird das durch die perfekt abgestimmte Beleuchtung sowie durch die Regulation von Luftfeuchtigkeit, Wasser und Temperatur.

Hier in Dänemark wachsen die Pflanzen auf Kunststoffnetzen und kommen ebenfalls ohne Erde aus. Sie werden per Computersteuerung mit Wasser und Nährstoffen versorgt. Die Erträge können sich sehen lassen: Bis zu 1000 Tonnen Gemüse können auf den nur 7000 Quadratmeter Fläche geerntet werden. Die konventionelle Landwirtschaft würde ein Vielfaches dieser Fläche benötigen.

Die USA wollen wieder einmal absoluter Spitzenreiter sein und bauen aktuell eine Farm, die eine Fläche von mehr als 23.000 Quadratmeter besitzt. Auf mehreren Etagen soll hier der Gemüseanbau vorangetrieben werden.

Viele Farmen sehen aber in der Größe der Fläche nicht das Nonplusultra, die Betreiber kümmern sich dort um weniger Pflanzen. Dafür stehen die Transportwege im Fokus. Teilweise sind solche Farmen direkt an den Supermarkt angeschlossen. Noch frischer kann der Kunde seinen Salat gar nicht erhalten, denn er wird unmittelbar vor dem Kauf geerntet. Eingesetzt werden dafür Vitrinen mit einer Maximalhöhe von rund zwei Metern.

Eine eigene Nährstoff- und Wasserversorgung ist hier gegeben, die Beleuchtung der Pflanzen erfolgt via LED. Alles wird per Computer gesteuert, die einzige Tätigkeit, die noch nicht von den Maschinen übernommen wird, ist das Nachsetzen der Jungpflanzen.

Geschäftsmodell Indoor Farming: Lässt sich mit der Bekämpfung des Welthungers Geld verdienen?

Auch wenn für die Erfinder des Indoor Farmings hehre Ziele wie die Bekämpfung des Welthungers auf dem Plan standen, so spielt doch auch der eigene Gewinn eine Rolle. Wie ließen sich derartige Projekte auch finanzieren, wenn sie nicht langfristig einen Gewinn abwerfen würden? Mithilfe des Indoor Farmings sollte auch ein Weg gefunden werden, wie sich die teilweise hohen Erzeugungskosten für Lebensmittel und insbesondere für gesunde, wenig belastete Lebensmittel senken lassen.

Gerade hier können die Produkte aus der vertikalen Landwirtschaft punkten, denn in dem geschlossenen System sind Pflanzenkrankheiten und Schädlinge überaus selten. Infolge dessen werden auch weniger Pestizide benötigt bzw. in vielen Fällen kann gänzlich darauf verzichtet werden. Die so angebauten Pflanzen sind damit weniger belastet und weitaus gesünder.

 

Technische Möglichkeiten nutzen

Die Technik ist inzwischen überall weit fortgeschritten und längst auch im Pflanzenanbau angekommen. Gerade beim Indoor Farming ist das IoT (Internet of Things) besonders hilfreich bis unverzichtbar. Die Farmen sind hochtechnologisiert und müssen, wenn sie wirtschaftlich sein sollen, so effektiv wie möglich betrieben werden. Die Firmen hinter den Farmen setzen daher auf spezielle Softwares, die eine zuverlässige Steuerung der Gewächshäuser erlauben.

Nur so ist es möglich, kontrollierte Bedingungen zu schaffen, mit denen Pflanzen die perfekten Lebensbedingungen erhalten und die Klimabedingungen so konstant wie möglich gesteuert werden können. Die Erträge müssen hoch genug sein, damit sich die Anlage rechnet. Als Grundlage dazu braucht es eine optimale Basis, die wiederum nur durch eine Software bzw. die technische Steuerung dahinter geschaffen werden kann.

Die Projektverantwortlichen oder Unternehmer arbeiten daher mit Softwarefirmen zusammen, die die spezifischen Produkte für die Landwirtschaft herstellen. Die Softwareentwickler erfassen dabei die Bedürfnisse der Landwirte sowie der Pflanzen, damit eine optimierte Steuerung möglich wird. Die grundlegenden Bedürfnisse – Licht, Luft, Nährstoffe, Wasser – sind klar und unterscheiden sich nicht von denen der Pflanzen, die in der konventionellen Landwirtschaft angebaut werden. Doch moderne IoT-Sensoren und analoge Controller sogen dafür, dass die Klimabedingungen in den überdachten Farmen jederzeit optimal sind. Sie sind unbeeinflusst von äußeren Bedingungen.

Ein besonderes Problem war bisher immer der Wasserverbrauch, der sich aber im Projekt der Humboldt-Universität in Zusammenarbeit mit den teilnehmenden Unternehmen senken ließ. Die verwendete Technik sorgt für den rapide gesunkenen Wasserbedarf. Bewässerungssysteme sorgen dafür, dass der restliche Bedarf an Wasser stets gedeckt wird. Die Pflanzen erleiden keine Dürreschäden, die Erträge sind demzufolge hoch.

Pflanzenschutzmittel müssen nicht erst eingebracht werden, nur teilweise ist die zusätzliche Zufuhr von Düngemitteln nötig. Fakt ist bereits, dass bis zu 75 Prozent weniger Dünger gebraucht wird. Die Gewinnmargen erhöhen sich entsprechend durch den Verzicht auf Dünger und große Mengen von Wasser.

Softwares und IoT haben es auch geschafft, den Nährstoffbedarf der Pflanzen so zu berechnen, dass die Aeroponik durchaus Erfolg versprechend ist. Dabei wachsen die Pflanzen weder in Erde noch in einem kompostierbaren Substrat. Vielmehr werden sie in einem geschlossenen Gefäß aufbewahrt, in dem sich das nötige Wasser mit allen wichtigen Nährstoffen befindet. Dank Einsatz des IoT ist genau bekannt, wann welche Pflanze Wasser mit den zugefügten Nährstoffen erhalten muss.

 

Beim eigenen Geschäft auf die passende Software setzen

Wer sich für Landwirtschaft interessiert, könnte durchaus auf den Gedanken kommen, mit Indoor Farming Geld zu verdienen. Das ist auch nicht abwegig, wenn die Grundlagen stimmen. Diese wiederum sind davon abhängig, ob die baulichen Voraussetzungen für den etageweisen Anbau von Obst und/oder Gemüse gegeben sind. Außerdem spielt eine Rolle, ob die passende Softwarelösung vorhanden ist.

Ohne diese ist es ein Ding der Unmöglichkeit, den Bedarf der Pflanzen an Nährstoffen und Wasser so zu decken, dass sie den höchstmöglichen Ertrag bringen. Die moderne Kommunikationstechnologie sorgt für die Einhaltung des empfindlichen Systems und hält Störungen fern. Sensoren übermitteln die wichtigen Daten, das IoT verarbeitet diese nach umfassender Analyse zu neuen Empfehlungen und Verfahrensweisen. Die Daten werden im System zudem visualisiert, sodass technisch weniger versierte Landwirte die Erkenntnisse direkt und übersichtlich präsentiert bekommen.

Neben der passenden Software braucht es den richtigen Standort, um erfolgreich Obst und Gemüse beim Indoor Farming anbauen zu können. Der Anschluss an einen Supermarkt ist ideal. Der Salat wächst im Supermarkt? Direkter können die Kunden gar nicht erreicht werden.

Im besten Fall haben diese noch die Möglichkeit, einen kleinen Einblick in das anbauende Unternehmen zu gewinnen, sodass sie sich ein direktes Bild davon machen können, wie die eigenen Lebensmittel angebaut wurden. Das schafft eine größere Akzeptanz und bewirkt, dass die Skepsis gegen den „künstlichen Anbau“ der Pflanzen abnimmt.

Wirtschaftliche Betrachtungen zum Indoor Farming

Noch steckt das Indoor Farming in den Kinderschuhen und es ist längst nicht sicher, wie es damit weitergehen wird. Wird diese Art der Landwirtschaft sich wirklich durchsetzen können? Angesichts der direkten Einflussmöglichkeiten auf die Gewinnspannen scheint es zumindest, als läge hier großes Potenzial. Zusätzlich zu den humanitären Zwecken der besseren Ernährung der Weltbevölkerung natürlich.

Fakt ist aber auch, dass der Start in diese Welt der Landwirtschaft mit großen Investitionen verbunden ist. Die zugehörigen Softwares sind kostenintensiv, ohne sie kann das IoT aber nicht genutzt oder nicht sinnvoll genutzt werden. Auch die zugrunde liegende Technik (Klimatisierung, Beleuchtung etc.) kostet jede Menge Geld. Die Gewinnspanne ist daher nicht von vornherein genau zu benennen. Dies ist wohl auch ein Grund, warum derzeit viele kleine Unternehmen beginnen, das Indoor Farming zu betreiben, gleichzeitig aber vor einer Expansion zurückschrecken.

 

Was beeinflusst die Gewinnmarge?

Einfache Regel in der Wirtschaft: Die Einnahmen müssen immer höher als die Ausgaben sein, nur dann ist ein finanzieller Gewinn zu erzielen. Doch gerade zu Beginn ist es für ein Unternehmen oft schwer, wirkliche Gewinne einzufahren. Die Umsätze müssen meist für die Deckung der Kosten genutzt werden, Verluste sind üblich.

Wichtige Kostenfaktoren sind unter anderem:

• Ausgaben für Investitionen in Gebäude, Infrastruktur und Personal
• Preispolitik des Unternehmens
• Kosten für Roh- und Hilfsstoffe
• Kosten für Transporte
• Kosten für Wartungen und Services (auch Aktualisierungen der Softwares etc.)
• aktuelle Preise für Energie

Auch die Nachfrage durch den Verbraucher bzw. durch die Zielgruppe ist relevant. Ist diese nicht gegeben oder nur unzureichend vorhanden, kann es sein, dass trotz überlegter Investitionen nur noch die Insolvenz als Ausweg bleibt. Das Marketing spielt daher ebenso eine Rolle, denn immer noch müssen die Verbraucher davon überzeugt werden, dass die beim Indoor Farming angebauten Lebensmittel gesund oder teilweise sogar gesünder sind als andere. Auch wenn einige Start-ups der Branche davon sprechen, dass Gewinne in zweistelliger Millionenhöhe möglich sind, ist dieser Aussage mit Vorsicht zu begegnen. Auch die Größe des Unternehmens und damit die Menge des Ernteertrags spielt eine Rolle bei der Gewinnmarge.

Nötige Investitionen auf einen Blick

Investiert werden muss unter anderem in die sogenannten Wahrnehmungstechnologien. Das Indoor Farming setzt vor allem auf Kameras und Sensoren, deren Daten die Grundlage für das IoT bzw. für weitere computergestützte Handlungsempfehlungen sind. In dem Zusammenhang sei auf die Notwendigkeit der Künstlichen Intelligenz hingewiesen, denn sie erkennt Probleme und Missstände deutlich schneller, als dies durch den Menschen möglich wäre.

Investiert werden muss zudem in die Mechatronik, denn Roboter ersetzen die menschliche Arbeitskraft mehr und mehr. Mit ihrer Hilfe gelingt die kostensparende Ernte der angebauten Obst- und Gemüsepflanzen. Experten sind der Ansicht, dass das Indoor Farming und damit die urbane Landwirtschaft nur funktionieren kann, wenn das IoT zum Einsatz kommt und mit allen seinen Möglichkeiten genutzt wird.

 

Was sind mögliche Gewinnsteigerungen?

Je nach Größe des Unternehmens sind die Investitionen in ihrer Höhe variabel. Ein wichtiger Fakt: Eine höhere Technologisierung erlaubt den weitestgehenden Verzicht auf die menschliche Arbeitskraft. Damit verbunden sind allerdings höhere Anfangsinvestitionen. Eine Möglichkeit der Gewinnsteigerung ist es also, die menschliche Arbeitskraft mehr und mehr zu ersetzen und die Vorgänge in die Hände von Robotern und Computern zu geben.

Auch mit den folgenden Punkten kann der Gewinn gesteigert werden und das Indoor Farming wird mehr und mehr unter dem Aspekt des Geldverdienens gesehen:

• Reduzierung des Wasserverbrauchs durch Anwendung der Aeroponik
• Reduktion des Düngemittelverbrauchs
• Verzicht auf Pestizide (dank des geschlossenen Systems werden diese ohnehin kaum benötigt)
• Regulation der Temperatur (Einstellung der für die Pflanzen bekannten Idealtemperatur
• regelmäßige Wartungen zur Vermeidung von Ausfallzeiten
• Senkung der Kosten für Verpackungen (keine Einzelverpackungen anbieten)

Vor allem der letzte Punkt birgt ungeahnte Sparmöglichkeiten und damit ein großes Potenzial zur Steigerung der Gewinne. Aufwendige Verpackungen kosten Geld. Außerdem erzeugen sie Abfall und gerade das Indoor Farming wird unter dem Aspekt der Umweltfreundlichkeit und der Nachhaltigkeit betrieben. Unternehmen müssen daher ihre Kunden dank einer guten Marketingkampagne mit ins Boot holen und ihnen klarmachen, dass gerade der Verzicht auf eine optisch ansprechende Verpackung die bessere Alternative ist. Bei gleichem Umsatz steigt damit der Gewinn des Unternehmens.

Fazit: Indoor Farming mit Ausbaupotenzial

Noch spielt das Indoor Farming keine nennenswerte Rolle, wenngleich Dänemark und die USA als Vorreiter in dem Bereich große Indoor-Farmen errichten. Solange die Skepsis der Verbraucher bezüglich der auf diese Weise produzierten Lebensmittel vorherrscht, ist es schwer, wahrscheinlich eintreffende Aussagen zum möglichen Gewinn zu tätigen. Fakt ist, dass derzeit die Investitionen in Infrastruktur und Technik in der urbanen Landwirtschaft noch hoch sind.

Anders als beim Roof Farming beispielsweise in Singapur müssen hier die Farmen überdacht oder mehrstöckige Gewächshäuser errichtet werden, was ebenfalls Geld kostet. Solange der Absatz des derart angebauten Obstes und Gemüses nicht gesichert ist, ist eine realistische Einschätzung der zu erzielenden Gewinne schwer. Es kann sich immer nur um Spekulationen handeln. Die Empfehlung für angehende Indoor-Landwirte heißt daher, erst einmal im Kleinen zu beginnen und eine Expansion des Unternehmens je nach zu verzeichnendem Erfolg zu planen.