Urban Farming: Technik, Geschäftsmodell, Probleme

In Zukunft werden Megastädte, in denen 20 bis 30 Millionen Menschen leben, keine Seltenheit mehr sein. Gleichzeitig schwinden Ackerflächen durch Urbanisierung und Klimaeinflüsse. Urban Farming kann die Lösung sein.

Urban Farming: Lösung für das Ernährungsproblem der Welt?

Die Urbanisierung schreitet auf der ganzen Welt voran. Derzeit berechnen Experten, dass im Jahr 20590 im indischen Mumbai bis zu 42 Millionen Menschen leben werden. Doch die Flächen, auf denen Lebensmittel angebaut werden können, schwinden.

Die traditionelle Landwirtschaft hat ein Problem, denn der wachsende Bedarf ist über die vorhandenen Kapazitäten nicht zu decken. Zudem machen Dürrekatastrophen und Wüstenbildung immer mehr Flächen unbrauchbar bzw. nicht ertragreich genug. Nun steht die Masseproduktion auf kleinstem Raum zur Debatte. Die Rede ist hier vom Urban Farming.

 

Urban Farming oder Urban Gardening? (Video)

Häufig werden beide Begriffe synonym benutzt, doch sie sind zwei völlig verschiedene Dinge.

Hier die Erklärung:

• Urban Farming

  Beim Urban Farming geht es um den profitorientierten Anbau von Lebensmitteln in der Stadt bzw. im besiedelten Raum. Landwirtschaftliche Unternehmen und zahlreiche Start-ups versuchen, den gestiegenen Lebensmittelbedarf der Menschen zu decken. Genutzt werden dazu unter anderem Hausdächer, gewerbliche Räumlichkeiten oder auch leere Häuser und Hallen wie beispielsweise beim Vertical Farming.

• Urban Gardening

  Hierbei geht es um das Gärtnern für den eigenen Bedarf. Es soll ein nachhaltiger Lebensstil verfolgt werden, die Lebensmittel werden in den privaten Räumlichkeiten, im eigenen Garten oder in Schulen angebaut. Hausdächer werden ebenfalls genutzt. Die Betreiber des Urban Gardenings sind unter anderem Privatleute, Bildungseinrichtungen, Kommunen oder Wohngemeinschaften.

Video: Urban Farming - Gärtnern fürs Klima | erlebnis hessen | doku

Was ist Urban Farming ganz konkret? (Video)

Beim Urban Farming werden teils große Mengen an Lebensmitteln im städtischen Raum angebaut. Ein Beispiel dafür ist New York, wo auf dem Dach eines Hochhauses mehr als 20 Tonnen Lebensmittel pro Jahr geerntet werden. Das Projekt „Brooklyn Grange“ setzt hier vor allem auf Gemüse wie Zucchini, Salate, Tomaten oder Auberginen. Selbst eigene Bienenstöcke werden gepflegt. Die geernteten Produkte werden in den naheliegenden Restaurants verkauft und können teilweise auf den dortigen Wochenmärkten erstanden werden. Der Anbau erfolgt damit ganz klassisch auf einer Ebene, auch wenn diese Ebene deutlich höher liegt als ein herkömmlicher Gemüseacker.

Kritiker stellen sich allerdings gern die Frage nach der Schadstoffbelastung. Diese ist in Kleingärten deutlich höher, wenn die Gärten direkt an einer viel befahrenen Straße liegen. Dies wurde im Rahmen einer Berliner Studie nachgewiesen. Auf den Dachfarmen in New York ist die Schadstoffbelastung aber nicht höher, wohl auch deshalb, weil die Straße weit genug entfernt ist von einem Hochhausdach.

Möglich ist auch der Anbau des Gemüses in einem geschlossenen System. Hierfür werden Gewächshäuser benutzt, Lagerhallen oder Kellergewölbe. Ein solches Projekt wird unter anderem in Oberhausen auf dem Dach des dortigen Jobcenters verfolgt. Auf mehr als 1000 m² werden hier Obst und Gemüse angebaut, alles unter der Federführung des Fraunhofer-Instituts UMSICHT. Die geschlossenen Systeme lassen sich abgasfrei betreiben, die Pflanzen werden je nach Bedarf mit Feuchtigkeit und Nährstoffen versorgt. Hier wachsen unter anderem Erdbeeren oder Salate in den sogenannten Growbags, die sich durch ihre UV-Stabilität auszeichnen.

Video: Aquaponik: Fischzucht und Gemüseanbau aus einem System | Unser Land | BR Fernsehen

Drei verschiedene Konzepte für das Urban Farming

Verschiedene Methoden werden beim Urban Farming angewendet:

1. Hydroponik: Anbau ohne Erde

   Pflanzen wurzeln in Behältern, die mit Wasser gefüllt werden. Dort findet sich Steinwolle, auch Kokosfasern werden gern verwendet, um die Pflanzen zu fixieren. Die optimale Nährstoff- und Wasserversorgung ist damit gewährleistet. Die Bewässerung ist ein geschlossener Kreislauf, daher ist die Wasserersparnis gegenüber der konventionellen Landwirtschaft sehr hoch. Ideal ist es, wenn das Gewächshaus nicht zusätzlich beheizt werden muss, sondern wenn die Abwärme des Gebäudes für die nötige Erwärmung sorgt. Abwasser aus dem Gebäude wird über Siebe und Filter gereinigt und kann den Pflanzen zugeführt werden.

   Weltweit versuchen verschiedene Unternehmen, Pflanzen mithilfe der Hydroponik zu kultivieren. Das Fraunhofer Institut kennt derzeit mindestens 50 Firmen, die derart geführte urbane Farmen unterhalten. Diese Firmen haben sich mit ihrem Lebensmittelangebot vor allem auf die Versorgung der Nachbarschaft konzentriert.

2. Aeroponik: Pflanzen wurzeln in der Luft

   Man kennt es unter anderem von Orchideen: Sie haben Luftwurzeln, über die sie Wasser und Nährstoffe quasi aus der Luft aufnehmen. Die Aeroponik verfolgt ein ähnliches Konzept und setzt auf die Fixierung von Pflanzen in der Luft. Die Wurzeln werden mit Nährstoffen und Wasser bedampft. Der vertikale Anbau ist damit möglich, die Pflanzen brauchen wenig Platz. Auf kleiner Grundfläche können viele Pflanzen angebaut werden.

   In New York gibt es eine derartige Farm, die 18 Etagen übereinander unterhält und bis zu 900 Tonnen Salat im Jahr produziert. Die Vorteile liegen seitens der anwendenden Unternehmen vor allem im Verzicht auf Pestiziden sowie auf dem geringeren Wasserverbrauch. Außerdem sind die Erträge um ein Vielfaches größer als auf konventionellen Ackerflächen – bis zu 390-mal sollen sie höher sein. Ähnliche Erkenntnisse kann auch die University of Twente bestätigen, die den konventionellen Salatanbau mit dem Vertical Farming in New York verglichen hat.

3. Aquaponik: Pflanzen und Fische in Koexistenz

   Diese Methode setzt auf Fische, die in einem Becken gehalten werden. Ein geschlossenes Kreislaufsystem liegt der Technik zugrunde: Das Abwasser der Fische, das mit ihrem Kot versetzt ist, gelangt über Becken an die Pflanzen. Diese filtern das Wasser und sorgen dafür, dass aus Kohlendioxid Sauerstoff wird. Damit sollen bis zu 90 Prozent des Süßwassers gespart werden, was normalerweise in der Landwirtschaft eingesetzt wird.

   Aktuell forscht das Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei an einer entsprechenden Anlage, die auf nur ein Heizsystem für Fische und Pflanzen setzt. Damit sollen Wärmeverluste verringert werden. Gleichzeitig steigt die Energieeffizienz, zumal für die Wärme- und Energieversorgung Energie aus regenerativen Quellen genutzt wird.

Geschäftsmodell Urban Farming: Eigenes Unternehmen gründen und auf moderne Technik setzen

Viele sehen im Urban Farming große Chancen. Auf der einen Seite soll es nicht nur möglich sein, durch neue Anbauformen für weitere landwirtschaftliche Nutzflächen zu sorgen. Auf der anderen Seite erlaubt das Urban Farming auch die Versorgung der Bürger mit regionalen Produkten. So wie bei der Landwirtschaft im Pionierprojekt „Frankfurter Stadtfarm“: Hier werden immer mehr städtische Hobbygärtner eingebunden, die Spaß am Gärtnern und an der Versorgung mit selbst angebautem Gemüse haben. Gleichzeitig ist es bei diesen Projekten möglich, die erzeugten Produkte auf dem regionalen Markt anzubieten.

 

Eigenes Unternehmen mit hoher Technologisierung gründen

Urban Farming ist mehr als ein Hobby, wie die zahlreichen Unternehmen, die durchaus erfolgreich auf dem Markt agieren, zeigen. Wichtig ist aber, dass bei dieser Art der Landwirtschaft auf eine ausreichende Technologisierung gesetzt wird. Diese spielt schon in der konventionellen Landwirtschaft eine immer größere Rolle, denn zum einen ist es kostengünstiger, mehr und mehr Arbeit durch Künstliche Intelligenz und IoT erledigen zu lassen, zum anderen arbeiten Maschinen zuverlässiger. Sensoren können genau feststellen, ob es den Pflanzen gut geht und das oftmals schon lange, bevor das menschliche Auge einen Unterschied sieht. Veränderungen in Temperatur und Luftfeuchtigkeit werden direkt reguliert, die Reaktionszeiten auf Veränderungen sind hier deutlich kürzer.

Wichtig ist zum einen für die Umsetzung des eigenen Geschäftsvorhabens, dass die baulichen Voraussetzungen gegeben sind und genutzt werden können. Die Dachfläche muss nicht nur vorhanden, sondern auch nutzbar sein. Das gilt auch für die vertikale Landwirtschaft, bei der Obst und Gemüse etagenweise übereinander angebaut werden. Zudem muss die richtige Softwarelösung vorhanden sein.

Das IoT liefert die nötigen Daten, auf deren Basis eine wirtschaftliche Führung des Unternehmens im Bereich Urban Farming überhaupt erst möglich ist. Ertragssteigerungen sind nur durch eine ständige Überwachung und Anpassung der Gegebenheiten möglich. Dank der modernen Kommunikationstechnologie können die Daten, die im System über Sensoren aufgenommen werden, visualisiert werden, sodass die Landwirte die Ergebnisse getätigter Anpassungen und Veränderungen direkt optisch aufbereitet bekommen.

 

Geld verdienen mit Urban Farming? (Video)

Sicherlich dürfte es nicht einfach sein, das eigene Hausdach zur Farm zu erklären und damit das Einkommen zu sichern. Noch ist diese Form der Landwirtschaft nicht so stark verbreitet, dass die Nachfrage auch in kleinen Städten groß genug ist, um den angestrebten Gewinn zu erreichen. Dennoch: Jeder hat mal klein angefangen! Wer sich zuerst auf die Versorgung der Nachbarschaft über den Direktverkauf oder über das Angebot auf dem Wochenmarkt konzentriert, kann sich im Bereich Urban Farming durchaus etablieren. Wichtig ist allerdings, dass die bereits angesprochene Kommunikationstechnologie genutzt wird. Nur dann sind die Gewinnmargen in einer solchen Höhe zu erzielen, dass der Firmengründer sagen kann: „Das Vorhaben rechnet sich!“

Die Gewinne lassen sich aber in jedem Fall direkt beeinflussen. Stehen zuerst große Investitionen in die Ausstattung des Gartendachs oder in das Gewächshaus auf dem Dach mit zugehöriger Software an, muss der gesamte Anbau so effizient gestaltet werden, dass weder viel Arbeitskraft nötig wird, noch große Zusatzkosten entstehen. Im besten Fall verbleibt lediglich der Anbau der Pflanzen in der Hand des Menschen, die übrigen Arbeitsschritte werden automatisiert.

Bisher gibt es bereits den Anbau von Pflanzen auf einer Art Fließband. Dort werden täglich neue Pflanzen gesetzt, die am nächsten Tag in die zweite Sektion kommen. Dort wachsen sie solange, bis die Sensoren die Reifung verkünden. Nun wandern die Pflanzen auf dem Fließband in die dritte Sektion und werden geerntet. Die Wachstumszeit selbst ist vergleichsweise kurz, da die Pflanzen in einer für sie rundum optimalen Umgebung wachsen. Alle Klimabedingungen passen hervorragend, die Pflanzen haben mit keinerlei Widrigkeiten zu kämpfen. Dementsprechend gut können sie sich entwickeln.

Wichtig für die Verbesserung der Gewinnmarge ist ein Überblick über die anfallenden Kosten. Diese werden in fixe und laufende Kosten unterteilt. Zu den Fixkosten zählen unter anderem die Investitionen in Gebäude und für die nötige Infrastruktur, wobei hier auch die Anpassung auf Industrie 4.0 bzw. die Nutzung des IoT im Fokus stehen. Die aktuellen Energiepreise sind ein wichtiger Faktor, verteuern sie das Unternehmen doch immens.

Diese Preise sind aber variabel und können nicht selbst beeinflusst werden. Da es verschiedene Konzepte für das Urban Farming gibt, ist es zudem wichtig, sich das passende Konzept herauszusuchen und die gesamte Tätigkeit darauf abzustellen. Es bringt nichts, zu versuchen, mehrere Konzepte zu mischen oder parallel zueinander umzusetzen.

Video: Urban Gardening | DieMaus | WDR

Nachfrage ist alles

Wenn in der Nachbarschaft bekannt wird, dass durch das Urban Farming gesundes Obst und Gemüse im Angebot ist, wird die Nachfrage rasch wachsen. Ein großer Vorteil für das anbauende Unternehmen ergibt sich bei einer Standortwahl in der Nähe einer Verkaufsmöglichkeit. Der bereits angesprochene Wochenmarkt ist eine Variante, möglich ist auch der Verkauf der Erzeugnisse im Supermarkt.

Dort wiederum sollte bekannt gemacht werden, woher die Produkte stammen und was das Besondere daran ist. Derzeit sind noch viele Verbraucher skeptisch, wenn es um das Vertical Farming geht, weil diese Produkte nicht unter freiem Himmel oder wenigstens wie in einem konventionellen Gewächshaus wachsen. Beim Urban Farming auf dem Dach mag das ein wenig anders sein, denn hier ist nur der Ort das Anbaus ungewöhnlich. Die Aufklärung der Verbraucher ist damit von größter Wichtigkeit, im besten Fall können sie sich direkt vor Ort über die Anbaubedingungen, über moderne Technologien und Sensorik sowie über den Gesundheitsgehalt der auf diese Art erzeugten Lebensmittel informieren.

Lassen sich die Gewinne steigern?

Die Gewinne lassen sich durchaus steigern, wenn beispielsweise eine höhere Technologisierung gewählt wird. Dies wiederum setzt allerdings höhere Investitionen voraus, die nicht immer aus dem Eigenkapital zu realisieren sind. Die Frage nach einem Darlehen stellt sich für Start-ups, wenn nicht genügend Eigenkapital vorhanden ist. Allerdings sind die Banken noch skeptisch bei derart neuen Projekten. Es müssen daher auch Möglichkeiten präsentiert werden, wie sich die Gewinne steigern lassen.

Dies ist sogar bei gleichbleibendem Umsatz möglich:

• Wasserverbrauch reduzieren (bei Aeroponik kaum noch möglich)
• Düngemittel und Pestizide verringern
• Temperatur auf Optimum regulieren
• Systeme warten lassen
• Erzeugnisse nicht aufwendig verpacken

Die Menschen besinnen sich wieder mehr auf die Natur und wünschen sich natürlich hergestellte Lebensmittel. Eine aufwendige Verpackung steht dem entgegen und sorgt nicht dafür, dass das Vertrauen in die Produkte erhöht wird. Vielmehr erzeugt eine Verpackung, die besonders hochwertig und aufwendig erscheint, den Eindruck, dass das enthaltene Lebensmittel eben doch nicht aus der Region stammt bzw. besonders angepriesen werden muss. Eine individuelle Verpackung ist die bessere Wahl, hierbei sollte auf umweltfreundliche Materialien und Kreativität gesetzt werden.

 

Urban Farming: Probleme und Herausforderungen

Die Herausforderungen und Probleme, vor denen die urbane Landwirtschaft steht, sind in jedem Ort gleich. Dabei ist es egal, ob das Urban Farming in einer Stadt wie New York, in Berlin oder Kopenhagen vorgenommen wird. Eine Ausnahme stellt dabei nur das Urban Farming unter freiem Himmel dar, welches lediglich auf die Nutzung der vorhandenen Flächen auf den Dächern in der Stadt setzt. Die Umwelteinflüsse sind dort vergleichbar mit denen auf dem freien Acker. Die Pflanzen wachsen bei diesem Konzept ebenso an die Saison gebunden und können im Winter nicht angebaut werden. Bei einer Kultivierung der Pflanzen im Gewächshaus bzw. in einer überdachten Farm hingegen ist es möglich, auch außerhalb der Saison die entsprechenden Pflanzen anzubauen und zu ernten.

Typische Probleme der Landwirtschaft in der Stadt

Zahlreiche Herausforderungen stellen sich in der Stadt, wenn dort Landwirtschaft betrieben werden soll. Zum einen ist der Platz begrenzt, was allerdings auch auf dem Land zunehmend zum Problem wird. Die Landwirtschaft, die mit Urbanisierung und Bodenerosion sowie dadurch verursachten Bodenverlusten zu kämpfen hat, kann sich auch in ländlichen Regionen nicht unbegrenzt ausdehnen.

Die Grundstückswerte in der Stadt sind hoch, dies ist ebenfalls ein Grund, warum sich viele gegen die landwirtschaftliche Nutzung des urbanen Raums stellen. Vielfach sind die Böden kontaminiert, Diebstahl und Vandalismus drohen. Damit verbunden wären hohe Kosten zur Beseitigung der Schäden. Auch Nagetiere und Vögel können zum Problem werden, dieses stellt sich bei einem Anbau in ländlicher Umgebung aber ebenso.

Ein großes Problem kann die Finanzierung des Urban Farmings sein. Wenn die Unternehmung computergestützt sein soll, sind anfangs hohe Investitionen zu fürchten. Diese gehen vor allem in die Infrastruktur, in die Gebäude bzw. den Standort sowie in die Software. Das IoT lässt die weitere Bewirtschaftung kostengünstiger werden, dennoch sind die Anfangsinvestitionen hoch. Um das zu vermeiden, können manche Investitionen anfangs zurückgestellt und später nachgeholt werden. Allerdings steht bei einem Start ohne jegliche Software und ohne Computerunterstützung zu befürchten, dass das Start-up eher Insolvenz anmelden muss, ehe die Umsätze eine Höhe erlaubt haben, die weitere Investitionen ermöglichen.

 

Vorteile des Urban Farming

Durch das Urban Farming wird bisher nicht genutzte Fläche verwendet. Allein die Dachflächen sind riesig und bieten vielfältige Möglichkeiten für die Landwirtschaft.

Auch die folgenden Vorteile sollten bei einer Entscheidung für oder gegen Urban Farming nicht außer Acht gelassen werden:

• Nähe zu regionalen Verkaufsmöglichkeiten (Supermärkte, Wochenmärkte, Direktverkauf in der Nachbarschaft)
• Nähe zu Arbeitskräften
• kurze Transportwege
• geringere CO2-Produktion
• bei Anbau der Pflanzen in geschlossenen Systemen: geringerer Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden, kaum Schädlingsvorkommen
• ganzjährige Bewirtschaftung in Gewächshäusern möglich, keine Saisonalität der Produkte
• größere Kontrolle, daher qualitativ hochwertigere Lebensmittel

Fazit: Urban Farming bietet jede Menge Potenzial

Angesichts der schwindenden landwirtschaftlichen Nutzflächen zeigt das Urban Farming großes Potenzial. Bisher nicht genutzte Flächen können verwendet werden, hier werden Produkte teils saisonal unabhängig angebaut und regional vermarktet. Kurze Transportwege und größere Umweltfreundlichkeit sind die Resultate. Die Anfangsinvestitionen sind allerdings hoch, wenn auf Software und Künstliche Intelligenz gesetzt wird.