Verringerung der Umweltauswirkungen von Indoor Farming um 74 %.

Bluelab's Future of Controlled Agriculture webinar series bringt die besten Köpfe der CEA zusammen, um die Grenzen des Gartenbaus zu diskutieren. Unsere Gastgeberin Caroline Nordahl, Chief Sales and Marketing Officer hier bei Bluelab, spricht mit Pflanzenwissenschaftlern, führenden CEA-Forschern und Ingenieuren, um einen einzigartigen Blick auf die Zukunft der CEA zu werfen.

Wir sprechen mit Julia Kurnik, Director of Innovation Startups bei der WWF und Eric Ellestad, Vice President of Research & Development von 80 Acres Farms, um zu erfahren, wie du die heutigen Herausforderungen der Indoor-Farming angehen und welche Lösungen angewandt und erforscht werden, um die Branche beim Anbau für eine gesündere Welt zu verbessern.

Hier können du das komplette Webinar herunterladen.

Kernaussagen 

Der WWF sieht die Landwirtschaft als einen Bereich, der für die Umwelt von Bedeutung ist 

Du werden sich vielleicht fragen, warum der WWF (World Wildlife Fund) an der Finanzierung von CEA-Forschungsprojekten interessiert ist.

Die Nahrungsmittelproduktion hat bereits enorme Auswirkungen auf die Umwelt, und mit der wachsenden Weltbevölkerung wird es noch dringlicher, die Versorgung der Menschen mit Nahrungsmitteln zu gewährleisten und gleichzeitig den ökologischen Fußabdruck zu minimieren. 

Der WWF ist von der Indoor-Landwirtschaft angetan, da du viele Umweltvorteile bietet, die Julia in unserem Interview über die Nachhaltigkeit von CEA näher erläutert.

Die Branche befindet sich noch im Anfangsstadium, so dass es für den WWF ein guter Zeitpunkt ist, sich einzubringen und seine Ressourcen zur Verfügung zu stellen. Die größte Chance, die der WWF sieht, ist die Verringerung des Energie-Fußabdrucks der Indoor-Farming.

Die Indoor-Farming verbraucht viel Energie, "was sowohl ein ökologisches als auch ein finanzielles Problem ist", sagt Julia Kurnik. Es geht nicht nur darum, wie viel Energie verbraucht wird, sondern auch darum, woher die Energie kommt.

Die folgende Grafik zeigt die Umweltauswirkungen des Salatanbaus in St. Louis, USA. Das Grau steht für die Energieeinsparung durch die Nutzung einer erneuerbaren Energiequelle. Bei hydroponisch angebautem Salat könnte die Verringerung in Units of Impact (mPt) 74 % betragen. (Julia geht im Webinar genauer darauf ein, wie du die Auswirkungen gemessen haben).

Das Engagement des WWF besteht darin, innovative Lösungen und Geschäftsmodelle zu entwickeln, die ökologisch nachhaltig, sozial verträglich und finanziell rentabel sind.

"Wir besitzen nichts. Wir verwalten nichts... Erfolg ist für uns, wenn es sich weiter ausdehnen und über uns hinaus wachsen kann" 

-Julia Kurnik, Leiterin der Abteilung Innovation Startups beim WWF

Indoor-Landwirtschaft hat das Potenzial, die ressourceneffizienteste Art der Landwirtschaft zu sein

Um ihre Hypothese zu testen, haben Julia und ihr Team hypothetische Indoor-Farmen in St. Louis, USA, eingerichtet und das Modell genutzt, um Indoor-Farming mit konventionell angebautem Salat in Kalifornien zu vergleichen. (In den USA wird der meiste Salat in Kalifornien angebaut und nach St. Louis geliefert). Der Salat wird in Kalifornien angebaut und nach St. Louis geliefert.

Die vier untersuchten Arten von Indoor-Landwirtschaftssystemen sind: 

• Gewächshaus-Hydroponik 
• Hydroponik in der Vertikalen (ausschließlich mit künstlicher Beleuchtung)
• Aquaponik im Gewächshaus
• Vertikale Aquaponik

Betrachtet man den Energieverbrauch aller vier Indoor-Farming-Systeme, so ist er größer als der in Kalifornien. Der Treibhausgas-Fußabdruck eines Kilowatts Energie in St. Louis ist jedoch größer als der eines Kilowatts Energie in Kalifornien.

Das liegt daran, dass Kalifornien ein ziemlich sauberes Energienetz hat, in dem fast die Hälfte der Energie aus erneuerbaren Quellen stammt. Im Vergleich dazu ist St. Louis sehr kohlelastig und hat daher eine höhere Umweltbelastung.

"Es geht nicht nur um die Menge der verbrauchten Energie, sondern auch darum, woher diese Energie stammt"

-Julia Kurnik

Julia Kurnik und ihr Team bestätigten in ihren Untersuchungen, dass die Indoor-Farming-Anlagen das Potenzial haben, den Energieverbrauch in St. Louis im Vergleich zur konventionellen Landwirtschaft am besten zu senken, wenn erneuerbare Energiequellen genutzt werden.

Wenn die Anbausysteme ihre Energie aus Solarenergie beziehen, sehen die hydroponischen Systeme günstig aus, da die Gesamtumweltbelastung sinkt und niedriger ist als bei konventionell angebautem Salat.

Wenn ein Team wie das von Julia versucht, den ökologischen Fußabdruck zu verringern, geht es von zwei Seiten her vor. Du suchen nach Möglichkeiten, den Anteil der Energie aus erneuerbaren Quellen zu erhöhen und gleichzeitig den Energieverbrauch zu senken.

Welche Lösungen für erneuerbare Energien erforscht der WWF?  

1. Unterwasser-Windkraftanlagen 

Unterwasser-Windturbinen sind eine aufregende neue Technologie, die sich in der Entwicklung befindet, aber aufgrund der hohen Installations-, Material- und Wartungskosten noch nicht wirtschaftlich ist.

2. Solarenergie

Solarenergie ist die positivste Lösung, allerdings mit den Einschränkungen von Vorlaufkosten und Platz. Julia sagt: "Die Anzahl der Solarmodule, die für einen sehr großen Betrieb benötigt werden, würde die Größe des Betriebs bei weitem in den Schatten stellen."

3. Lebensmittelverschwendung

Dieses Konzept reduziert sowohl die Lebensmittelabfälle auf den Mülldeponien als auch die Methanemissionen und schafft eine saubere Energiequelle. Julia sagt, man könne "jede Art von Lebensmittelabfällen nehmen, nicht nur kompostierbare".

Laden du das vollständige Webinar herunter, um Julias Einschätzung des besten Ansatzes zu hören. 

Verringerung des Energieverbrauchs - gestrandete Vermögenswerte

Julias Team erforscht Lösungen, die den Energieverbrauch senken sollen. Ein großer Prozentsatz des Energiebedarfs einer Indoor-Farm stammt aus der Kühlung, die häufig über eine Klimaanlage erfolgt. Es gibt Alternativen; die positivsten, die in der Forschung untersucht wurden, sind: 

1. "Stranded Assets" wie stillgelegte Kohlekraftwerke 

In St. Louis gibt es eine Reihe von Kohlekraftwerken, die in Zukunft stillgelegt werden sollen, und viele von ihnen nutzen den Mississippi zur Kühlung der Anlagen. Die Idee ist, die bestehende Infrastruktur für die Kühlung der Farm zu nutzen.

2. Verlassene Bergwerke  

"Allein in den USA gibt es etwa eine halbe Million stillgelegter Minen, vom Rest der Welt ganz zu schweigen", sagt Julia. Vertikale Farmen erzeugen durch direkte und indirekte Beleuchtung eine große Menge an überschüssiger Wärme, so dass du klimatisiert werden müssen. Da Minen unterirdisch liegen, sind du von Natur aus kühler, so dass der Bedarf an Klimaanlagen geringer ist.

3. Co-location CO2 

Anstatt zu versuchen, den Energieverbrauch zu senken, besteht das Konzept darin, mehr CO2 zu verwenden, um die Ernteerträge zu steigern, indem CO2 aufgefangen wird, das sonst in die Atmosphäre gelangen würde. Das CO2 kann effektiv wiederverwendet werden, wodurch die Energieemissionen pro Pfund angebauter Produkte sinken.

Nicht nur Blattgemüse - wie 80 Acre Farms Tomaten ohne Sonnenlicht anbaut

In unserer Lebensmittelversorgungskette hat sich in den letzten 10 Jahren eine Menge verändert. 80 Acre Farms macht sich diese Veränderungen zunutze, vom Energieverbrauch bis hin zur Verpackung.

"80 Acres wurde mit der Mission gegründet, ein besseres Lebensmittelsystem aufzubauen", erklärt Eric Ellestad, Vizepräsident für Forschung und Entwicklung bei 80 Acres Farms. Das ist ein kühnes und lobenswertes Ziel. Um dieses Ziel zu erreichen, wird eine lokalisierte Lebensmittelproduktion angestrebt, indem moderne Technologien eingesetzt werden, um ein neues System für den Anbau von Lebensmitteln zu schaffen, das nachhaltig und wirtschaftlich ist. Und das alles bei gleichzeitiger Reduzierung des Produktionsverbrauchs.

Als Eric vor 10 Jahren begann, sich mit vertikaler Landwirtschaft zu beschäftigen, waren LEDs für den kommerziellen Gartenbau gerade erst eingeführt worden. Du waren teuer, ineffizient und hatten keine Kontrolle über die Wellenlänge. Seitdem haben du einen langen Weg zurückgelegt, da sich die Technologie weiterentwickelt hat, um energieeffiziente Beleuchtungssysteme zu schaffen.

"Die Technologie wird immer besser, die Kosten für LED-Leuchten und die Kosten für die übrige Technologie sinken immer weiter.Es wird also immer erschwinglicher, eine hocheffiziente Indoor-Farm aufzubauen.

-Eric Ellestad, Vizepräsident für Forschung und Entwicklung bei 80 Acres Farms

Von der Science-Fiction zur Realität: Kein Sonnenlicht Tomaten und Beeren 

Die vertikale Landwirtschaft ist aus wirtschaftlichen und biologischen Gründen in der Regel auf den Anbau von Blattgemüse beschränkt. "Es ist fast unmöglich, Tomaten im Haus anzubauen.Und wie du sehen, ist es uns gelungen.Das liegt vor allem an den LED-Leuchten über uns.Es geht vor allem darum, dass wir eine schöne laminare Luftströmung haben, damit die Pflanzen atmen können", sagt Eric.

80 Acre Farms ist das erste Unternehmen, das Tomaten in einer kompletten Innenumgebung mit künstlicher Beleuchtung anbaut. Du haben Jahre gebraucht, um das zu erreichen, was du erreicht haben, und jetzt können du diese Farmen überall auf der Welt bauen, unabhängig vom Klima, und phänomenale Qualitätskulturen produzieren.

  "Die vertikale Landwirtschaft ist angekommen und soll die Industrie dazu bringen, andere Pioniere in diesem Bereich zudrängen, mehr als nur Blattgemüse zu produzieren".  

-Eric Ellestad

Plastik verpackungen sind der Elefant im Raum

80 Acre Farms ist ständig bestrebt, sich selbst zu verbessern, indem es die 17 Ziele der Farm Tech Society (FTS) für nachhaltige Entwicklung vergleicht und Rechenschaft ablegt. Zu diesen Zielen gehören die Beseitigung des Hungers, die Verbesserung des Zugangs zu frischen, gesunden Lebensmitteln und die Schaffung nachhaltiger Städte.

"Es ist schwer, über Nachhaltigkeit und Lebensmittel zu sprechen, ohne das Thema Plastik zu erwähnen, das sozusagen der Elefant im Raum ist. Wenn man an den Einzelhandel verkauft, ist es oft schwer, kein Plastik zu verwenden. Aber man kann den Verbrauch reduzieren, indem man seine Produkte aus recyceltem und biologisch abbaubarem Kunststoff herstellt".

-Eric Ellestad

Es liegt auf der Hand, dass diese Branche noch viel Wachstum vor sich hat, wenn du einige der heutigen Herausforderungen und globalen Probleme in Angriff nehmen will. Es gibt keine Patentlösung, um diese Probleme zu lösen, sondern es ist ein breiterer und gemeinschaftlicher Ansatz erforderlich, um ein Ökosystem zu schaffen, das den Weg ebnet. Zweifellos werden wir mit der Weiterentwicklung von Technologie und gemeinsamem Wissen in dieser Branche einige aufregende Fortschritte erleben.  

Laden du das vollständige Webinar als On-Demand-Version herunter, indem du auf das Bild unten klicken.