Das Thema Energie betrifft viele Aspekte. Neben der allseits bekannten Energiewende und der Verkehrswende ist auch die Landwirtschaft ein wichtiger Aspekt. Denn auch die Ernährung ist im Prinzip nichts anderes als die Versorgung des menschlichen Körpers mit Energie. Ein Mensch benötigt laut WHO in etwa 2.200 kcal pro Tag. Das ist erstmal nicht viel für den Einzelnen. Bedenkt man jedoch, dass wir über 7 Milliarden Menschen sind, so zeigt sich, dass das System an seine Grenzen kommt. Die Energie durch die Sonneneinstrahlung liefert theoretisch genug für 1 Billionen Menschen. Bei einem Wirkungsgrad von 1% bei der Umwandlung von Strahlungsenergie in chemische Energie in den Pflanzen, reicht es für etwa 10 Mrd. Menschen, für die wir genug Energie bekommen. Diesem Schwellenwert werden wir mit der Weltbevölkerung bis 2050 zumindest näherkommen.
Auch deshalb wird zur Zeit an Konzepten zur Steigerung der Effizienz in der Landwirtschaft geforscht. Eine Idee ist dabei gentechnisch veränderte Nahrung. Genauso werden wir wohl auf Fleisch und Fisch zumindest teilweise verzichten müssen. Andere Ansätze versuchen die Energieeffizienz von Pflanzen zu verbessern. Auffällig dabei ist, dass Pflanzen grün erscheinen. Verantwortlich dafür ist der Farbstoff Chlorophyll. Dieser führt die Photosynthese durch. Grünes Licht wird dabei stark reflektiert und kaum absorbiert. Da Sonnenlicht jedoch zum Großteil aus grünem Licht besteht, geht dabei viel Energie verloren. Dennoch werden Pflanzen aus Konvention heute meistens noch mit weißem Licht bestrahlt. Es gab allerdings auch Experimente, die Pflanzen unter rotes und violettes Kunstlicht setzten. Dadurch konnte die Lichtaufnahme stark erhöht werden. Weiterhin können Pflanzen aufgrund interner, biologisch-chemischer Reaktionen in kurzen periodischen Zeiträumen kein Licht aufnehmen. Durch gepulste LEDs als Lichtquelle können die Pflanzen jedoch nur zu den Zeiten bestrahlt werden, in denen diese Licht aufnehmen können, wodurch der Energiebedarf für das Licht deutlich verringert und die Effizienz gesteigert werden kann.
In einer weiteren Innovation der Landwirtschaft geht es darum, Platz zu sparen (und diesen etwa für Solarzellen zu verwenden), indem die Pflanzen auf schwimmenden Styroporplatten angezüchtet werden und ihre Wurzeln direkt ins Wasser statt in die Erde wachsen. Dabei wird das Wasser durch einen Fischtank geleitet. Dort reichern Fische dieses mit ihren stickstoffhaltigen Ausscheidungen an, was die Pflanzen dann aus dem Wasser aufnehmen können. Das spart zum einen den Dünger und ermöglich neben dem Anbau von Pflanzen auch gleichzeitig die Aufzucht von Fischen für die Nahrungsversorgung. Solch eine Anlage wurde in einer Studie des Macorthink Institute theoretisch untersucht. Entsprechend dem Ergebnis der Studie ist das Konzept allerdings noch nicht ganz ausgereift. Der flächenbezogene Erntefaktor war in den meisten Szenarien nur leicht über 1. Die Effizienz konnte also nur leicht gesteigert werden. Eine Ausnahme waren Kartoffeln. Dort konnte im Vergleich zum konventionellen Anbau fast die 5-fache Ernte auf derselben Fläche erzielt werden. Ökonomisch erwies sich das Modell als durchaus tragbar und im Preisniveau vergleichbar mit ökologischen Anbauvarianten. Besonders in Regionen mit speziellen Bedingungen, wie etwa dunklen Gebieten nördlich des Polarkreises, trockenen Wüsten oder dicht besiedelten Städten, kann das System Energie und Fläche sparen.
Quelle: Up, Up and Away! The Economics of Vertical Farming, Journal of Agricultural Studies, 2014 Vol. 2 No. 1
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