Wie werden die Städte der Zukunft nachhaltig mit frischen und qualitativ hochwertigen Lebensmitteln versorgt? Etwa 2.300 m² Anbaufläche benötigt man pro Kopf, um den Nahrungsmittelbedarf über ein Jahr zu decken. Auf jeden Quadratmeter Stadt entfallen damit 10 Quadratmeter an landwirtschaftlicher Anbaufläche. Die Produktion von Lebensmitteln ist energieintensiv und basiert heute vorwiegend auf fossilen Energieträgern. Mit zunehmender Urbanisierung und steigendem Bevölkerungswachstum werden wir neue Lösungen für die nachhaltige Herstellung von Nahrungsmitteln brauchen, um dem explodierenden Flächen- und Energieverbrauch entgegenzuwirken. Ein Lösungsansatz ist es, Lebensmittel dort zu produzieren, wo sie auch konsumiert werden.

Gemüseanbau in der Stadt

Vertical farming ist ein innovatives Konzept für die lokale Lebensmittelproduktion in dicht verbauten Gebieten. Der vertikale Anbau von Nutzpflanzen könnte dazu beitragen, den Landverbrauch für die urbane Lebensmittelproduktion zu reduzieren und die Gesamtenergieeffizienz der Städte zu erhöhen. Vertical Farming-Gebäude sind geschlossene Systeme, in denen Frischprodukte mit verschiedenen Anbau- und Produktionsmethoden in gestapelter Form angebaut werden. Auf den übereinander gelagerten Ebenen können höhere Erträge erzielt werden, als auf einer vergleichbaren Grundfläche auf dem Boden. 

Durch die Vertikalisierung entstehen mehrere Klimazonen, auch die Verteilung von Tageslicht ist unterschiedlich. So lassen sich auf kleinem Raum über das ganze Jahr hinweg geeignete Wachstumsbedingungen für verschiedene Nutzpflanzen schaffen. Dazu ist allerdings der Einsatz modernster Technik notwendig. Um die Produktion energie- und ressourceneffizient gestalten zu können, müssen die Nutzungskreisläufe optimiert und aufeinander abgestimmt werden.

Flächen- und Energiebedarf

Jüngste Forschungsergebnisse zeigen, dass die vertikale Farm zu einer drastischen Reduktion an Landverbrauch führt. Ein Quadratmeter Bodenfläche kann theoretisch für ein Vielfaches genutzt werden. Pro Quadratmeter Grundfläche der vertikalen Farm können bis zu 50 Quadratmeter Anbaufläche im Freiland ersetzt werden. Vertical Farming benötigt Energie für Licht, Wärme und Kühlung. Ziel ist es, die Farmen mit erneuerbarer Energie zu betreiben und damit einen geschlossenen Kreislauf zu schaffen. Durch die Kombination geeigneter Kulturpflanzen und die Entwicklung angepasster Fruchtfolgen ist es möglich, den Energiebedarf zu reduzieren.

Wenn Gebäudetypologie und Pflanzenauswahl nicht optimal aufeinander abgestimmt sind, explodiert allerdings der Energieverbrauch und eine Deckung des Bedarfs mit erneuerbarer Energie ist nicht möglich. So hat sich z. B. gezeigt, dass die Versorgung mit Kunstlicht für Tomaten in einer vertical farm nicht sinnvoll ist, selbst wenn hocheffiziente LEDs zum Einsatz kommen.

F&E für die vertikale Farm

Das vertical farm institute ist Vorreiter der Branche in Österreich und eingebunden in ein internationales Forschungsnetzwerk. Es arbeitet in Österreich an Machbarkeitsstudien für vertikale Farmen. Im Rahmen eines Sondierungsprojekts werden aktuell die Grundlagen für die Entwicklung einer prototypischen vertikalen Farm für Wien erarbeitet. Dazu kooperiert das vertical farm institute mit dem Institut für Gebäude und Energie der Technischen Universität Graz, dem Department für Nutzpflanzenwissenschaften an der Universität für Bodenkultur Wien und mit SIEMENS als industriellen Partner. Es werden pflanzenphysiologische und architekturtypologische Fragen untersucht, Potenzialanalysen klimatischer Bedingungen durchgeführt sowie Lösungen für die Gebäude-, Kommunikations- und Regelungstechnik erarbeitet. Ziel ist die Entwicklung eines Hybrid-Gebäudekonzepts, das Vertical Farming mit Wohn- und Büronutzungen verbindet. Im Fokus steht die Frage, inwieweit sich die Energieflüsse der drei Funktionen ergänzen können bzw. wie hoch die daraus resultierenden Synergien sind.
www.verticalfarminstitute.org

„Wir stehen für Lebensmittelproduktion in urbanen Räumen, die unabhängig von fossilen Brennstoffen funktioniert. Wir können mit vertikalen Farmen den Ressourcenverbrauch verringern und Energiekreisläufe schließen. Biologische, regionale Produkte sollen beim Verbraucher produziert werden. Die Lebensmittelproduktion in Städten wird zum urbanen Alltag werden.“

Architekt Mag.arch. Dr.techn. Daniel Podmirseg
vertical farm institute