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05. Mai 2008, 06:09 Uhr

Landwirtschaft der Zukunft

Wenn Wolkenkratzer Bauernhöfe werden

Von Gretchen Vogel

Science-Fiction für die Landwirschaft: Ländliche Äcker reichen nicht mehr aus, um die explodierenden Metropolen der Welt zu ernähren. Künftig müssen Städte zu Selbstversorgern werden. Ingenieure und Umweltschützer arbeiten an Visionen für die vertikale, urbane Farm.

Als vor 200 Jahren die Städte Europas explosionsartig zu wachsen begannen, standen große Teile der vormals ländlichen Bevölkerung vor einem Problem: Was die Felder rund um Dörfer und kleine Städte hergegeben hatten, war in den Häusermeeren der Metropolen nicht mehr selbstverständlich verfügbar. Hunger und Armut breiteten sich aus. Für ärmere Stadtbewohner wurden Flächen reserviert, wo sie eigene Früchte und Gemüse züchten konnten – die ersten urbanen Äcker. Solche Kleingärten erfüllen zwar heute nicht mehr die primäre Aufgabe, Essen zu erzeugen. Doch das Problem ist in den weiter aufstrebenden modernen Metropolen nicht verschwunden.

Um ihre Bewohner zu ernähren, braucht eine durchschnittliche Stadt heute eine Ackerlandfläche vom Zehnfachen ihrer eigenen Größe. Bis zum Jahr 2030 werden 4,8 Milliarden Menschen in Städten leben, und nach Berechnungen werden bis zum Jahr 2050 mehr als eine Milliarde Hektar zusätzliches Ackerland benötigt. Das entspräche etwa der Größe Brasiliens: einer Landwirtschaftsfläche, die auf der Erde nicht verfügbar ist.

Weil der Hunger der Großstädte die ländlichen Räume bereits zunehmend überfordert, planen Ingenieure, Architekten und Umweltschützer eine Neuauflage des Konzepts urbaner Landwirtschaft: Statt wie einst Grünflächen für den Ackerbau zu reservieren, soll es künftig in die Höhe gehen. Vertikale Farmen sollen hinter den Fassaden gewöhnlicher Hochhäuser entstehen. Zehntausende Stadtbewohner könnten durch solche Wolkenkratzer-Bauernhöfe ernährt werden – zu einem Bruchteil des Land-, Wasser-, und Energieverbrauchs, den herkömmliche Landwirtschaft benötigt.

Ein ökologisch wertvoller Plan, zumal viele der in Supermärkten angebotenen Waren Tausende Kilometer weit reisen. Auch diese Transporte belasten die Umwelt. Moderne, ultraeffiziente Treibhäuser könnten die Lösung sein, sagt Theodore Caplow, Chef des New Yorker Ingenieurbüros Sun Works. Nutzpflanzen ließen sich in solchen Hoch-Treibhäusern mit nur einem Zehntel des auf freiem Feld nötigen Wassers erzeugen – und auf nur fünf Prozent der Fläche. Als ersten Schritt will Caplow die flachen Hausdächer moderner Metropolen mit Treibhäusern versehen. Aber auch Fassaden von Bürogebäuden könnten dafür umgebaut werden. Es wäre eine radikale Antwort auf den Ruf nach mehr regionalen Lebensmitteln.

Im vergangenen Sommer baute Caplow bereits einen schwimmenden Garten. Auf einem Lastkahn im New Yorker Hudson River wuchsen Tomaten, Auberginen, Paprika, Gurken, Salat und Melonen, erzeugt mit wiederverwendetem Wasser und erneuerbarer Energie. Er wollte zeigen, dass Nahrungsmittel autark und nachhaltig erzeugt werden können, sagt Caplow. Jeder Einwohner New Yorks verzehrt 100 Kilogramm Obst und Gemüse pro Jahr. In Treibhäusern auf Dächern könnte die doppelte Menge wachsen. Und zusätzlich heizen müsste man die Anlagen nicht: Überschüssige Wärme von Bürogeräten würden solche innerstädtischen Treibhäuser auch im kältesten Winter versorgen.

Das Dach würde Regenwasser sammeln und verwerten, was die Kanalisation der Stadt entlasten würde. An einer New Yorker Schule soll das demnächst vorgeführt werden. Ein Treibhaus wird als Klassenzimmer dienen und die Kantine versorgen. Weiteren Raum für Treibhaustechnologie hat Caplow in den verglasten Fassaden moderner Bürohochhäuser entdeckt. Doppelglasfassaden senken die Energiekosten eines Gebäudes um bis zu einem Drittel, indem die Wintersonne als Energiequelle genutzt wird. Im Sommer sind allerdings Verschattungen nötig, um die Strahlung abzuhalten. Nach Caplow könnten Pflanzen genau diese Aufgaben übernehmen. Hydrokulturen sollen Schatten spenden und zwischen den Fassadenwänden gedeihen. Zur Erntezeit würden die Pflanzen mit einer Art Fahrstuhl in die unteren Stockwerke fahren.

Alles können städtische Bauernhöfe jedoch nicht leisten. Getreide wie Weizen, Mais und Reis seien nicht ideal für Innenräume, sagt Caplow. Diese brauchen mehr Platz zum Wachsen. Auch kosten deren Lagerung und Transport nicht viel. Besonders profitabel hingegen sind schnell wachsende Pflanzen wie Salat oder Kräuter. Vom Saatkorn bis zur Pflanze brauchen sie nur wenige Wochen, was den Umsatz eines Treibhauses steigert. Und auch empfindliche Gewächse sind geeignet, die beim Transport leicht beschädigt werden, etwa Tomaten oder Beeren. Würden diese in der Nähe der Verbraucher erzeugt, ließen sich die Kosten für Kühltransporte senken und es gäbe weniger Ausschuss.

Besondere Anforderungen an die Technik künftiger Wolkenkratzer-Bauernhöfe stellt allerdings die Tierzucht. Sie produziert schließlich nennenswerte Mengen von Mist und Abfall. Auf dem Lastkahn im Hudson River wurde schon versucht, Fische, in diesem Fall Barsche, über deren Becken Salat wuchs, in das Ökosystem eines autarken Treibhauses einzugliedern. Doch bis dies mit Fischen gelingt oder auch mit anderen Nutztieren, muss noch einiges an Forschungsarbeit getan werden, sagt Caplow.

Dabei wäre so eine Farm vor sieben Jahren beinahe schon gebaut worden – der erste vertikale Bauernhof der Welt. Im Hafen von Rotterdam in den Niederlanden sollte er entstehen. Wissenschaftler hatten dort ein fünfgeschossiges Gebäude vorgesehen, oben mit Gemüsezucht, unten mit Hühner- und Schweineställen. Das Haus war so gestaltet, dass es Wasser wiederverwerten konnte, ebenso wie den Mist der Tiere und den pflanzlichen Abfall. Die umgebenden Gebäude des Industrieviertels hätten mit ihrer überschüssigen Wärme zur Energiebilanz beigetragen. Doch nach heftiger Kritik in den Medien wurde das Projekt abgeblasen, obwohl selbst das niederländische Landwirtschaftsministerium die Pläne unterstützte.

"Die Frage wird sein, ob wir überleben wollen."


In den Vorstellungen der Forscher und Planer wachsen die vertikalen Farmen dennoch in erstaunliche Höhen. Ein Gebäude mit 30 Geschossen könnte 50.000 Menschen mit Gemüse, Früchten, Eiern, Fisch und Hühnerfleisch versorgen, schätzt Dickson Despommier, Professor für öffentliches Gesundheitswesen der Columbia University in New York. Mit seinen Studenten entwickelt und verfeinert er seit einigen Jahren Pläne für wolkenkratzerförmige Bauernhöfe. In den oberen der 30 Geschosse würden demnach Hydrokulturen gedeihen, unten sind Hühnerfarmen und Fischbassins vorgesehen. Die Energie für solch einen Megahof will Despommier aus Windturbinen, Solarzellen und sogar Gezeitenkraft beziehen. "Am sinnvollsten wäre diese Technik in Gegenden, wo es viel erneuerbare Energie gibt", sagt er, "auf Island beispielsweise oder in Neuseeland."

Ein solcher vertikaler Bauernhof könnte in weiten Teilen als Selbstversorger funktionieren: Tiere würden Pflanzenreste fressen, Stickstoff und andere Düngemittel würden wiederum aus dem Tiermist gewonnen oder aus der Kanalisation der umgebenden Stadt. Von Despommiers Gruppe gibt es bereits Entwürfe: futuristische Hochhäuser, berstend voll mit Pflanzen und viel Platz für Zuchtvieh. Doch die Realität sei komplizierter, warnen Kollegen. Despommiers Ideen verlangten technologische Neuerungen, die es noch nicht gebe, sagt zum Beispiel Jan Broeze, der einst das Projekt in Rotterdam leitete: Ein mehrstöckiges Treibhaus bräuchte aufwendige Beleuchtung und Klimaanlagen. Und das Gebäude selbst müsse die Baukosten mit dem Ausstoß von Lebensmitteln erst einmal amortisieren – betriebswirtschaftlich kein Kinderspiel.

Gene Giacomelli, Direktor des Controlled Environment Agriculture Center an der University of Arizona in Tucson, arbeitet bereits an Lösungen für einige dieser Probleme. Er experimentiert mit Glasfaserkabeln, die Sonnenlicht mit dem benötigten Farbspektrum in das Innere des Gebäudes bringen. Auch Systeme, die Kohlendioxid, Sauerstoff und Luftfeuchtigkeit regeln, werden nötig sein. Giacomelli und seiner Gruppe kommt dabei zugute, dass sie bereits ein 300.000 Euro teures Treibhaus in einer der extremsten Gegenden der Welt entwickelt haben: am Südpol. Dort entstand ein Gewächshaus, das Antarktisforscher mit Lebensmitteln versorgt. Auch mit der Nasa wurde bereits verhandelt: über eine Biosphäre für den Mond.

Trotzdem seien Hochhaus-Bauernhöfe noch ein gutes Stück von der Realität entfernt, sagt Giacomelli. Er sehe in der ersten Phase nicht Neubauten, sondern existierende Gebäude, die in Teilen umfunktioniert werden. Dann stehen nicht so horrende Baukosten im Weg. Aber auch eine weitere Hürde müssen die Planer vertikaler Farmen noch überwinden: den öffentlichen Widerstand gegen die scheinbar industrialisierte Erzeugung von Nahrungsmitteln – jene Skepsis, die einst das Projekt in Holland scheitern ließ.

Caplow hält Kritikern entgegen: "Wir wollen nur Pflanzen, die heute irgendwo in Hydrokulturen wachsen, in die Städte umpflanzen." Und Peter Smeets, Agrarwissenschaftler der niederländischen Organisation TransForum, argumentiert: In einem traditionellen Bauernhof sei schließlich auch nichts weggeworfen worden. Diese Tradition habe erst aufgehört, als Dünger und Diesel dazukamen. Dennoch fürchtet auch Giacomelli, dass die Überzeugungsarbeit noch einige Zeit in Anspruch nehmen wird – zumal die Produkte aus Hightech-Höfen in der Anfangsphase etwas teurer sein dürften als Erzeugnisse aus konventioneller Landwirtschaft. "Doch mit steigendem Ölpreis sehen die ökonomischen Bilanzen immer besser aus", sagt Giacomelli. "Unser ganzes billiges Essen basiert zurzeit auf niedrigen Transportkosten, billigem Wasser und billiger Energie für die Erzeugung von Düngern."

Der Ort, wo vertikale Farmen ihre ersten Prüfungen in der realen Welt bestehen müssen, wird wahrscheinlich China sein. Despommier arbeitet bereits mit Forschern der Chinesischen Akademie für Agrarwissenschaften an einem Demonstrationsobjekt vor den Stadtgrenzen Pekings. Das Ziel ist ein fünfgeschossiger Bauernhof mit mehreren Restaurants, in denen die Produkte des Hauses angeboten werden. Und in Dongtan bei Shanghai setzen Broeze, Smeets und Kollegen ihre in Rotterdam gescheiterten Planungen mit chinesischen Experten fort. Die Gestalter von Dongtan wollen die erste komplett nachhaltige Stadt errichten, mit neutraler Kohlendioxidbilanz und ohne Luftverschmutzung. Im Stadtgebiet sollen so viele Lebensmittel erzeugt werden, wie auf Äckern gleicher Fläche wachsen würden.

Die Erfahrungen in China werden die Haltung der Welt zur Landwirtschaft fundamental ändern, prophezeit der Planungschef in Dongtan, Peter Head: "Es wird keine Frage mehr sein, ob wir es ganz nett finden, urbane Landwirtschaft zu betreiben. Die Frage wird sein, ob wir überleben wollen."

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