Urbanes Leben und Innovationen – für eine nachhaltige Versorgung - Wissenschaftsjahr 2020/21 - Bioökonomie

Ein Beitrag von Dipl.-Ing. Volkmar Keuter, Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Pro Jahr werden in der Agrarwirtschaft weltweit derzeit rund 104 Mio. Tonnen Stickstoff, 46 Mio. Tonnen Phosphat (P2O5) und 33 Mio. Tonnen Kalium (K2O) für Düngung verbraucht. Bedingt durch den Bedarf an frischen Lebensmitteln und anderen Agrarprodukten in einer zunehmend wachsenden Weltbevölkerung wird derzeit von einer durchschnittlichen jährlichen Steigerung von 2-3 % pro Komponente ausgegangen.

In Europa wird aber heutzutage der geringste Anteil der industriell hergestellten Düngemittel effizient zum Anbau von Nahrungsmitteln für den menschlichen Verzehr genutzt. Neben Nahrungsmittelabfällen und der Fehlernährung (vergleichsweise weniger Vitamine in einzelnen Nahrungsmitteln) gehört dies zu den Hauptursachen der Verschwendung im europäischen Nahrungsmittelsystem.

Die Versorgungssicherheit der Bevölkerung mit frischen und hochwertigen Nahrungsmitteln bei gleichzeitiger Reduzierung der Umweltbelastung übt Druck auf die Nahrungsmittelproduktion aus. 
Verschiedene Studien gehen derzeit davon aus, dass die Herausforderungen für die entwickelten Länder nicht auf Seiten einer weiteren Ertragsmaximierung, sondern bei gleichbleibendem Ertrag eher in der Reduzierung der Umweltauswirkungen liegen werden.

Trotz oder gerade weil in Deutschland die Grundversorgung mit ausreichend und bezahlbaren Nahrungsmitteln gesichert zu sein scheint, gewinnen aus Verbraucherperspektive zunehmend neue Ansprüche an Bedeutung, z. B. an Vertrauen und Nähe, Gesundheit, Nachhaltigkeit und Fairness.

Stadtnahe traditionelle Landwirtschaft in Metropolräumen ist im Hinblick auf zunehmend begrenzte Anbauflächenverfügbarkeit und auch auf rechtliche Beschränkungen schwierigen Rahmenbedingungen ausgesetzt. Dennoch wird die Rolle der lokalen Nahrungsmittel- und Wirkstoffversorgung aufgrund globaler Trends, wie beispielsweise einer wachsenden Weltbevölkerung und der zunehmenden Flächenversiegelung, immer wichtiger. In Zukunft muss eine nachhaltige Versorgung mit Agrarprodukten über systemische Ansätze sichergestellt werden.

Sogenannte »Controlled Environment Agriculture (CEA)«-Verfahren, auch Indoor Farms genannt, erlauben in Kombination mit erdfreien Anbauverfahren wie der Hydroponik eine ressourceneffiziente und platzsparende Pflanzenkultivierung am Ort des Bedarfs. 
Ein schönes Beispiel für eine urbane Produktionsanlage für nachhaltige und regionale Lebensmittel basierend auf dem »inFARMING®«-Konzept von Fraunhofer UMSICHT ist im Herbst 2019 der »ALTMARKTgarten« in Oberhausen eröffnet worden.

Im Rahmen des BMBF-Förderprojekts SUSKULT - Entwicklung eines nachhaltigen Kultivierungssystems für Nahrungsmittel resilienter (widerstandsfähige) Metropolregionen konzipieren wir mit insgesamt 15 Partnern die Transformation der heutigen Agrarwirtschaft und möchten damit maßgeblich zum biobasierten Wandel Deutschlands beitragen. Das Projektziel ist, ein auf Hydroponik basierendes innovatives Nahrungsmittelproduktionssystem zu entwickeln.

Die dafür benötigten Ressourcen bezieht SUSKULT aus einer Kläranlage. SUSKULT ist ein Beispiel dafür, wie der intelligente Ressourceneinsatz geplant und neue systemische Konzepte für den urbanen Raum entwickelt werden können.