Vertical Farming – Künstliche Sonnen für frische Kräuter

Nahrung dort anbauen, wo sie gebraucht wird: Vertical Farming und LED-Technologie machen das möglich.

Im Jahre 2030 wird laut Schätzungen der Vereinten Nationen 60 Prozent der Menschheit in Städten leben. Die zunehmende Urbanisierung stellt die Gesellschaft vor völlig neue Herausforderungen im Hinblick auf die Versorgung mit Ressourcen, Nahrung und Platz. Genauso wie in den Städten mit Hochhäusern Wohnfläche gewonnen wird, kann man auch die Landwirtschaft in die Vertikale stapeln. Das ist die Idee des Vertical Farmings, die man in vielen Supermärkten bereits entdecken kann. So kooperiert der Einzelhändler Edeka mit dem Start-up Infarm und bietet seinen Kunden frische Kräuter, die in einer mehrstöckigen Vitrine direkt im Markt gewachsen sind. Das spart Anbaufläche und Transportkosten.

Gallium-LEDs ersetzen das Sonnenlicht

Ohne Sonnenlicht kann selbstverständlich auch in vertikalen Farmen keine Pflanze wachsen und durch Photosynthese Nährstoffe erzeugen. Ersetzt werden kann die Sonne durch Leuchtstoffröhren, die das gesamte Lichtspektrum abgeben. Damit sind allerdings hohe Stromkosten verbunden, die in die Ökobilanz einfließen. Deutlich energiesparender ist der Einsatz von Leuchtdioden (LEDs), die nur bestimmte Lichtwellenlängen und damit Farben wiedergeben. Für die Photosynthese ist vor allem blaues und rotes Licht wichtig, wie die Dietmar Prucker von der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf schreibt. Die Beleuchtung kann mit den LEDs zudem auf die Bedürfnisse der jeweiligen Pflanzenart und ihrem jeweiligen Entwicklungsstadium angepasst werden.

Blaue LEDs sind undenkbar ohne Galliumnitrid. Diese Verbindung aus dem Technologiemetall Gallium und dem Gas Stickstoff erzeugt als Halbleiter Lichtimpulse, sobald Strom anliegt. Gallium in Verbindung mit Phosphor oder Aluminium kann für die Herstellung von roten LEDs benutzt werden.

Für die Massenproduktion von Getreide oder Kartoffeln eignet sich das Vertical Farming aktuell nicht, hier ist die konventionelle Landwirtschaft günstiger. Doch selbst das US-Landwirtschaftsministeriums (USDA) sieht in der Technologie die Möglichkeit, um die Nahrungsmittelversorgung sicherzustellen. Neben den vertikalen Farmen gibt es noch weitere Varianten des Anbaus in geschlossenen Räumen. Auch dort kommen LEDs zum Einsatz. Mit dedizierten „horticulture LEDs“ bieten Unternehmen wie Samsung und Osram bereits die technischen Mittel für den kommerziellen Einsatz an.  

Photo: iStock/Halfpoint