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alle Artikel 1. Oktober 2019

Ist Urban Farming die Landwirtschaft der Zukunft? (Methoden und Best Practices)

Hat Urban Farming das Potenzial, die Zukunft unserer Ernährung nachhaltig zu beeinflussen?

Dieser spannenden Frage wollen wir hier auf den Grund gehen.

Urban Farming – Methoden und Beispiele

Fakt ist: Die traditionelle Landwirtschaft stößt bereits jetzt an ihre Grenzen. Der Klimawandel wirkt sich negativ auf die Erträge aus, immer mehr Waldflächen werden gerodet, um neues Ackerland zu schaffen.

Dabei wird der Großteil des angebauten Getreides nicht direkt für die Ernährung des Menschen genutzt, sondern vorwiegend zur Futterherstellung von Nutztieren.

Hinzu kommt, dass die Weltbevölkerung stetig weiter wächst. Dabei zieht es schon heute mehr als die Hälfte der Menschen in Städte. Bis 2050 werden es über 60 Prozent sein, so eine aktuelle Studie des Fraunhofer Instituts.

Es ist also höchste Zeit, über Alternativen zur traditionellen Landwirtschaft nachzudenken. Urban Farming ist solch eine Alternative.

Welches Potenzial hat die Landwirtschaft in der Stadt? Und wie wird Urban Farming bereits heute umgesetzt?

Schauen wir es uns an!

Inhalt:

  1. Was ist Urban Farming? 
  2. Wie unterscheidet sich Urban Farming von Urban Gardening? 
  3. Blick in die Historie urbaner Landwirtschaft 
  4. Urban Farming heute: Formen und Best Practices 
  5. Vor- und Nachteile von Urban Farming 
  6. Innovative Technologien beim Indoor Farming 
  7. Urban Farming und Architektur 
  8. Fazit: Mehr Oasen für die Städte

1) Was genau ist Urban Farming?

Eine genaue Definition des Begriffs gibt es bisher nicht. In der ersten, wirklich großen Studie zu Urban Farming, die das Fraunhofer Institut im Jahr 2018 veröffentlichte, wird Urbane Landwirtschaft definiert als "Anbau, Verarbeitung und Vertrieb von Lebensmitteln und anderen Produkten für kommerzielle Zwecke durch Pflanzenbau in städtischen Gebieten, vor allem zur Ernährung der lokalen Bevölkerung“ (Fraunhofer, S. 22).

Was Urban Farming von traditioneller Landwirtschaft maßgeblich unterscheidet, ist die Nutzung innovativer Technologien. Diese macht Landwirtschaft unabhängig von Witterungsverhältnissen oder Jahreszeiten. Anbau und Ernte sind so über das gesamte Jahr möglich.

Urban Farming, wie es schon heute professionell betrieben wird, hat oftmals nicht mehr viel mit dem zu tun, was wir mit traditioneller Landwirtschaft verbinden.

Als Formen, auf die wir weiter unten noch im Detail eingehen, haben sich beispielsweise etabliert: 

  • Vertical Farming: Hier werden Pflanzen nicht auf der Fläche, sondern in die Höhe angebaut, beispielsweise in Hochhäusern, ausgedienten Lagerhallen oder auch an Hausfassaden. 
  • Rooftop Farming: Flachdächer werden als Anbaufläche genutzt. Dazu werden meistens Gewächshäuser installiert, die entweder noch mit Sonnenlicht oder mit LED-Beleuchtung arbeiten. 
  • Outdoor Farming: Nutzung von städtischen Grünflächen, Brachland oder Flachdächern zum Anbau von Nutzpflanzen. 
  • Indoor Farming: Geschlossene, hochgradig kontrollierte Systeme, die LED-Licht anstelle von Sonnenlicht und Nährlösungen anstelle von Erde verwenden. Hier kommen vor allem Methoden wie Hydroponik, Aquaponik oder auch Aeroponik zum Einsatz.

Angebaut werden auf städtischen Farmen vor allem Gemüse, Blattsalate, Kräuter, Tomaten oder Erdbeeren. Hinzu kommen die Fischzucht und die Kultivierung von Mikroalgen.

Bevor wir uns die einzelnen Formen und Methoden genauer anschauen, werfen wir noch einen Blick auf den Begriff des "Urban Gardening". Mit "Urban Farming" oftmals synonym verwendet, gibt es zwischen den beiden Formen doch einige grundsätzliche Unterschiede.

2) Wie unterscheidet sich Urban Farming von Urban Gardening?

Urban Gardening (Foto: Joshua Resnick/Adobe Stock)

Der Hauptunterschied zwischen den beiden Formen liegt darin, dass hinter Urban Farming vor allem ein kommerzielles Interesse steckt, während Urban Gardening den Pflanzenanbau für den Eigenbedarf beschreibt.

Bei Urban Gardening liegt dazu oftmals der Fokus auf dem sozialen und dem Bildungs-Aspekt, während Urban Farming die Schwerpunkte auf professionelle Anbaumethoden und Vertriebsstrategien legt.

Ein schönes und sehr bekanntes Beispiel für ein Urban Gardening-Projekt sind die Prinzessinnen-Gärten in Berlin.

Die Ursprünge des Urban Gardening, wie es sich auch heute über immer mehr Städte als soziale Bewegung ausbreitet, liegen in den "Community Gardens", die in den 1970er Jahren in New Yorks Problemvierteln entstanden. Sie können durchaus auch als Vorläufer des Urban Farming betrachtet werden, auch wenn in professioneller Hinsicht eine Entwicklung in Kuba einen noch stärkeren Einfluss gehabt haben wird.

Werfen wir einen Blick in die Historie urbaner Landwirtschaft.

3) Blick in die Historie urbaner Landwirtschaft

Die Community Gardens im New York der 1970er Jahre gelten als wichtiger Vorläufer des Urban Gardening genauso wie der modernen urbanen Landwirtschaft. Um in Teilen der Bronx die Verbrechensrate zu senken, entstand eine Art Bürgerbewegung, die Brachflächen zu Gärten und Gemüsebeeten umgestaltete.

Damit sollten zum einen Kinder und Jugendliche von der Straße geholt und ihnen eine sinnvolle Beschäftigung gegeben werden. Zum anderen sorgte der Anbau von Pflanzen für eine Verschönerung und Aufwertung der Viertel. Hier spielte also der soziale Aspekt und der Bildungshintergrund die hauptsächliche Rolle vor der tatsächlichen Notwendigkeit der Nahrungsmittelproduktion.

Diese war dagegen in Kuba Ende der 1980er Jahre von großer Bedeutung, weshalb urbane Landwirtschaft dort auch als der wahre Vorläufer des modernen Urban Farming angesehen wird.

Nach dem Zusammenbruch des sozialistischen Systems auf Kuba und durch die Sanktionen der USA waren die Kubaner quasi von einem Tag auf den anderen gezwungen, sich selbst zu versorgen.

Vom Staat verordnet wurde Landwirtschaft in allen Städten auf Kuba eingeführt. Unterstützung in Sachen Know-how gab es übrigens auch von den Universitäten. Als Anbaumethode wurden vor allem die sogenannten „Organopónicos“ genutzt, mit Pflanzensubstrat gefüllte Betonkästen, in denen Gemüse angebaut wurde und auch heute noch wird. In Havanna beispielsweise werden 70 Prozent des konsumierten Gemüses auch in der Hauptstadt produziert.

Als prägend für das schon heute vielfach eingesetzte Vertical Farming sind die Ideen des ehemaligen Professors an der Columbia University Dickson Despommier aus dem Jahr 1999, nach denen Nutzpflanzen in hohen, mehrstöckigen Gebäuden in der Stadt angebaut werden, um für den Nahrungsbedarf zehntausender Stadtbewohner zu sorgen.

Mit dem "Deltapark" sollte in Rotterdam ein solcher Farmscraper Anfang des neuen Jahrtausends entstehen, Massentierhaltung von Schweinen und Legehennen in großem Stil inklusive. Wegen des massiven Widerstands der Bevölkerung wurde das Projekt aber nie realisiert.

4) Urban Farming heute: Formen und Methoden urbaner Landwirtschaft

Bei den weltweit existierenden Urban Farms haben sich inzwischen einige Methoden etabliert. Vor allem Indoor Farming wird betrieben – ob in Gewächshäusern auf Dächern oder innerhalb von Gebäuden.

Indoor Farming unterscheidet sich von der traditionellen Landwirtschaft vor allem darin, dass sie hochtechnisiert ist, Wachstum und Pflege der Pflanzen von Sensoren und Computern überwacht wird, die auch dafür sorgen, dass die Pflanzen mit ausreichend Licht und Nährstoffen versorgt werden. Moderne urbane Landwirtschaft kommt ohne Sonne, ohne Erde und mit wesentlich weniger Wasser aus als der traditionelle Ackerbau.

Wie das möglich ist und wie die einzelnen Methoden funktionieren, schauen wir uns nun genauer an.

Outdoor Farming

Beim Outdoor Farming wachsen Nutzpflanzen in aller Regel noch so, wie man es gewohnt ist: mit Erde, Wasser und Sonnenlicht. Für Outdoor Farms auf städtischem Gebiet werden meistens Brachflächen, städtische Grünanlagen, Flachdächer oder aber auch der heimische Garten hinterm Haus genutzt.

So macht es nämlich beispielsweise die Urban Homestead Farm in Pasadena in den USA. Jährlich über 3000 Kilogramm Gemüse erntet der Familienbetrieb auf seiner Farm, um es vor allem in der nahegelegenen Umgebung auf Märkten oder direkt an Privatkunden zu verkaufen.

Nach einem ähnlichen Prinzip arbeitet auch die Werkhof-Gärtnerei in Dortmund. Gestartet als soziales Projekt für schwer viermittelbare Jugendliche aus dem sozialen Brennpunkt, baut die Gärtnerei seit über 20 Jahren Gemüse in Bio-Qualität an und liefert dieses an Privatkunden aus der Umgebung oder verkauft es auf lokalen Wochenmärkten.

Rooftop Farming

Flächen sind in Großstädten rar. Hochhausdächer bieten Flächen, die für urbane Farmen genutzt werden können. Hierbei hat sich zum einen klassisches Outdoor Farming etabliert oder der Anbau in Gewächshäusern.

Eine solche Farm betreiben bereits seit vielen Jahren Gotham Greens. Angefangen in New York gibt es inzwischen auch Rooftop-Farms in San Francisco. Gotham Greens setzt auf Gewächshäuser und ein geschlossenes System, das Anbau und Ernte über das gesamte Jahr ermöglicht.

Rooftop Farm (Foto: Alison Hancock/Adobe Stock)

Europas größte Dachfarm steht in Brüssel: Dabei teilt sich die 4.000 Quadratmeter umfassende Gesamtfläche der „Ferme Abattoir“ zur Hälfte auf einen Gemüsegarten und zur anderen Hälfte auf eine Aquaponik-Farm. Mitten im Zentrum von Brüssel auf dem Areal des ehemaligen Schlachthofs Abattoir werden so jährlich ca. 35 Tonnen Streifenbarsch, 20 Tonnen Cherry-Tomaten, sowie ein großes Sortiment an Kräutern produziert.

Vertical Farming

Vertical Farming beschreibt den Anbau von Nutzpflanzen nicht auf horizontaler Fläche, sondern in die Höhe – an und in Hochhäusern oder stillgelegten Lagerhallen. Darunter kann man zum einen den Anbau von Pflanzen oder der Kultivierung von Mikroalgen entlang der Hausfassaden betrachten. Vor allem aber versteht man darunter den gestapelten Pflanzenanbau als geschlossenes, kontrolliertes Indoor-System.

Ein großartiges Beispiel für eine vertikale Farm ist das Berliner Restaurant Good Bank, das in speziellen Glasschränken Salat, Kräuter und Gemüse selbst anbaut – und zwar für alle Besucher sichtbar im Restaurant. Das System dazu liefert das Berliner Startup infarm, das Vertical Farming Systeme speziell für Privat- und Business-Kunden entwickelt hat.

Sky Greens ist ein Beispiel aus Singapur: Laut eigenen Angaben handelt es sich bei Sky Greens um die weltweit erste kohlenstoffarme, hydraulisch betriebene, vertikale Farm. Mit minimalem Land-, Wasser- und Energieaufwand wollen die Betreiber von Sky Greens frisches und qualitativ hochwertiges Gemüse für die Verbraucher in der Stadt produzieren.

An der Hochschule in Kaiserslautern hat eine Forschungsgruppe ein System entwickelt, mit dem Mikroalgen an Hausfassaden kultiviert werden können. Algen sind sehr nährstoffreich und gehören beispielsweise in Asien zum regulären Speiseplan.

Indoor Farming

Unter Indoor Farming versteht man Landwirtschaft in Gebäuden, Containern oder Gewächshäusern als geschlossenes, kontrolliertes System, das unabhängig ist von Jahreszeiten und Sonnenlicht. Als Lichtquelle wird auf LED-Lampen gesetzt, auf Erde als Pflanzsubstrat wird gänzlich verzichtet.

Drei Anbaumethoden haben sich beim Indoor Farming etabliert:

  • Hydroponik
  • Aquaponik
  • Aeroponik.

Hydroponik

Unter Hydroponik versteht man das Pflanzen ohne Erde. Dazu gibt es einen Wassertank mit einer Nährlösung, die durch Rohre fließt. Diese Rohre haben Löcher, in die die Pflanzen im optimalen Abstand zueinander gesetzt werden. Das Wasser wird in einem geschlossenen Kreislauf durch Schläuche geleitet und verteilt, sodass kein Wasser verschwendet wird. Das von den Pflanzen verdunstete Wasser wird aufgefangen, aufbereitet und wieder in den Kreislauf zurückgeleitet.

Mit dieser Methode werden vor allem Blattsalate, Kräuter und Erdbeeren angebaut.

Hydroponik (Foto: DN6/Adobe Stock)

Ein Beispiel ist Farmbox Greens, die erste vertikalen Farm in Seattle, USA. Gestartet in einem kleinen Büro in Georgetown zogen die beiden Gründer nach Seattle, von wo aus sie ihre Salate und Kräuter an lokale Märkte und Restaurants im gesamten pazifischen Nordwesten der USA liefern.

Ein weiteres Beispiel ist Growing Underground in England. 33 Meter unter den Straßen des Londoner Viertels Clapham werden in dieser urbanen Farm vor allem Salate und Kräuter angebaut und an Großhändler, lokale Restaurants und Londoner Privatkunden geliefert.

Auch COMCROP – nach eigenen Angaben erstes und einziges Unternehmen in Singapur, das sich auf Dachfarmen spezialisiert hat – setzt auf Hydroponik als Anbaumethode, um ressourcenschonend und ohne Einsatz von Pestiziden Kräuter und Salate für die Stadtbewohner anzubauen.

Aquaponik

Aquaponik (Foto: Josef Kubes/Adobe Stock)

Die Anbau-Methode Aquaponik wird bildhaft auch als "Tomatenfisch" bezeichnet. Es handelt sich um eine Mischung aus Hydroponik und Aquakultur, also der Fischzucht.

Aquaponik funktioniert prinzipiell wie Hydroponik. Anstelle des Nährlösungstanks gibt es allerdings ein Becken mit Fischen, dessen Wasser inklusive der Ausscheidungen der Fische als Nährlösung den Pflanzen zugeführt wird. Umgekehrt ernähren sich die Fische von den Pflanzen. Bewährt hat sich die Kombination aus Buntbarschen und Tomaten.

(Grafik: © artisticco/Adobe Stock)

Europas modernste urbane Aquaponik-Farm steht in Berlin: ECF Farmsystems. Dreh- und Angelpunkt der Anlage ist eine eigens entwickelte Regeltechnik, die sämtliche Prozesse von Aquakultur und Hydroponik analysiert und effizient steuert und so eine ressourcenschonende Produktion von Fisch, Gemüse, Kräutern und Früchten ermöglicht.

Aeroponik

Aeroponik bezeichnet eine Anbaumethode, bei der die Pflanzen so fixiert werden, dass ihre Wurzeln in der Luft hängen und mithilfe von Zerstäubern mit Wasser und Nährstoffen besprüht werden. Entwickelt wurde die Methode bereits in den 1980er Jahren und später von NASA-Wissenschaftlern weiter verbessert.

Zur Perfektion hat sie das vielfach ausgezeichnete Unternehmen Aerofarms gebracht. Seit 2004 entwickelt Aerofarms innovative Technologien für modernes Indoor-Farming. Mit seiner Zentrale in Newark, New York betreibt das Unternehmen eine der weltweit größten vertikalen Farmen in einem stillgelegten Stahlwerk.

5) Vor- und Nachteile von Urban Farming

Es gibt eine Reihe überzeugender Vorteile, aber auch einige Nachteile von Urban Farming als geschlossenem, kontrollierten Indoor-System.

Vorteile

Kurze Transportwege: Urban Farms sind vor allem Lieferanten für die Bewohner der Stadt, für Supermärkte, Hotels und Restaurants. Die Transportwege sind dementsprechend kurz, was als Vorteil natürlich auch auf den Klimawandel einzahlt.

Kein Einsatz von Pestiziden: Dadurch, dass der Anbau in streng überwachten, geschlossenen Systemen geschieht, kann auf Pestizide komplett verzichtet werden.

Geringer Verbrauch von Wasser und Dünger: Auch der Wasser- und Düngemittelverbrauch ist wegen des geschlossenen Kreislaufs wesentlich geringer als beim herkömmlichen Anbau. Gerade, was den Wasserverbrauch angeht, werden je nach Anbaumethode 70 bis über 90 Prozent weniger Wasser verwendet.

Ganzjähriges Ernten: Modernes Indoor-Farming ist unabhängig von Jahreszeiten und Witterungsverhältnissen und setzt statt Sonnenlicht LED-Beleuchtung ein. Das ermöglicht ganzjähriges Anbauen und Ernten.

Nachteile und Herausforderungen

Es gibt natürlich auch einige Nachteile bzw. Herausforderungen für die Stadt-Farmer. Diese liegen laut der Fraunhofer-Studie vor allem darin, dass die Investitionskosten sehr hoch sind, bedingt durch den Einsatz innovativer Technologien und der wesentlichen höheren Mieten in Städten. Zudem wird die Wartung der Technik ebenfalls als Herausforderung angesehen.

Größter Kritikpunkt an Urban Farming ist der hohe Energieverbrauch, weil vor allem stromgespeiste Technologien eingesetzt werden, wie LED-Beleuchtung und Computer-Kontrollsysteme. Mit dem Einsatz von erneuerbaren Energien und weiterer Technologie, die bereits heute und sicherlich auch in Zukunft entwickelt wird, ist eine Lösung oder Reduzierung des Problems allerdings zu erwarten.

6) Welche Technologien kommen zum Einsatz?

Urban Farming (Foto: Monopoly919/Adobe Stock)

Innovative Hochtechnologie spielt für die moderne Landwirtschaft in der Stadt eine große Rolle. Gegenüber der traditionellen Landwirtschaft hat der Einsatz von Hightech den Vorteil des wesentlich effizienteren, effektiveren und ressourcenschonenderen Pflanzenanbaus.

Zum Einsatz kommen vor allem Technologien aus den Bereichen LED, Internet of Things und Automatisierung.

Laut Fraunhofer-Studie sind die am häufigsten verwendeten Technologien 

  • kontrollierte Bewässerung, 
  • Heizung, Lüftung und Klimatisierung (HVAC), 
  • Wasserrecycling, 
  • automatische Nährstoffkontrolle, 
  • Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren, 
  • Lichthelligkeit und Farbkontrolle.

Darüber hinaus kann künstliche Beleuchtung als zentraler Faktor der modernen städtischen Landwirtschaft betrachtet werden. Laut Fraunhofer-Umfrage verwenden 92 Prozent der Betriebe LED-Beleuchtung.

7) Urban Farming und Architektur

Landwirtschaft in Kombination mit Hochhäusern oder Städten inspiriert auch zunehmend Architekten weltweit. Vor allem das Thema Dachgärten liegt im Trend. Inzwischen gibt es immer mehr Architekten, die sich auf die Konstruktion von Gewächshäusern für Hochhausdächer spezialisieren.

So kommt es sicherlich nicht von ungefähr, dass das auf nachhaltige Architektur spezialisierte Studio NAB ein riesiges Dach-Gewächshaus als Idee für den Wiederaufbau von Notre Dame nach dem Großbrand im April diesen Jahres konzipierte. 

Darüber hinaus gibt es Ideen und Visionen, wie die Städte der Zukunft aussehen können. Das schließt den Anbau von Nutzpflanzen genauso ein wie die Nutzung und Gewinnung von Energie und Trinkwasser.

Ein aktuelles Beispiel ist die Zukunftvision der Stadt Kairo, erdacht von den in Dubai angesiedelten Architekten Islam El Mashtooly und Mouaz Abouzaid zusammen mit Steven Velegrinis, Drew Gilbert & Abdelrahman Magdy. Ihr Konzept "LifeLines" enthält zum einen auch die Idee von Parks als bepflanzte Oasen, die ganzjährig als Nahrungsquellen dienen sollen. Zum anderen ist in jedem Unterbezirk je ein Gebäude vorgesehen, in dem über mehrere Etagen eine vertikale Farm betrieben wird, die für die Bewohner jedes Bezirks Lebensmittel in Bioqualität produziert.

Ein weiteres aktuelles Beispiel ist "The Farmhouse", ein Konzept des österreichischen Architekten Chris Precht. Das mehrstöckige Hochhaus ist so konzipiert, dass die Hausbewohner ihre Nahrungsmittel selbst in einer vertikalen Farm anbauen. Die Idee, die hier mit hineinspielt ist auch, die Stadtbewohner wieder mit Landwirtschaft zusammenzubringen und sie zu einem nachhaltigeren Leben zu inspirieren.

8) Fazit: Mehr Oasen in die Städte!

Wie können wir eine ständig wachsende Weltbevölkerung ernähren? Das ist eine der großen Fragen, die uns in Zukunft beschäftigen wird.

Die traditionelle Landwirtschaft steckt bereits heute in der Krise. Der Klimawandel setzt den Ernten zu, Ackerböden sind ausgelaugt. Weitere Flächen entstehen auf Kosten der noch existierenden Natur.

Sich über alternative Anbaumethoden Gedanken zu machen, ist unumgänglich.

Da schon heute mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung in Städten lebt, Tendenz steigend, liegt es deshalb nah, auch einen Teil der Lebensmittelproduktion dorthin zu verlagern.

Innovative Technologien und Erfindungsreichtum visionärer Entrepreneure machen es schon heute möglich, Gemüse, Salate, Obst und sogar Fische in der Stadt in großem Stil zu produzieren. Ohne Pestizide, ganzjährig und mit sehr geringem Wasser- und Düngemittelverbrauch.

Diese hochtechnisierte Form der Landwirtschaft mag nicht mehr viel mit dem romantischen Bild des Farmerlebens zu tun haben, wie wir es kennen. Die traditionelle Landwirtschaft, wie sie heute betrieben wird, entspricht diesem Bild allerdings auch nicht mehr.

Wenn die Akzeptanz bei Politik, Wirtschaft und Gesellschaft steigt, hat Urban Farming das Potenzial, einen wichtigen Beitrag nicht nur zur Ernährung der Menschen zu gewährleisten, sondern auch das Bewusstsein für ein nachhaltigeres Leben zu stärken.

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