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May 10, 2023

Die Ingenieurin

Könnte das Aufkommen vertikaler Farmen eine neue Agrarwirtschaft ankündigen?

Könnte das Aufkommen vertikaler Farmen eine neue Agrarrevolution einläuten? Der Ingenieur sprach mit drei Führungskräften auf diesem Gebiet, um herauszufinden, wie es funktioniert und warum es erfolgreich sein wird.

Treffen Sie die ExpertenAlexander Lyskovsky – CEO, iFarmDave Scott – Gründer und CTO, Intelligent Growth Solutions (IGS)James Perry – Business Development Representative, LettUs Grow

Wie gehen Sie beim Vertical Farming vor und welche Technologien setzen Sie ein?

AL: iFarm ist ein AgTech-Anbieter im industriellen Maßstab für den vertikalen Pflanzenanbau in kontrollierten Umgebungen. Unsere proprietären Hydrokultur-Landwirtschaftssysteme sind für Indoor-Landwirtschaftsprojekte mit einer Fläche von 500 bis 20.000 m² vorkonzipiert und können mithilfe von NFT-, NST- oder Flood & Drain-Techniken eine Vielzahl von Nutzpflanzen anbauen, darunter Blattgemüse, Microgreens, Erdbeeren und Gemüse . Modularität ist das Schlüsselprinzip unserer Agrartechnologien.

Zusätzlich zu Hardwarelösungen bietet iFarm die iFarm Growtune-Software, die landwirtschaftliche Prozesse wie Mikroklimakontrolle, Systemüberwachung, Terminplanung und Planung, CRM, API und Preismanagement rationalisiert. Wir bieten auch Agrartechnologie an: über 200 Pflanzenwachstumsrezepte, wobei ständig neue Formeln entwickelt, getestet und veröffentlicht werden, um unseren Kunden zu helfen, ihre Erträge zu maximieren. iFarm bietet eine der kostengünstigsten Vertical-Farming-Lösungen mit den niedrigsten CAPEX. Es ist wichtig zu beachten, dass iFarm keine eigenen Farmen besitzt und nicht mit seinen Kunden konkurriert.

DS: IGS ist ein Anbieter vertikaler Landwirtschaftsinfrastruktur. Unsere Kunden kaufen bei uns die Growth Tower-Maschinen und eine Luftschleuse. Die Türme verfügen über Zugang zu unserer wissenschaftlichen Unterstützung und unserem kontinuierlichen Forschungs- und Entwicklungsprogramm sowie der Pflanzenwissenschaft, um sicherzustellen, dass die Ergebnisse der Türme mit der Zeit besser werden. Dies deckt verschiedene Parameter ab, abhängig von den Prioritäten des Kunden, darunter Ertrag, erhöhter Geschmack, gezielte Ernährung oder längere Haltbarkeit. Unser Geschäftsmodell ist relativ einzigartig: Wir haben mit dem Markt eine Vereinbarung getroffen, niemals Pflanzen für den kommerziellen Verkauf anzubauen. Stattdessen konzentrieren wir uns darauf, unser technisches, pflanzenwissenschaftliches und datenbezogenes Fachwissen einzusetzen, um die Maschine für die vielen Anwendungsfälle und Probleme, die die verschiedenen Regionen der Welt lösen müssen, so gut wie möglich zu machen.

JP: LettUs Grow entwirft und baut nachhaltige Agrartechnologie. Wir sind ein Team aus Züchtern, Ingenieuren, Pflanzenwissenschaftlern, Softwareentwicklern und Geschäftsexperten, denen Lebensmittel und Umwelt am Herzen liegen – und wir sind auch eine B Corp. Es ist wichtig zu sagen, dass wir nicht auf vertikale Farmen abzielen sondern den gesamten Bereich der kontrollierten Umweltlandwirtschaft (CEA) – Gewächshäuser, Containerfarmen oder alles dazwischen! Wir sind auf Ultraschall-Aeroponik spezialisiert – ein Bewässerungssystem, das Pflanzen ohne Erde wachsen lässt. Aeroponik trägt dazu bei, dass Pflanzen schneller, gesünder und mit weitaus weniger Auswirkungen auf den Planeten wachsen – es verbraucht weniger Wasser und keine Pestizide. Aeroponik kann in kleineren oder größeren Anlagen eingesetzt werden – wobei sich auch die Wirkung ändern kann; In einer städtischen Mikrofarm haben Sie möglicherweise größere soziale Auswirkungen, in einem Gewächshaus im kommerziellen Maßstab jedoch enorme Auswirkungen auf die Umwelt. Wir glauben, dass sorgfältige Innovationen in der Landwirtschaft die Welt zu einem besseren Ort machen können, und möchten unsere Ernährungssicherheit verbessern und zur Eindämmung des Klimawandels beitragen, indem wir aktiv auf eine Zukunft hinarbeiten, in der erschwingliche, gesunde Lebensmittel vor Ort angebaut und zugänglich sind.Wie schafft und erhält Ihre Technologie die spezifischen klimatischen Bedingungen, die für den Anbau verschiedener Nutzpflanzen erforderlich sind?

AL: Eine vertikale Indoor-Farm von iFarm nutzt ein geschlossenes Luftaustauschsystem mit mehreren Komponenten, darunter Kühleinheit, CO2-Anreicherungseinheit, Luftbefeuchter und Entfeuchtungseinheit. Die Beleuchtung erfolgt über effiziente LED-Lampen und wird über das Lichtsteuergerät gesteuert. Je nach Kulturpflanze und Wachstumsphase kann die Beleuchtung variieren. In der Mischeinheit wird die Nährlösung zubereitet und anschließend über ein Schlauchsystem zu den Wurzeln der Pflanzen transportiert. Das für die Lösung verwendete Wasser wird mit einem Umkehrosmosefilter aufbereitet. iFarm-Farmen verfügen über mehrere Bewässerungsbereiche mit jeweils einem Vorratstank. So erstellen wir für jede Pflanze ein individuelles „Menü“.

Durch in jedem Bereich installierte Sensoren überwacht und passt das System die Zusammensetzung der Nährlösung an. Die Sensoren kontrollieren außerdem die Reinheit des Quellwassers, den Säuregehalt, die Lichtintensität, den Kohlendioxidgehalt und die Luftfeuchtigkeit.

DS: Innerhalb der Türme wird die Umgebung jeder Wachstumsschale durch die darüber liegende Schale gesteuert: Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Licht werden alle auf diese Weise geliefert. Die CO2-Effizienz wird maximiert, indem diese pro Turm entsprechend den gewünschten Ergebnissen bereitgestellt wird. Beispielsweise können Kunden eine Ernte für eine bestimmte Wachstumsphase in einen Turm mit erhöhtem CO2-Gehalt geben und sie dann für eine andere in einen Turm mit Umgebungstemperatur zurückgeben.

Wenn die Schale oben die Umgebung und das Licht für die darunter liegende Ernte schafft, ist eine zukünftige Gärung möglich. Beispielsweise müssen nicht alle Tabletts die gleiche Farbe oder den gleichen LED-Typ haben, sodass ein zukünftiger wissenschaftlicher Durchbruch (vielleicht leistet eine bestimmte Farbe in einem bestimmten Wachstumsstadium eine unglaubliche Wirkung) nur bei einer Handvoll Tabletts erzielt werden kann. Der Turm kann dann die Schalen automatisch drehen, um sicherzustellen, dass alle Pflanzen im richtigen Wachstumsstadium unter dieses neue Licht gestellt werden, um den gewünschten Effekt auszulösen.

JP: Beim Indoor-Farming geht es darum, optimale Wachstumsbedingungen für die Pflanze zu schaffen. Wenn wir über den Anbau von Basilikum nachdenken, mag es ein warmes Klima, in dem die Tage lang sind und die Pflanze vor Wind und Frost geschützt ist. Sie können diese Bedingungen in einer vertikalen Farm oder einem Gewächshaus nachbilden, wenn Sie die Umgebungsbedingungen kontrollieren können. Bei LettUs Grow haben wir zu diesem Zweck unsere eigene Software Ostara entwickelt. Abhängig von der Kulturpflanze, die Sie anbauen, werden unterschiedliche Beleuchtungs-, Bewässerungs-, Fertigation- und Umgebungsbedingungen automatisiert, um den Ertrag zu maximieren.

Wie nahe kommt der Preisparität zwischen vertikaler Landwirtschaft und traditioneller Landwirtschaft?

AL: Dies hängt stark von verschiedenen Faktoren ab, darunter dem jeweiligen Markt, der Nachfrage nach ultrafrischen Lebensmitteln aus biologischem Anbau, den Einzelhandelspreisen und der Verpackung. Im Allgemeinen beobachten wir, dass Indoor-Vertical-Farming-Produkte hinsichtlich der Preisparität den im Freien angebauten Bio-Produkten näher kommen. Allerdings können hochwertige, pestizidfreie Indoor-Farming-Produkte natürlich nicht mit nicht-biologischen Pflanzen und Gemüse aus dem Freien konkurrieren. Es ist wichtig zu beachten, dass es sich bei Lebensmitteln aus biologischem Anbau immer noch hauptsächlich um Nischen-/Premiumprodukte handelt. Um einen größeren Massenmarkt zu erreichen, sollte die Landwirtschaft in kontrollierten Umgebungen weiter an der Züchtung arbeiten und präzise Landwirtschaftsmethoden entwickeln, die zu einer höheren Produktionseffizienz führen würden.

DS: Dies hängt von verschiedenen Faktoren ab, kann jedoch sehr nahe beieinander liegen. Traditionelle Anbaumethoden nutzen teure Systeme, um gegen die Natur anzukämpfen und den Pflanzen eine optimierte Umgebung zu bieten. Extreme Wetterereignisse kommen immer häufiger vor und stellen ein zusätzliches Risiko für die Landwirte dar. Technologien wie unsere können dieses Risiko verringern und gleichzeitig die Abstimmung des Ergebnisses ermöglichen, um den Wert der endgültigen Ernteproduktion zu steigern, was bedeutet, dass die Wirtschaftlichkeit für viele Nutzpflanzen heute und für mehr in der Zukunft wettbewerbsfähig ist. Hervorzuheben ist, dass die vertikale Landwirtschaft unserer Ansicht nach kein Ersatz für die traditionelle Landwirtschaft ist, sondern vielmehr ein ergänzendes System.

JP: Vertikale Landwirtschaft wird die traditionelle Landwirtschaft niemals ersetzen, da es einfach keinen Sinn macht, einige Pflanzen in Innenräumen anzubauen – der Betrieb von LED-Leuchten kostet Geld und wir können die Energie der Sonne kostenlos nutzen! Dann kommt es auf die Wahl und den Standort der Kultur an. Typischerweise werden Sie feststellen, dass die Kulturen, bei denen Sie die gesamte Pflanze ernten können, und solche mit schnellen Wachstumszyklen am wahrscheinlichsten wirtschaftlich sind. Manchmal kann es auch sinnvoll sein, vertikale Farmen nur für einen Teil des Wachstumsprozesses zu nutzen – etwa bei der Vermehrung von Früchten oder Baumpeitschen. Wir betreiben in diesem Bereich viel Forschung und Entwicklung, um die Rentabilität neuartiger Nutzpflanzen zu untersuchen.

Wie reagieren Sie auf Kritiker, die sagen, Vertical Farming sei zu energieintensiv?

AL: Das ist wahr. Die vertikale Landwirtschaft in Innenräumen steht vor einem erheblichen Hindernis in Form des Energieverbrauchs, der für den Betrieb von Klimasystemen und Beleuchtung erforderlich ist (LED-Lampen, Klimaanlagen und Luftentfeuchter machen 95 Prozent des Stromverbrauchs aus). Allerdings schreiten die Technologien zusammen mit dem wachsenden Anteil erneuerbarer Energiequellen voran, was die Indoor-Landwirtschaft deutlich nachhaltiger machen wird. Das proprietäre Landwirtschaftssystem iFarm Stackgrow für automatisierte vertikale Indoor-Farmen ermöglicht eine höhere Pflanzendichte und damit einen deutlich geringeren Energieverbrauch im Vergleich zur herkömmlichen Regalkonstruktion. Die Integration hochpräziser landwirtschaftlicher Managementsysteme, die die Produktionsqualität verbessern und die Produktivität maximieren und gleichzeitig den Energieverbrauch deutlich senken, ist eine weitere Möglichkeit, landwirtschaftliche Betriebe nachhaltiger zu gestalten.

DS: IGS stellt sicher, dass der Kunde keine Energie verschwendet und dass das System über genügend Flexibilität verfügt, um sicherzustellen, dass 100 Prozent der angebauten Energie vom Endverbraucher verbraucht wird. Dies gilt über die Vollsaat hinaus auch für Erntefrüchte. Wenn Landwirte beispielsweise in einer vertikalen Farm starke, qualitativ hochwertige, schädlings- und krankheitsfreie Pflanzen anbauen und diese anschließend in einer traditionelleren Anbauumgebung anpflanzen, erhöhen sich ihre Erfolgschancen erheblich. Darüber hinaus wurden die Turmmaschinen als perfekte Verbraucher von Dreiphasenstrom konzipiert und bieten eine Flexibilität bei der Energienutzung, die in einem industriellen Prozess noch nie zuvor erreicht wurde.

JP: Nun, es ist eine berechtigte Kritik. Während die vertikale Landwirtschaft einige Ressourcen wie Wasser effizient nutzt, ist sie im Hinblick auf Energie weniger effizient. Es ist wichtig, nicht vor der Tatsache zurückzuschrecken, dass es energieintensiv ist, sondern sich darauf zu konzentrieren, wie man diese Energie erschwinglich und nachhaltig erhält. Wir ermutigen jeden, der daran interessiert ist, ein vertikales Landwirtschaftsunternehmen zu gründen, Energie als oberste Priorität zu betrachten, da sie zu den größten Betriebskosten Ihres Unternehmens zählt. Sie können zwar grünen Strom vom Netz beziehen, sind dann aber einer Preisvolatilität ausgesetzt. In einer idealen Welt würden Sie eine vertikale Farm neben einer erneuerbaren Energiequelle platzieren. Dies ist, was wir bei der größten vertikalen Farm im Vereinigten Königreich gesehen haben, indem sie ihre Farm neben Solarpaneelen platziert hat.