Die Hauptabteilung für Wirtschaftliche und soziale Angelegenheiten der Vereinten Nationen hat es hochgerechnet: Bis zum Jahr 2050 wird die Weltbevölkerung wohl auf fast zehn Milliarden steigen. Rund sieben Milliarden Menschen werden dann in Städten leben, nur noch drei Milliarden auf dem Land. Diese Zahlen machten Schlagzeilen, denn die zunehmende Urbanisierung wirft eine Reihe von Problemen auf. Weit oben steht dabei die Ernährung, denn die Lebensmittel für eine Stadt werden fast ausschließlich von außerhalb geliefert. Zum Teil aus der umliegenden Region, oft jedoch von weiter her, nicht selten von anderen Kontinenten. Während die Zahl der Kleinbauern zurückgeht, werden die Transportwege länger und steigt der Verbrauch von Düngemitteln und Pestiziden. Artenschwund, Wasserknappheit und Bodenverschlechterung sind die Folge. Die Umwelt leidet und die Menschen in den Städten machen sich abhängig.

Was würde passieren, wenn die Nahrungsversorgung von außen, aus welchem Grund auch immer, plötzlich endet? Ein Szenario, das erst mal dystopisch klingt, für die Großstadt Detroit aber im Jahr 2007 ein Stück weit Realität wurde. Das Geschäft lohnte sich nicht mehr für große Lebensmittelhändler. Nachdem die letzte Supermarktkette aus der Stadt verschwand, waren die Bewohner auf Tankstellen-Shops und Fast-Food-Imbisse angewiesen. Statt frischem Obst und Gemüse gab es nun vor allem verarbeitete Lebensmittel wie Chips, Fertigsuppen und Tiefkühlpizza.

Das Desaster hatte sich lange angekündigt. Nachdem seit der Mitte des 20. Jahrhunderts die Automobilindustrie, der Hauptwirtschaftszweig, nach und nach die Stadt verließ, zog die Armut ein. Wer konnte, ging weg, mit dem Ergebnis, dass heute 35 Prozent der Wohnungen im Stadtgebiet leer stehen.

Daraus machten einige kreative Unternehmer einen Vorteil: Sie fingen an, kleine Farmen auf verlassenen Grundstücken und Höfen einzurichten. Mehrere tausend Gärten gibt es nun in der Stadt. Laut einer Studie der Michigan State University hat Detroit das Potenzial, drei Viertel seines Gemüsebedarfs selbst zu decken. Ein Vorteil, der intakten Städten scheinbar verwehrt bleibt.

Uralte Idee unter neuem Begriff

Es ist das Jahr 1999. Dickson Despommier, Professor für Umweltgesundheit und Mikrobiologie, leitet ein Seminar an der New Yorker Columbia-Universität. Seine Studenten berechnen, wie viel Nahrung man auf den Dächern von Manhattan anbauen könnte. Das Ergebnis ist ernüchternd: Ganze zwei Prozent der Bevölkerung ließen sich mit den Erträgen ernähren.

In den folgenden Tagen suchen sie gemeinsam nach Alternativen. Schließlich kristallisiert sich ein Lösungsansatz heraus: Werden die Beete in einem Gewächshaus vertikal angeordnet - wachsen die Pflanzen also auch übereinander statt nur nebeneinander -, könnte sich so viel Platz sparen lassen, dass sich der Ertrag vervielfacht. Der Begriff "Vertical Farming" ist geboren.

Die Idee dahinter ist allerdings uralt. Die indigenen Völker bauen zum Beispiel in Brasilien schon immer viele ihrer Nutzpflanzen in mehreren Etagen an, indem sie Sträucher unter hochgewachsene Bäume und über Wurzelfrüchten anpflanzen.

Auch die erste vertikale Farm in einem Gewächshaus entstand schon im Jahr 1965 und ist den heutigen Modellen in einigen Aspekten verblüffend ähnlich: Das "Turmgewächshaus" wurde vom Maschinenbauingenieur Othmar Ruthner in Wiener Neustadt erfunden und war dort fast 40 Jahre in Betrieb. Der 40 Meter hohe Turm beherbergt eine Reihe an Pflanzkästen, die - wie bei einem Paternosteraufzug - in stetem Kreislauf von unten nach oben und wieder zurück befördert wurden. So hatte jede Pflanze die gleichen klimatischen Bedingungen.

Ruthners Ziel war es, die Landwirtschaft zu revolutionieren, indem er sie effizienter machte und den Arbeitsaufwand der Bauern minimierte. Er prognostizierte damals, dass in etlichen Jahrzehnten niemand mehr begreifen werde, welcher ungeheuren Platz- und Arbeitsverschwendung sich die Landwirtschaft noch in der Mitte des 20. Jahrhunderts schuldig machte.

Doch scheinbar war er seiner Zeit voraus, denn seine Erfindung konnte sich nicht durchsetzen und geriet schließlich in Vergessenheit. In einem Interview erklärt Dickson Despommier das Scheitern der frühen vertikalen Farmen so: "Diese Ideen wurden damals einfach nicht vorangetrieben, weil es keine Notwendigkeit gab."

Unausgereifte Technik

Und heute? Im Grunde haben die vertikalen Farmen zwei große Probleme, und es sind dieselben wie damals: Die Anschaffung einer solchen Farm bedeutet für den Landwirt hohe Kosten, die je nach Größe im Millionenbereich liegen können. Außerdem ist der Energieverbrauch oft zu hoch. Der Ruthnersche Turm mit seinem Aufzugssystem war ein Energiefresser.

Heute sind die meisten vertikalen Farmen statisch, und die Pflanzen wachsen nicht im Sonnenlicht, sondern in geschlossenen Räumen, angestrahlt von LED-Lampen. Das künstliche Umfeld hat den Vorteil, dass theoretisch auch tropische Früchte in unseren Breitengraden wachsen könnten. Lange Transportwege blieben damit aus. Ohne Gentechnik können Geschmack, Größe und Wachstum der Pflanzen angepasst werden, denn solche Faktoren sind durch ein verändertes LED-Lichtspektrum beeinflussbar. Unter diesen Lichtern wachsen heute aber meist Salate, Küchenkräuter oder Kohl - Blattgemüse, das eine geringe Kaloriendichte hat und weniger Licht benötigt als andere Nutzpflanzen. Offenbar ist der Anbau von Obst, Getreide oder Nüssen unter künstlichem Licht zu kostspielig für die Betreiber.

Üblicherweise werden auch Mittel für die sogenannte Aeroponik gebraucht: eine Anbaumethode aus der Raumfahrttechnik, bei der die Wurzeln der Pflanzen in der Luft hängen und regelmäßig mit angereichertem Wasser besprüht werden. Bei der vertikalen Landwirtschaft ist sie besonders beliebt, denn wenn Pflanzen sich ein Nährmedium teilen, können sich Krankheiten schnell verbreiten. Bei der Aeroponik sind sie voneinander getrennt und können sich so nicht bei benachbarten Pflanzen anstecken. Das natürliche Umfeld fehlt.

Die Zukunft ist offen

Das in Singapur ansässige Start-up Sky Greens eröffnete vor sechs Jahren die weltweit erste vertikale Farm in dem Stadtstaat. Ziel des Unternehmens ist es, energieeffizienter zu produzieren als ähnliche Projekte. Dafür wurde die Idee von Othmar Ruthner angepasst und verbessert. Eintausend hydraulisch betriebene Türme beherbergt das Gewächshaus, jeder besteht aus bis zu 38 rotierenden Aluminiumkästen, die durch den Wasserfluss - wie ein Wasserrad - angetrieben werden. Das verwendete Regenwasser wird recycelt, bleibt somit im System und kann auch zur Bewässerung der Pflanzen verwendet werden. Künstliche Beleuchtung ist nicht nötig, sodass der Energieverbrauch eines Turms dem einer einzigen Glühbirne entsprechen soll. Trotzdem kostet der Kohl, der hier angebaut wird, fast doppelt so viel wie üblich. Die Kunden scheint das nicht zu stören, denn das Produkt ist sehr beliebt. Eine halbe Tonne Grün liefert Sky Greens täglich an die größte Supermarktkette Singapurs.

Die meisten Vertical-Farming-Projekte stehen aber noch am Anfang. In welche Richtung sich die Methode entwickelt und ob sie eine Randerscheinung bleibt oder doch noch zum Regelfall wird, ist unsicher. Wird sie dann der ökologischen Landwirtschaft zugutekommen oder sie verdrängen? Wie so oft liegt die Antwort auch in den Händen der Verbraucher. Was vorerst bleibt, ist das Potenzial für größere Konsumentennähe und entsprechend mehr Mitbestimmung über die Zukunft der Landwirtschaft.

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