Die Idee ist nicht neu und geisterte schon vielen Visionären und Architekten durch den Kopf. In einigen Ländern nimmt das Vertical Farming aber zunehmend Gestalt an: In Japan etwa züchtet die Firma Spread über sieben Millionen Salatköpfe jährlich. Das Unternehmen braucht dazu weder Ackerland noch Sonne: Das Blattgemüse wächst in LED beleuchteten Regalen heran. Statt in Erde wurzeln die Pflanzen in Wasser, Sensoren messen Nährstoffkonzentration, Luftfeuchtigkeit und Temperatur. Auch die Firma Skygreens in Singapur produziert täglich bis zu einer Tonne Blattsalat, Spinat und asiatische Blattgemüse wie Pak Choi und Kang Kong. «Mit Vertical Farming können wir auf der gleichen Fläche Land bis zu zehn Mal mehr produzieren als mit herkömmlichen landwirtschaftlichen Methoden», sagt eine leitende Mitarbeiterin von Skygreens.

Gut für dicht bevölkerte Länder

Tatsächlich wird die Methode momentan vor allem in dicht bevölkerten Ländern mit begrenzten Anbauflächen betrieben. In Singapur etwa drängen sich gut fünf Millionen Bürger auf nur 716 Quadratkilometer. Über 90 Prozent der benötigten Lebensmittel werden importiert. Um bei der Lebensmittelversorgung unabhängiger zu werden, sind weitere Farmen geplant. Das Architektenbüro Forward Thinking Architecture möchte dabei auf dem Wasser treibende vertikale Farmen bauen – um kein Land zu verschwenden.

In Japan hat das Fukushima-Unglück die neue Landwirtschaft vorangetrieben: «Vertical Farming ist dort vor allem eine Möglichkeit, Nahrungsmittel ohne radioaktive Kontaminationen zu produzieren», sagt der Ökologe Dickson Despommier von der Universität Columbia, einer der grössten Verfechter dieser neuen Form der Landwirtschaft.

Despommier ist überzeugt, dass Vertical Farming auch für alle anderen Länder ein Segen wäre. Er verweist auf aktuelle Berechnungen der Welternährungs- und Landwirtschaftsorganisation FAO: Bis 2050 müssen gut neun Milliarden Menschen ernährt werden. Bis dahin werden 80 Prozent der Menschheit in Städten leben – heute sind es 50 Prozent. Spätestens dann wird die Lebensmittelversorgung der Metropolen zu einer enormen Herausforderung.

Kurze Wege, weniger CO2-Ausstoss

Denn die landwirtschaftliche Produktion wird sich nicht so ohne weiteres ankurbeln lassen. Viele Böden sind durch die heute oft schon intensive Bewirtschaftung ausgelaugt. Obendrein gehen jährlich mehrere Millionen Hektaren Ackerland durch Erosion verloren. Die Idee, Anbauflächen zu stapeln und dadurch maximieren zu können, erscheint vor diesem Hintergrund die perfekte Lösung zu sein.

Zumal Vertical Farming mit kurzen Transportwegen, geringem CO2-Ausstoss und extrem verringertem Wasserverbrauch aufwartet. Bei Hightech-Gewächshäusern handelt es sich um geschlossene Systeme, in denen das Wasser recycelt wird; es versickert und verdunstet also kaum. Auf diese Weise benötigen vertikale Farmen 90 Prozent weniger Wasser als herkömmliche landwirtschaftliche Betriebe.

Hinzu kommt, dass Schädlinge wie Insekten und Pilze grösstenteils aussen vor bleiben: Mitarbeiter bei Spread etwa betreten die Zuchtstätten über Schleusen und sind mit Mundschutz und Handschuhen ausgestattet. Spread verzichtet deswegen auf Pestizide. Und selbst die gefürchteten Erntevernichter Dürre, Hagel und Frost spielen keine Rolle mehr. «Im Inneren der Gebäude gibt es keine Jahreszeiten», sagt Despommmier. Auf diese Weise sind pro Jahr bis zu vier Ernten möglich.

Einen Haken hat die Turmlandwirtschaft aber doch: «Die Produktionssysteme sind enorm energieaufwendig. Bis die Energiekosten massiv sinken, haben sie deswegen keine echte Chance», sagt Urs Niggli, Direktor des Forschungsinstituts für ökologischen Landbau in Frick. Der Schiffstransport von Gemüse aus Marokko nach Europa im Winter etwa würde deutlich weniger Energie benötigen als die Aufzucht von Gemüse in geheizten und beleuchteten Gewächshäusern in Holland. «Im Moment sind das alles nur Spielereien, die in den nächsten 20 Jahren nicht relevant sein werden,» so Niggli. «Ohnehin haben wir weltweit genug Land, auf dem wir für mindestens 11 Milliarden Menschen produzieren können. Das Problem der Armut können Glastürme mit Gemüse und Vieh auch nicht lösen und die grösste ökologische Katastrophe ist, dass ein Drittel der Lebensmittel weggeworfen wird.»

Auch Despommier räumt ein, dass die Effizienz der LED-Lampen ein technisches Nadelöhr darstellt: «Momentan liegt die Effizienz bei 28 Prozent. Damit die Produktion von Nutzpflanzen aus energetischer Sicht ökonomisch wird, müssen es noch 50 Prozent werden.» Allerdings gibt Despommier zu bedenken, dass die traditionelle Landwirtschaft in vielen Ländern subventioniert wird: «Warum also nicht auch Vertical Farming?»

Subformen auch hierzulande

Auch wenn die vertikale Anbaumethode noch nicht der Weisheit letzter Schluss ist: Weltweit existieren Forschungsprojekte dazu und auch hierzulande entwickeln sich Subformen. Andreas Graber, Umweltwissenschaftler an der ETH Zürich, ist auch Gründer der Urban Farmers. Seit 2012 betreibt Urban Farmers in Basel die erste Dachfarm in Europa. In der Pilotanlage werden Fische und Gemüse in einem geschlossenen Wasserkreislauf gezüchtet. Das Wasser der Fischtanks zirkuliert durch das angrenzende Gewächshaus, wo Tomaten, Salatköpfe und Kräuter gedeihen. Die Pflanzen reinigen das Wasser, das in die Tanks zurückgepumpt wird. Die Ausscheidungen der Fische dienen ihnen dabei als Nährstoffe.

Trotz erster Erfolge bleibt Graber Realist: «Urban Farming ist ein kleiner Anfang, der auch in zehn Jahren noch keinen signifikanten Beitrag zur Welternährung leisten wird. Aber es ist ein Schritt in die richtige Richtung, hinter dem Potenzial steckt: Bis 20 Prozent der in der Stadt konsumierten Frischprodukte könnten innerhalb der Stadtgrenzen produziert werden.»