Servieren uns innovative Hightech-Nahrungsmittel nachhaltige Lösungen für Klimakrise und Bevölkerungswachstum?
Die gesündesten Tomaten bekommen die Sonne nie zu sehen. Sie wachsen am Stadtrand in Containern, Lagerhäusern und Fabrikanlagen. Dort gedeihen die Pflanzen unter LED-Leuchten, deren Licht in Farbe und Intensität perfekt auf ihre Bedürfnisse abgestimmt ist. Temperatur, Luftfeuchtigkeit und ein Bewässerungssystem, das die Tomaten mit einer individuellen Nährflüssigkeit versorgt, schaffen ideale Wachstumsbedingungen. Gleich nebenan bekommen Feldsalat, Gurken oder Kresse ihre eigene Spezialbehandlung.
"Ob wir Kräuter züchten, Erdbeeren anbauen oder Tomaten, wir können immer das perfekte Klima für die Pflanzen schaffen", erklärt Sudhanshu Sarronwala, Chief Impact Officer bei Infarm, einem Pionier dieser neuen Form der Landwirtschaft, die sich "vertical farming" nennt: Statt in die Breite wachsen die Treibhäuser in die Höhe - am Stadtrand, um möglichst nah an den Konsumenten zu sein und Lieferwege kurz zu halten.
Dank High-Tech ist das Prinzip so effizient, dass traditioneller Ackerbau im Vergleich geradezu verschwenderisch wirkt. "Wir verbrauchen bis zu 95 Prozent weniger Wasser", berichtet Sarronwala, "und dadurch, dass wir Licht und Nährstoffe für die Pflanzen optimieren können, erzielen wir deutlich höhere Erträge." Der Platzbedarf ist minimal: Eine zehn Meter hohe Infarm-Einheit verlangt eine Stellfläche von maximal 40 Quadratmetern. Pestizide fallen ebenfalls weg, wie Sarronwala betont: "Das heisst, Sie bekommen frisches, gesundes Gemüse quasi direkt von der Farm, ohne chemische Inhaltsstoffe."
Experten sehen in der vertikalen Landwirtschaft einen wichtigen Baustein für das Ernährungssystem der Zukunft. Zwar sind Ackerbau und Viehzucht mittlerweile so effizient, dass sie den Anstieg der Weltbevölkerung auf bald acht Milliarden Menschen ausgleichen konnten.
Doch der Preis ist hoch: Monokulturen, Abholzung der Regenwälder, Massentierhaltung, Überfischung der Meere, Überdüngung von Böden. In einem aktuellen Bericht der Vereinten Nationen (PDF) heisst es deshalb: "Derzeitige Praktiken können nicht weiter ausgebaut werden, ohne der Umwelt noch grösseren Schaden zuzufügen."
An Ideen, die Welt nachhaltig zu ernähren, mangelt es nicht: Die Investment-Plattform Dealroom zählt fast 65.000 Startups im Sektor "Food & Agritech". Geld ist in den vergangenen Jahren für innovative Konzepte reichlich geflossen: 8.4 Milliarden Dollar kamen 2021 an Risikokapital dafür zusammen - zehn Mal so viel wie noch 2016.
Der Boom kommt nicht von ungefähr. "Wenn wir einen fundamentalen Wandel in unserer Gesellschaft sehen, der durch Unternehmen gelöst wird, dann bietet das attraktive Investment-Möglichkeiten", erklärt Thomas Hassl, Equity Analyst bei der LGT Bank (Schweiz) AG. Zudem locke viele Impact-Investoren die Aussicht, "Projekte zu fördern, die einen Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung leisten können".
Hoch im Kurs stehen bei ihnen vor allem Start-ups, die versprechen, Lösungen für den Ausstoss von Treibhausgasen in der Nahrungsmittelproduktion zu entwickeln. Denn aktuell sind Ackerbau und Viehzucht für fast ein Viertel aller Emissionen verantwortlich, die das Klima weiter aufheizen. Ein bedeutender Teil davon wird durch die Tierzucht verursacht. Rechnet man alle Faktoren ein, fallen für jedes Kilo Rindfleisch zugleich 60 Kilo an Treibhausgasen an.
"Bestehende Ineffizienzen in der konventionellen Tierhaltung sind in der Tat ein Problem.", erklärt Hassl. "Wir verbrauchen sehr viel Platz und Wasser, um Getreide anzubauen, das wir anschliessend wieder an Tiere verfüttern, die zudem auch wieder Wasser benötigen." Dazu komme noch die Umweltbelastung durch Dünger, Abfall, Weiterverarbeitung und Transport. "Um diese Herausforderungen nachhaltig zu lösen, ist eine umfassende Umstellung traditioneller Methoden erforderlich. Der private Sektor spielt in diesem Prozess eine Schlüsselrolle und bietet Anlegern eine Reihe von Investitionsmöglichkeiten," sagt Hassl.
Andererseits geht es um gigantische Märkte: Gut 1.3 Billionen Dollar werden weltweit Jahr für Jahr mit Fleisch umgesetzt, mehr als 500 Milliarden mit Fisch und Meeresfrüchten und etliche Milliarden mehr mit Nebenprodukten wie Milch, Käse, Joghurt und Eiern. Das lockt Hunderte von Startups, ökofreundliche Alternativen zu entwickeln - oft mithilfe neuer Methoden, die Biotechnologie, Mikrobiologie und Gärungsprozesse verbinden.
In Berlin etwa tüftelt Formo an Käse aus dem Reagenzglas; in Kalifornien züchtet Finless Foods Thunfischfleisch aus Zellkulturen; und in Barcelona lässt Libre Foods Pilzsporen im Bioreaktor heranreifen, um "Meat from Mushrooms" zu produzieren - einen Fleischersatz, der nicht nur Vegetarier begeistern soll.
Die US-Firmen Beyond Meat und Impossible Foods sind jetzt schon erfolgreich damit: Beide gehören zu den Pionieren einer neuen Generation rein pflanzlicher Fleisch-Alternativen, die selbst Burger-Fans begeistern. Das liegt nicht zuletzt an einer trickreichen Kombination von Fett, Salz und Zusatzstoffen.
Gesünder sind solche Hamburger deshalb nicht unbedingt. Aber sie tragen dazu bei, Millionen von Menschen auf den Geschmack für alternative Protein-Produkte zu bringen. Schon jetzt greifen gerade Jüngere im Supermarkt eifrig genug zu Hafermilch, Sojaghurt und Tofu-Bratlingen, dass der Umsatz allein in den USA im vorigen Jahr auf 7.4 Milliarden Dollar stieg. Ein Plus von sechs Prozent.
Die Unternehmensberatung BCG sieht darin nur einen Vorgeschmack auf künftige Entwicklungen: Bis 2035, so sagen es die Analysten voraus, könnte der weltweite Umsatz mit alternativen Proteinen auf 290 Milliarden Dollar steigen. Das würde der Erde Treibhausgas-Emissionen ersparen, die dem Jahres-Ausstoss von ganz Japan entsprechen.
Auch LGT Analyst Thomas Hassl erwartet, dass Fleisch-, Milch- und Käse-Alternativen "einen wichtigen Beitrag dazu leisten werden, unsere Ernährung nachhaltiger zu gestalten". Fermentierte Produkte konnten bereits "richtig an Fahrt gewinnen und sind auf dem besten Weg in Richtung Mainstream", vermutet er. Bei kultiviertem Fleisch aus dem Labor ist er skeptischer: "Da steht ein recht grosser Hype dahinter", sagt Hassl. "Wir befinden uns jedoch noch ganz am Anfang."
Yaakov Nahmias war ebenfalls skeptisch, als er anfing, sich mit dem Thema zu beschäftigen. Doch in nur wenigen Jahren ist der Biomedical Engineer, der an der Hebrew University in Jerusalem forscht und lehrt, mit seiner Firma Future Meat weiter gekommen als viele Mitbewerber. 2018 gegründet, stellte Future Meat schon im Frühjahr 2021 Hühnchenfilet vor, das mit etwa zehn Euro pro Stück kaum teurer ist als Bio-Fleisch aus herkömmlicher Züchtung.
Geschafft hat Nahmias das mit einem innovativen neuen Ansatz. Projekte wie der erste Hamburger aus Zellkulturen, den der niederländische Wissenschaftler Mark Post (heute Mitgründer von Mosa Meat) 2013 der Welt präsentierte, führten aus Nahmias' Sicht in eine Sackgasse: Alle Bemühungen, die Produktion zu optimieren, erklärt er, müssten an natürliche Grenzen stossen; denn bei der Fermentierung, die das Zellwachstum antreibt, fallen Abfallprodukte wie Ammoniak und Laktat an, die Zellen absterben lassen, wenn sie sich im Bioreaktor anreichern.
"Theoretisch lässt sich der Preis auf 200 bis 300 Dollar pro Kilogramm reduzieren", sagt Nahmias. Respektabel, aber niemals profitabel. Beim Grübeln kam dem Ingenieur ein Gedanke: In der Natur filtert die Leber Schadstoffe aus dem Körper. Vielleicht liesse sich das im Labor nachbilden?
"Also habe ich mich hingesetzt und ein System entworfen, das im Grunde das gleiche tut", erzählt der 48-Jährige. "Es entfernt Ammoniak und Laktat aus den Bioreaktoren."
Die patentierte Technologie erlaube es, Zellgewebe weit schneller und kostengünstiger zu produzieren als bisherige Methoden, und biete auch sonst viele Möglichkeiten, sagt Nahmias: "Wir können auch Lamm-, Rind- und Schweinefleisch produzieren." Und weil die Labor-Fleischer bei der Herstellung alle Inhaltsstoffe genau kontrollieren, fällt es ihnen leicht, Steak, Würstchen oder Gehacktes weit gesünder zu machen als natürliche Vorbilder - etwa, indem sie ungesundes Fett durch gesundes ersetzen. "Wir können Hühnchenbrust-Fleisch produzieren", sagt Nahmias, "das mehr Omega-3-Fett enthält als Lachs."
Um seine Produkte zügig vom Labor auf den Teller zu bringen, hat der umtriebige Forscher sich mächtige Verbündete gesucht. Bei der jüngsten Finanzierungsrunde im Dezember 2021 sammelte Future Meat 347 Millionen Dollar an Wachstumskapital ein. Als Investoren ganz vorn dabei: die Nahrungsmittel-Multis Tyson Foods und ADM.
Aus Sicht von Alex Money sind das gute Nachrichten. "Was brauchen wir, um den Übergang zu alternativen Proteine zu beschleunigen?", fragt der Wirtschaftswissenschaftler von der Oxford Smith School of Enterprise and the Environment. Ganz klar: ein engeres Zusammenspiel von Start-ups und etablierten Grosskonzernen. "Die haben das Geld, die Produktionskapazität, sehr viel Wissen darüber, was Konsumenten sich wünschen - und sie haben einen Anreiz, sich zu verändern", sagt Money, "weil sie genau wie viele andere Unternehmen darüber nachdenken, wie sie ihr Produktportfolio nachhaltiger machen können."
In einem Forschungsbericht (PDF) haben Money und sein Kollege Julian Cottee das Zusammenspiel aus Startups, Risikoinvestoren und Lebensmittel-Riesen wie Unilever und Nestlé genauer untersucht. Ihr Fazit: Die Bekanntheit der Grosskonzerne komme am Ende allen Beteiligten zugute. Schliesslich brächten die etablierten Unternehmen genau jenen Wettbewerbsvorteil mit, "der von Risikokapitalfirmen bei potenziellen Investitionen am meisten gewünscht wird - einen glaubwürdigen Weg zum Markteintritt."
Leicht wird der Wandel wohl dennoch nicht. Nicht nur gilt es, bei Milliarden Menschen Appetit auf Neues und Ungewohntes zu wecken; Algen- und Insekten-Proteine mögen einen hohen Nährwert haben, müssen sich ihren Platz am Tisch aber erst noch erkämpfen. Dazu kommt der Stellenwert, den Fleisch in vielen Kulturen besitzt, vom Sonntagsbraten bis zur Rolle in religiösen Zeremonien. Und schliesslich: Was sollten Viehzüchter tun, wenn ihr Vieh plötzlich nicht mehr gebraucht wird, weil Fleisch, Milch und Käse aus dem Labor kommen?
"Die Umstellung auf alternative Proteine kann dazu beitragen, Emissionen zu senken. Für den Übergang fallen aber direkte und indirekte Kosten an, die erkannt und adressiert werden müssen", sagt Alex Money. "Das Tempo des Wandels hängt von weit mehr ab als geschmacklichen Vorlieben und dem, was technisch machbar ist." LGT-Analyst Thomas Hassl teilt die Bedenken. "Man darf nicht vergessen, dass ein Grossteil der Weltbevölkerung von der traditionellen Landwirtschaft lebt", sagt er. "Und das will man nicht von heute auf morgen abschalten, weil das wiederum soziale Probleme mit sich bringt."
Er sieht deshalb wenig Sinn darin, nach einer globalen Lösung zu suchen, um Ackerbau und Viehzucht nachhaltig zu verändern. Viel mehr komme es auf die richtige Mischung verschiedener Technologien an, lokal angepasst, "um zu schauen, dass man den grössten Nutzen für die Umwelt, aber auch die Gesellschaft erreicht".
So mag vertikale Landwirtschaft in den Schweizer Bergen wenig attraktiv erscheinen - in New York, Paris oder Tokio aber verspricht sie viele Vorteile. Selbst Wüstenstädte wie Abu Dhabi können mithilfe der High-Tech-Treibhäuser plötzlich eigenes Obst und Gemüse züchten, statt die Produkte aus fernen Ländern zu importieren. Solche Orte sind sogar besonders gut für die neue Anbaumethode geeignet, weil sie eine wichtige Ressource besitzen: reichlich Sonnenschein, um grünen Strom zu produzieren.
Jede Pflanze liefert uns 50 000 Daten, vom Setzling bis zur Ernte.
Künstliches Licht und computergesteuertes Klima machen die Indoor-Farmen enorm energiehungrig. Fallen die Stromkosten bei einem herkömmlichen Treibhaus mit etwa 13 Prozent kaum ins Gewicht, steigen sie bei einer vertikalen Farm auf über 40 Prozent, wie Studien zeigen. Pro Jahr kommen schnell 75 000 Kilowattstunden für eine Einheit zusammen. "Das ist eine Herausforderung", räumt auch Infarm-Manager Sudhanshu Sarronwala ein. "Deshalb sollten alle, die vertikale Landwirtschaft betreiben, sicherstellen, dass sie Zugang zu erneuerbaren Energien haben."
Sonst aber eröffnet die Technologie der Landwirtschaft immer Perspektiven. Infarm beobachtet jede Frucht, jeden Salatkopf, jede Tomate mithilfe von Sensoren, um wertvolle Informationen zu sammeln. "Jede Pflanze liefert uns 50 000 Daten, vom Setzling bis zur Ernte", erklärt Sarronwala.
Die Einsichten werden ausgewertet von mitlernenden Computersystemen. "Das ist unglaublich wichtig, denn die Erträge sind viel zu gross, als dass ein Mensch noch den Überblick behalten könnte", sagt Sarronwala. "Der Bauer sitzt jetzt in der Cloud. Und dieser Bauer - unser Infarm-Gehirn - stellt sicher, dass jede Pflanze die perfekte Mischung aus Lichtspektrum, Luftfeuchtigkeit und Nährstoffen bekommt, um in zwei Wochen zur Ernte zu reifen."
Analysten mögen der Branche bis 2030 einen Jahresumsatz von gut 30 Milliarden Dollar vorhersagen. Doch das ist aus Sicht des Infarm-Managers viel zu konservativ. "Alle schauen darauf, was beim vertikalen Farming bisher angebaut wird - und nicht auf das, was noch alles möglich sein wird", klagt er. Reis, Weizen, Mais: In wenigen Jahren schon "werden wir auch solche Grundnahrungsmittel anbauen können", sagt Sarronwala voraus. "Und damit explodiert das Potenzial der vertikalen Landwirtschaft geradezu."
Wichtig, womöglich überlebenswichtig, ist das nicht zuletzt unter dem Aspekt, dass etliche Pflanzen künftig nur noch in Containern heranreifen könnten, weil die Natur um sie herum zu feindselig geworden ist, um herkömmliche Landwirtschaft zu erlauben. "Vertikale Landwirtschaft ist gegen Klimawandel weitgehend resistent", sagt Sarronwala. "Wenn es uns dann noch gelingt, kalorienreiche Produkte wie Reis und Getreide anzubauen, zusätzlich zu Früchten und Gemüse - dann stehen wir vor einer wahren Revolution in der Landwirtschaft."
Lightrock, ein Schwesterunternehmen der LGT, baut eine globale Multi-Milliarden-Dollar-Investitionsplattform auf, die sich auf skalierbare Unternehmen konzentriert, die dabei helfen, die Lebensgrundlagen von Menschen auf der ganzen Welt zu verbessern. Lightrock verfügt über ein Portfolio von Unternehmen mit bahnbrechenden Innovationen, die eine langfristige Wirkung erzielen.
Eines der Portfolio-Unternehmen ist Infarm. Mehr Informationen dazu finden Sie im MAG/NET-Beitrag Vertical farming: Das Ernährungssystem der Zukunft?
