Ein tiefer Einblick in die vertikale Landwirtschaft und ihre globale Auswirkung

Die Zukunft der Landwirtschaft verändert sich, hauptsächlich aufgrund der wachsenden Bevölkerung, die wiederum erheblichen Druck auf das Lebensmittelproduktions‑Ökosystem ausübt. Das Problem allein durch traditionelle Landwirtschaft zu lösen, ist jedoch nicht nachhaltig und kann potenziell schädlich für die Umwelt sein.

Tatsächlich haben wir in den letzten 40 Jahren ein Drittel unseres Ackerlandes verloren, das landwirtschaftlich nutzbar ist, also Land, das gepflügt und zum Anbau von Nutzpflanzen verwendet werden kann. Dieser dringende Bedarf an nachhaltigen Lösungen ebnet den Weg für revolutionäre Anbaumethoden – darunter sticht die vertikale Landwirtschaft als vielversprechende Grenze hervor. Und hier werden wir untersuchen, wie dieser innovative Ansatz unsere Sichtweise auf die Landwirtschaft verändert.

Was ist vertikale Landwirtschaft?

Vertikale Landwirtschaft ist der Anbau von Pflanzen in gestuften Systemen, die vertikal übereinander angeordnet sind, im Gegensatz zu den ausgedehnten, flachen Feldern, die typischerweise in der konventionellen Landwirtschaft verwendet werden. Durch die Nutzung vertikaler Flächen können Landwirte die Lebensmittelproduktion maximieren und gleichzeitig den Ressourcenverbrauch begrenzen. Sie umfasst:

• Schiffscontainer
• Wolkenkratzer
• Gebrauchte Lagerhäuser
• Verlassene Minenschächte
• Gewächshäuser

Bei der vertikalen Landwirtschaft werden die Pflanzen in Innenräumen angebaut und werden daher manchmal auch als Indoor‑Farming bezeichnet. Diese Anbaumethode erfordert künstliche Kontrolle von Temperatur, Licht, Wasser, Gasen und Luftfeuchtigkeit. Und wenn das empfindliche Gleichgewicht dieser Komponenten nicht aufrechterhalten wird, kann die gesamte Ernte verloren gehen, ähnlich wie bei einem traditionellen Bauernhof im Falle einer Dürre oder Überschwemmung.

Vorteile der vertikalen Landwirtschaft

Vertikale Landwirtschaft, die als hocheffiziente und nachhaltige Methode zur Lebensmittelproduktion gilt, bietet Landwirten, Verbrauchern und darüber hinaus zahlreiche Vorteile:

Optimale Flächennutzung

Traditionelle Anbaumethoden erfordern Hektar fruchtbares Ackerland, was bei vertikalen Anbautechniken nicht Voraussetzung ist. Diese Methode nutzt turmartige Strukturen, um Pflanzen zu kultivieren, wodurch auf kleiner Fläche eine höhere Produktivität erreicht werden kann. Darüber hinaus können diese Pflanzen in allen möglichen Umgebungen wachsen, da sie nicht‑Boden‑Medien verwenden und selbst unter widrigen klimatischen Bedingungen gedeihen.

Reduzierte Kosten

Da vertikale Farmen in städtischen Gebieten errichtet werden können, sind ihre Lieferpunkte leicht erreichbar. Anstatt über mehrere Länder und Ozeane zu transportieren, wie bei traditioneller Landwirtschaft, können Erzeuger ihre Farmen in der Nähe der Kundenstandorte einrichten.

Neben den Transportkosten spart diese fast vollständig technologieabhängige Anbaumethode auch Arbeitskosten. Durch die Einführung eines vollständig automatisierten Betriebs kann eine Farm die Arbeitskosten senken und gleichzeitig eine höhere Ernte erzielen.

Zuverlässige Ernteproduktion

Da die vertikale Landwirtschaft unabhängig von externen Faktoren wie Sonnenlicht, Jahreszeiten, Wasser und Fläche ist, bietet sie das ganze Jahr über eine zuverlässige Ernteproduktion.

Und sobald die Einflüsse der Natur entfernt sind, gibt es keinen „saisonalen Ertrag“ mehr. Eine konsistente Ernteproduktion führt dann zu einer insgesamt höheren Ausbeute.

Sich nicht um die Auswirkungen widriger Wetterbedingungen auf Qualität und Menge der Produktion sorgen zu müssen, gibt den Erzeugern zusätzliche Sicherheit und ein gutes Gefühl.

Energieeffizienz

Vertikale Farmen nutzen eine Kombination von Technologien zur Förderung der Nachhaltigkeit, wie zum Beispiel:

• Künstliche Beleuchtung
• Metallreflektoren
• LED‑Beleuchtung
• Rotierende Betten

Integrierte Stromerzeugungseinheiten in diesen Farmen senken gleichzeitig die Energiekosten. Sie können überschüssige Energie auch zur Versorgung anderer Betriebsausrüstungen nutzen. Darüber hinaus reduziert die Verwendung hydroponischer Anbaumethoden den Wasserbedarf.

Zusätzlich bleibt das Wasser aus den hydroponischen Systemen nach der Nutzung unkontaminiert, sodass es recycelt und in nachfolgenden Wachstumszyklen eingesetzt werden kann, wodurch Kosten gesenkt und Abfall reduziert wird.

Pestizidfrei

Vertikale Farmen verwenden in der Regel kaum oder gar keine chemischen Pestizide. Die sorgfältig überwachten und kontrollierten Bedingungen verhindern das Eindringen von krankheitsverursachenden Schädlingen oder Unkraut. Dadurch sinkt der Bedarf an Pflanzenschutzmitteln, und das Endprodukt wird besser, gesünder und sicherer für den Verzehr, was die Lebensmittelsicherheit erhöht.

Umweltfreundlich

Durch die massive Reduzierung fossiler Brennstoffe kann Indoor‑Farming unserer Umwelt zugutekommen. Zudem verkürzt die städtische Lage dieser Farmen die Distanz und den Transport zwischen Farmen und Lebensmittelgeschäften, wodurch ihr CO₂‑Fußabdruck verringert wird.

Eine verkürzte Lieferkette bedeutet zudem, dass Lebensmittel länger frisch bleiben, was weniger Lebensmittelverschwendung erzeugt. Dieser Ansatz unterstützt die Biodiversität, da er nahegelegene Pflanzen und Tiere nicht schädigt und sogar zu deren Wachstum beitragen kann.

Minimiertes Arbeitsrisiko

Vertikale Landwirtschaft ist nicht nur umweltfreundlich – sie senkt auch das Risiko von Unfällen, die mit dem Einsatz großer landwirtschaftlicher Maschinen einhergehen. Das ist im Gegensatz zur traditionellen Landwirtschaft, die mit zahlreichen Gesundheits‑ und Sicherheitsrisiken behaftet ist. Da in der Indoor‑Agrarwirtschaft keine schweren Maschinen oder Chemikalien eingesetzt werden, reduziert sich das Verletzungsrisiko erheblich.

Nachteile der vertikalen Landwirtschaft

Angesichts der vielen Vorteile der vertikalen Landwirtschaft ist sie eindeutig eine großartige Option, um zahlreiche Probleme der heutigen Landwirtschaft zu lösen. Sie ist jedoch keine vollständige Lösung und bringt eigene Nachteile mit sich.

Hohe technologische Abhängigkeit

Automatisierung ist der Schlüssel zur Effizienz in der vertikalen Landwirtschaft. Software, Data Science und Robotik gehören zu den Technologien, die in diesen Farmen eingesetzt werden, um Pflanzen zu überwachen und optimale Wachstumsbedingungen wie Beleuchtung, Feuchtigkeit und Temperatur zu schaffen.

Dies macht die vertikale Landwirtschaft stark von Technologie abhängig, was von den Landwirten erhebliche Investitionen in verschiedene Technologien und Geräte erfordert. Und wenn ein einzelnes Gerät ausfällt, kann der gesamte Anbauprozess gestört werden, was die Produktion mindert. Zudem ist die Technologie dieser jungen Branche noch nicht ausgereift.

Hohe Anfangs‑ und Betriebskosten

Vertikale Landwirtschaft ist ein kostenintensives Unterfangen – von Anfang an bis zu jedem einzelnen Schritt des Prozesses erfordert sie erhebliche finanzielle Mittel. Dazu gehören teure städtische Flächen sowie Ausrüstungen wie Computer, Klimasteuerungen, Regale, Wasserleitungen, LED‑Lampen usw.

Der größte Teil der Gesamtkosten für die Produktion in vertikalen Farmen entfällt auf den Energieverbrauch und die Beleuchtungskosten. Zusätzlich wird Fachpersonal benötigt, das sich um die Farm und die Gesundheit der Pflanzen kümmert.

Die Betriebskosten hängen jedoch stark von der angewandten Anbaumethode ab, da Geoponik, Hydroponik und Aeroponik jeweils eigene Anforderungen haben. Dennoch wird erwartet, dass die Kosten für Indoor‑Farming‑Ausrüstung dramatisch sinken, je populärer sie werden und die Technologie fortschreitet.

Hohe Wartung

Obwohl die Idee, Pflanzen in Städten zu kultivieren, großartig klingt, fehlt meist die Infrastruktur für die direkte Verarbeitung der Ernte, sodass diese häufig transportiert werden muss. Zudem behindert das Anbauen unter kontrollierten Umweltbedingungen die natürliche Bestäubung, sodass die kostenintensive und heikle Aufgabe der manuellen Bestäubung übernommen werden muss.

Zusätzlich erfordern vertikale Farmen eine kontinuierliche Überwachung, was bedeutet, dass defekte Komponenten ausgetauscht oder gewartet werden müssen und besondere Sorgfalt beim Reinigen und Desinfizieren der Pflanzen nötig ist, um das Risiko eines Schädlingsbefalls zu vermeiden.

Doch das ist nicht alles. Diese Technik ist bisher nur für eine Handvoll Pflanzen rentabel. Die relativ hohen Kosten für den Anbau einer Pflanze in der virtuellen Landwirtschaft bedeuten, dass günstige Lebensmittel einfach nicht rentabel sind; nur solche mit hohem wirtschaftlichem Potenzial sollten gewählt werden.

Zudem müssen alle Vorgaben der lokalen Gesundheits‑ oder Regulierungsbehörde erfüllt werden, und wenn dies ohne vorherige Meldung geschieht, kann es zu hohen Strafen führen.

Beliebtheit der vertikalen Landwirtschaft

Der weltweite Markt für vertikale Landwirtschaft verzeichnet ein stetiges Wachstum, das mit der wachsenden Bevölkerungszahl und der zunehmenden Urbanisierung einhergeht. Im Jahr 2022 erreichte der Markt für vertikale Landwirtschaft etwa 5,6 Milliarden US‑Dollar und soll bis 2032 auf über 35 Milliarden US‑Dollar ansteigen, laut Statista. Dieser Anstieg wird vor allem durch die Beliebtheit von Bio‑Lebensmitteln getrieben.

Vertikale Landwirtschaft wird weltweit allmählich angenommen, befindet sich jedoch noch in den frühen Phasen und ist nicht gleichmäßig über den Globus verteilt.

Die USA führen derzeit die Einführung vertikaler Landwirtschaft an und besitzen die höchste Anzahl an vertikalen Farmen, wobei Bowery Farming die größte vertikale Farm des Landes betreibt. Nordamerika ist zudem der größte Anteilseigner am globalen Markt für vertikale Landwirtschaft und wird voraussichtlich von 2023 bis 2031 ein CAGR von 28,9 % aufweisen, wie Straits Research berichtet.

In Asien gibt es vertikale Farmen in mehreren Ländern, darunter Japan, China, Singapur, Südkorea, Taiwan und Thailand. Das taiwanesische Unternehmen YesHealth iFarm ist eine der ältesten vertikalen Farmen der Welt, und seine Anlage in Taoyuan City ist die größte Indoor‑Vertikalfarm Asiens.

In Europa führen das Vereinigte Königreich, Frankreich, Deutschland und die Niederlande die Einführung an. Der Kontinent wird voraussichtlich in den nächsten acht Jahren ein CAGR von 26,7 % verzeichnen. Im Vereinigten Königreich betreibt die Jones Food Company Europas größte vertikale Farm mit über 5.000 Quadratmetern. Das hochmoderne Innovationszentrum befindet sich in der Nähe von Bristol und arbeitet an der kommerziellen Kultivierung von Blumen, Früchten, Gemüse und sogar Reben. Mit ihrer vertikalen Farm will das Unternehmen die Abhängigkeit des Vereinigten Königreichs von importierten Lebensmitteln verringern.

Im Nahen Osten führen Kuwait und die VAE die Entwicklung an, wobei Badia Farms in den VAE allein plant, den Wasserverbrauch des Landes zu senken und den Import von Gemüse erheblich zu reduzieren, während in Kuwait NOX Management die erste großflächige Indoor‑Farm eröffnet hat.

Vertikale Landwirtschaftsunternehmen 

Da die vertikale Landwirtschaft an Zugkraft gewinnt und voraussichtlich stark wachsen wird, verzeichnet der Markt ein Wachstum von Unternehmen, die diese Anbautechnik nutzen. Werfen wir einen Blick auf einige prominente Namen in diesem Bereich:

1. AeroFarms 

Dieses führende Agrartechnologie‑Unternehmen konzentriert sich darauf, die Landwirtschaft zu revolutionieren, indem es nachhaltige, effiziente und skalierbare Anbaulösungen entwickelt. AeroFarms baut ein breites Sortiment an Blattgemüsen an, darunter Salat, Grünkohl, Rucola und Microgreens. Das Unternehmen nutzt künstliche Intelligenz (KI) und Pflanzenbiologie, um die Art und Weise zu verbessern, wie frische Produkte lokal und global angebaut und verteilt werden.

Das Unternehmen hat seinen Sitz in Abu Dhabi und arbeitet mit US‑Einzelhandelsriesen wie Whole Foods und Walmart (WMT ) zusammen, um seine Blattgemüse zu verkaufen. AeroFarms ist zudem das erste Indoor‑Farming‑Unternehmen, das als zertifizierte B‑Corporation anerkannt wurde, und hat eine Aeroponik‑Technologie entwickelt, die ideale Wachstumsbedingungen für Pflanzen liefert. Das Unternehmen sollte nach einer Fusion mit Spring Valley im Jahr 2021 an die Börse gehen, was den Unternehmenswert auf 1,2 Milliarden US‑Dollar geschätzt hätte, zog den Börsengang jedoch später im selben Jahr zurück.

2. CubicFarms

Das in Kanada ansässige Unternehmen CubicFarms bietet mit seinem HydroGreen Grow System und den HydroGreen Automated Vertical Pastures Technologien Landwirten die Möglichkeit, ihr eigenes nahrhaftes frisches Viehfutter indoor zuverlässig und konstant zu produzieren.

Es hat eine Marktkapitalisierung von 5,7 Millionen US‑Dollar, und sein Aktienkurs (CUBXF) wird derzeit bei 0,0269 US‑Dollar gehandelt, ein Rückgang von 10,3 % im Jahresverlauf. Das EPS (TTM) des Unternehmens beträgt -0,20, das Kurs‑Gewinn‑Verhältnis P/E (TTM) liegt bei -0,13. Für das zweite Quartal 2023 meldete das Unternehmen einen Umsatz von 3,3 Millionen US‑Dollar.

3. AgriCool

Dieses in Frankreich ansässige Agrartechnologie‑Start‑up baut lokale, pestizidfreie Früchte und Gemüse – insbesondere Erdbeeren, Petersilie, Basilikum und Koriander – in städtischen Farmen an.

AgriCool nutzt ein geschlossenes Wasserkreislaufsystem, um optimale Wachstumsbedingungen zu schaffen, LED‑Lampen zur Regulierung von Lichtintensität und -spektrum und recycelte Schiffscontainer, sogenannte „cooltainers“, um Lebensmittel ohne Konservierungsstoffe zu produzieren.

Das Unternehmen hat in fünf Finanzierungsrunden insgesamt 41,9 Millionen US‑Dollar eingesammelt, wobei die Bewertung im Juli 2017 bei 38,36 Millionen US‑Dollar lag. Der letzte Geldzufluss stammt aus einem Asset‑Verkauf am 2. Juni 2022.

4. Bowery Farming

Bowery Farming nutzt Indoor‑Vertikalfarming, um Erzeugnisse von Erdbeeren bis zu Salaten und anderen Blattgemüsen zu produzieren, die bei Walmart, Safeway, WholeFoods, FreshDirect und Amazon erhältlich sind.

Die firmeneigene Technologie integriert Software, Hardware, Sensoren, KI, Computer‑Vision‑Systeme, Machine‑Learning‑Modelle und Robotik, um jede Pflanze zu überwachen und Landwirte zu benachrichtigen, wenn es Zeit zur Ernte ist. Das Unternehmen betreibt drei vertikale Farmen in Maryland, New Jersey und Pennsylvania.

Bowery hat in neun Finanzierungsrunden insgesamt fast 631 Millionen US‑Dollar eingesammelt, wobei die letzte Runde im Februar 2022 8,4 Millionen US‑Dollar einbrachte, laut CB Insights. Die Bewertung des Unternehmens lag im Mai 2021 bei 2,3 Milliarden US‑Dollar.

5. Agrify Corporation

Mit einer Marktkapitalisierung von 2,647 Millionen US‑Dollar bietet die Agrify Corporation (NASDAQ: AGFY) vertikale Farmanlagen sowie die Agrify Insights Software‑as‑a‑Service‑Lösung an. Das Unternehmen verkauft zudem LED‑Wachstumslichter und Luftreiniger, die sich an den Cannabismarkt richten.

Die Aktie ist derzeit um 75 % im Jahresverlauf gefallen und wird bei 1,63 US‑Dollar gehandelt; der gemeldete Umsatz der letzten 12 Monate beträgt 77,64 Millionen US‑Dollar.

6. Hydrofarm Holdings

Hydrofarm Holdings ist ein börsennotiertes Unternehmen (NASDAQ: HYFM), das Ausrüstungen und Verbrauchsmaterialien wie Hochleistungs‑Wachstumslichter und Klimasteuerungslösungen für vertikale Landwirtschaft herstellt und vertreibt. Es verfügt über neun Vertriebszentren: sechs in den USA, zwei in Kanada und eines in Spanien.

Das Unternehmen mit einer Marktkapitalisierung von 45 Millionen US‑Dollar wird derzeit bei 0,99 US‑Dollar gehandelt, ein Rückgang von 36,7 % im Jahresverlauf. HYFM erreichte Anfang 2021 ein Allzeithoch von rund 95,50 US‑Dollar. Das EPS (TTM) liegt bei -1,96, das P/E (TTM) bei -0,51 und das Kurs‑Umsatz‑Verhältnis (TTM) bei 0,17. Für das zweite Quartal 2023 meldete das Unternehmen einen Nettoumsatz von 63,1 Millionen US‑Dollar und einen bereinigten EBITDA von 2,5 Millionen US‑Dollar.

Abschließende Gedanken

Wie wir gesehen haben, steht die vertikale Landwirtschaft kurz davor, die Agrarlandschaft zu verändern, indem sie frische lokale Produkte anbietet und die Lebensmittelproduktion erhöht, während die Weltbevölkerung im Jahr 2023 die 8 Milliarden überschreitet.

Während Zeit und Geld nach wie vor die größten Hürden darstellen, können diejenigen, die den Weg der vertikalen Landwirtschaft beschreiten, einen Frühstartvorteil haben, um die Erträge zu maximieren und dabei nur minimale natürliche Ressourcen zu verbrauchen.