Nachhaltigkeit in der Lebensmittelherstellung – Ein Gastbeitrag von Stephan Becker-Sonnenschein

München, 16. Dezember 2019

Gerade in der heutigen Zeit ist das Ziel der Nachhaltigkeit so wichtig wie noch nie. Dabei geht es vor allem darum, unseren Planeten für künftige Generationen lebenswert zu erhalten. In einer Phase, in der sich die digitale Technologie stetig weiterentwickelt, könnte diese dabei helfen, das Ziel der Nachhaltigkeit zu erreichen und so die Erde auch für nachfolgende Generationen zu erhalten.

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Der Einsatz von Künstlicher Intelligenz kann die Art und Weise, wie wir unsere Lebensmittel herstellen und produzieren grundlegend verändern: Winzige Roboterbienen könnten schon bald Obstblüten in einer städtischen Indoor-Farm bestäuben, vollautomatische Roboter Stecklinge pflanzen oder die bereits gereiften Früchte ernten. Hydroponische Anlagen könnten in Flüssigkeit gelöste Nährstoffe für die Pflanzen liefern, die dann keine Erde mehr benötigen. In-Vitro-Fleischzellenzucht könnte die intensive Nutztierhaltung in Teilen ersetzen und Fleischproteine in städtischen Gebieten herstellen. Mit KI ausgestattete Computer würden all diese Vorgänge überwachen und steuern. Der Einsatz von Düngemittel und Pestiziden würde in der Folge gegen Null sinken. Durch die Produktion mitten in unseren Städten, also nahe beim Verbraucher, wäre der CO2-Fußabdruck sehr gering. Wasser würde eingespart und Lebensmittel würden absolut ökologisch, frisch und vor allem lokal hergestellt werden – und über autonom fahrende Lieferfahrzeuge oder Drohnen direkt zum Verbraucher gelangen.

Der Konjunktiv ist bei diesen Ausführungen eigentlich die falsche Form: Viele dieser Ansätze sind bereits Realität – nur zur Marktreife haben sie es noch nicht gebracht.

Die Gestaltung, Planung und Förderung der Produktion von Lebensmitteln in Städten ist also mehr als nur eine Nische. Sie ist grundlegend notwendig für die Bewältigung zukünftiger Herausforderungen in der globalen Nahrungsmittelversorgung.

Bevölkerungswachstum erfordert neues Denken

Bereits im Jahr 2050 wird sich die Weltbevölkerung auf rund neun Milliarden Menschen belaufen. Jeder einzelne davon benötigt Zugang zu Nahrungsmitteln. Es ist unsere Pflicht, dafür zu sorgen, dass dieses Menschenrecht auf Nahrung auch umgesetzt werden kann. Die Mehrheit dieser zukünftigen Weltbevölkerung wird nämlich nicht in Europa leben, mit guter Infrastruktur und Lebensmittelläden in nächster Nähe. Rund 70 Prozent dieser neun Milliarden Menschen werden 2050 in infrastrukturell überforderten Multi-Millionen-Metropolen leben und dort rund 80 Prozent der weltweiten Nahrungsmittel konsumieren.

Es geht also in Zukunft nicht nur darum, genügend Lebensmittel zu produzieren, sondern auch um die Aufgabe, Nahrung genau dort zu produzieren, wo die Menschen leben werden – um ihnen leichten und sicheren Zugang zu gewährleisten. Dass das auch in modernen Städten keine Selbstverständlichkeit ist, zeigt ein Phänomen, das in den USA und in Großbritannien zu beobachten ist: Dort gibt es bereits jetzt die sogenannten urbanen „Food Deserts“. Das sind Stadtgebiete, in denen Menschen mit niedrigem Einkommen leben und die nächste Einkaufsmöglichkeit für Nahrungsmittel mehr als 1,6 Kilometer entfernt liegt. Da diese Gebiete darüber hinaus nur unzureichend an den öffentlichen Nahverkehr angebunden sind und viele der Bewohner über kein eigenes Auto verfügen, wird die Selbstversorgung mit Nahrungsmitteln – gerade mit frischen und gesunden – zum Problem.

Ältere und kranke Menschen sind in diesen Fällen beinahe komplett vom Nahrungsmittelzugang ausgeschlossen. Das Phänomen der „Food Deserts“ hat das US-Ministerium für Landwirtschaft erkannt und definiert: Einer offiziellen Untersuchung zufolge haben rund 26,5 Millionen US-Amerikaner nur unzureichend Zugang zu Nahrungsmitteln. Die Versorgung ökonomisch schwacher Stadtviertel mit Wasser und Lebensmitteln wird daher in Zukunft eine äußerst wichtige Aufgabe für Politik und Stadtplanung sein.

Derartige Herausforderungen werden bei der Diskussion um zukünftige Ernährung oft vernachlässigt und übersehen. Sie sind meines Erachtens jedoch entscheidend für die jetzige Weichenstellung. Urbane Lebensmittelproduktion kann dabei einer der Lösungsansätze sein.

Closing the Loop – Die urbane und stadtnahe Kreislaufwirtschaft

Zu der verbrauchernahen Produktion und dem sicheren Zugang zu Nahrungsmitteln in Metropolen kommt eine dritte Herausforderung: Es wird unsere entscheidende Zukunftsaufgabe sein, natürliche Ressourcen für künftige Generationen zu schonen. Wir müssen deshalb genau hier den Kreislauf schließen und eine urbane „Circular Food Economy“ etablieren. Denn auch von urban produzierten Lebensmitteln bleibt am Ende eines – nämlich Abfall. Hier muss auch ein Umdenken beim Verbraucher stattfinden.

Jedes Abfall- und jedes Nebenprodukt ist gleichzeitig ein neuer Rohstoff zur Wiederverwendung: entweder für die menschliche Ernährung, für die Verwendung als Tierfutter, für industrielle Zusatzstoffe, für Dünger oder zur Energieerzeugung. Dies bietet ein Feld voller Chancen auf eine innovative, nachhaltige Landwirtschaft, für Jungbäuerinnen und Jungbauern auf dem Land, ebenso wie für die jungen urbanen Start-ups und Entrepreneurs.

Treibende Kraft dieser Entwicklung ist die junge, urbane Wissensgesellschaft, die eine nachhaltige Produktion der Lebensmittel unter Berücksichtigung des Tierwohls gesellschaftspolitisch nicht nur einfordert, sondern auch umsetzt: Die Betreiber von Indoor-Farmen oder Stadt-Fischer haben in der Regel keinen landwirtschaftlichen Background, sondern sind im klassischen Sinne Start-ups mit dem Ziel die UN- Nachhaltigkeitsziele 2030 umzusetzen.

Mit wissenschaftlichen Lösungen zu alternativer Lebensmittel-Produktion

Intensive interdisziplinäre Forschung und neue wissenschaftliche Errungenschaften stellen schon heute disruptiv andere Methoden für die Lebensmittelproduktion zur Verfügung, mit denen der Ressourcenaufwand deutlich reduziert werden kann. Statt Überfluss und damit vermehrt Lebensmittelabfälle zu schaffen, ist zum Beispiel eine „just in time“-Produktion mit Indoor-Farmen möglich: Apps können bereits jetzt berechnen, wie hoch das Kundenaufkommen in Restaurants sein wird und welche Vorlieben die Kunden haben – entsprechend wird exakt das produziert und angeliefert, was auch gebraucht wird. Der durch Transport und Zwischenlagerung von Frischwaren verursachte Energieverbrauch wird dabei durch urbane, regionale Produktdistribution verringert. Selbst Spezialitäten – wie Seewassergarnelen oder tropische Papayas – können in Mitteleuropa mittlerweile urban in Indoor-Farmen hergestellt werden, ohne sie hunderte von Kilometern zu transportieren.

Das Know-How dafür steht zur Verfügung, wie erste gelungene Beispiele zeigen. So werden in Gewächshäusern am Polarkreis oder in Biosphärenreservaten bereits heute mit Hilfe modernster Technik in geschlossenen Systemen Nahrungsmittel abseits von Äckern produziert – indem man Sonnenenergie aus Leuchtdioden erzeugt oder Genome Editing mit CRISPR betreibt.

Wir stehen nicht am Ende einer Ära der technischen und wirtschaftlichen Innovation, wir stehen – getrieben von Künstlicher Intelligenz – erst am Anfang. Die disziplinübergreifende Zusammenarbeit, die durch die Digitalisierung erst möglich wird, wird zu weiteren grundlegenden Veränderungen führen: Ernährung und Medizin werden enger zusammenrücken, die personalisierte Ernährung im Dienste der Gesundheit wichtiger werden. Produktion auf regionaler oder lokaler Ebene wird einer globalen Logistik entgegenstehen. Energiekonzepte für Mobilität, Landwirtschaft und Wohnen werden miteinander verknüpft, um neue urbane Anbauflächen zu schaffen, Lebensmittel-Abfälle zu vermeiden oder Stoffe aufzubereiten. Die drei Säulen der Nachhaltigkeit (Ökonomie, Ökologie und Soziales) sind in diesen Szenarien eng verbunden.

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Die Beiträge im HORIZONTE logbuch geben die Meinungen und Experteneinschätzungen der Autorinnen und Autoren wieder und nicht Positionen von acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften.