Die wachsende Weltbevölkerung, der Klimawandel mit immer extremeren Wetterbedingungen und der damit verbundene Verlust an landwirtschaftlichen Nutzflächen führen zur Entwicklung neuer ertragreicher Anbaumethoden, die Nachhaltigkeit und die optimale Nutzung von Ressourcen vereinen. Dürr hat mit dem Partner und Subunternehmer CAN-Agri aus Südafrika die schlüsselfertige vertikale Farm EcoY entwickelt. Sie ist als innovative Controlled Environment Agriculture-Lösung mit hohen Erträgen auf kleiner Grundfläche konzipiert. Mit dieser Methode können Menschen in städtischen Ballungsräumen oder an Standorten ohne natürliche Vegetation mit frischen Lebensmitteln, insbesondere Salat und anderen Blattgemüsesorten, versorgt werden. Dies ist in hoher Qualität, pestizidfrei und mit kurzen Transportwegen realisierbar. EcoY setzt dabei auf nachhaltigen Anbau, senkt Produktionskosten sowie den Energie- und Wasserverbrauch und setzt modernste Techniken ein.
EcoY – vertikaler Anbau auf einem neuen Level
Eine Entwicklung der letzten Jahre ist die Landwirtschaft mit kontrollierter Umgebung (Controlled Environment Agriculture, CEA). Darunter ist die Veränderung der natürlichen Umwelt zu verstehen, mit dem Ziel, den Ernteertrag zu steigern oder die Vegetationsperiode zu verlängern. CEA-Systeme sind in der Regel in geschlossenen Gebäuden wie Gewächshäusern oder Hallen untergebracht, in denen Umweltfaktoren wie Luft, Temperatur, Licht, Wasser, Feuchtigkeit, Kohlendioxid und Nährstoffe kontrolliert werden können. Bei herkömmlichen vertikalen Anbausystemen werden die Pflanzen in horizontalen Ebenen übereinandergestapelt und ohne Tageslichteinfall angebaut. Dabei kann der enorme Energiebedarf für künstliche Beleuchtung, mechanische Belüftung und Klimatisierung nicht durch entsprechend höhere Preise für die Produkte ausgeglichen werden.
Dürr hat dieses System mit seinem Know-how im Anlagenbau neu definiert. „Mit unserer EcoY-Lösung gehen wir einen anderen Weg“, erklärt Michael Broek, Company Chairman von Dürr Africa. „Unser Ziel war es, ein System zu entwickeln, das mit minimalem Energieeinsatz einen maximalen Ertrag erzielt. Es handelt sich im Wesentlichen um eine hybride hydroponische Lösung, die unabhängig von den äußeren klimatischen Bedingungen funktioniert. Das System kann auch in extremen Gebieten wie Wüsten oder Regionen mit extremer Kälte eingesetzt werden.“ Zusammen mit CAN-Agri hat Dürr eine Lösung entwickelt, die vorhandenes Potenzial wie Sonnenlicht für das vertikale Pflanzenwachstum im Gewächshaus nutzt und zusätzlich durch einen effizienten Anlagenbau, patentierte Technologien sowie Digitalisierung sehr schonend mit allen Ressourcen umgeht. Das senkt die Betriebskosten enorm bei gleichbleibend hoher Qualität und Produktionsmenge pro Quadratmeter.
Grow Tubes und digitale Steuerung für optimalen Ertrag
Alle für das Wachstum der Pflanzen relevanten Faktoren wie Licht, Feuchtigkeit, Temperatur und CO2 werden im Herzstück des EcoY-Systems, dem Hightech-Gewächshaus, digital gesteuert und geregelt. Dies entspricht dem technologiebasierten Konzept von CEA. Einzigartig sind die sogenannten Grow Tubes, die Pflanzröhren, in denen die Pflanzen wachsen. Die von CAN-Agri entwickelten und patentierten Röhren sind aus der Idee entstanden, die bisher horizontal gestapelten Pflanzenebenen um 90 Grad zu drehen und 80 Setzlinge vertikal in einer Röhre übereinander anzuordnen. Die Grow Tubes werden so im Gewächshaus platziert, dass das Sonnenlicht alle Pflanzen erreichen kann. „Die Grow Tubes sind nicht nur eine Methode, um die Pflanzendichte zu erhöhen, sondern dienen auch der Anpassung und Kontrolle des Klimas“, ergänzt François van der Merwe, CEO von CAN-Agri.
Die Grow Tubes sind im Gewächshaus in Reihen angeordnet, durch die nährstoffreiches Wasser fließt. Dabei wird die Temperatur des Nährstoffwassers angepasst, um ein Mikroklima zu schaffen, das den Bedürfnissen der Pflanzen am besten entspricht. Diese Methode wirkt sich positiv auf das Anbauumfeld und die Produktionserträge aus. Das Mikroklima wird überwacht und kleinere Anpassungen werden mithilfe der Gewächshausklimatisierungstechnik, einschließlich der Screenings-, Belüftungs- und Befeuchtungssysteme, autonom vorgenommen, um ideale Wachstumsbedingungen zu schaffen. Das Kreislaufsystem verbraucht bis zu 95 Prozent weniger Wasser als herkömmliche Anbaumethoden im Freien. Auch das entwickelte Lüftungskonzept reduziert Ressourcen, indem es die Temperatur und den Feuchtegehalt der Luft intelligent konditioniert und die Luft gleichmäßig im Gewächshaus verteilt. Eine weitere Besonderheit: In höheren Breitengraden reicht das natürliche Tageslicht insbesondere in den Wintermonaten manchmal nicht aus, um die Wachstumsrate konstant zu halten. Für diesen Fall können optional zusätzliche LED-Leuchten installiert werden. Diese werden nur dann eingeschaltet, wenn die erforderliche Menge an photosynthetisch aktiver Strahlung (PAR in mol/m2/Tag) nicht erreicht wird. Diese intelligente Steuerung hält die Energiekosten so gering wie möglich, während das Ergebnis konstant bleibt.
Gebündelte Kompetenz aus Maschinenbau und Landwirtschaft
Die EcoY-Lösung kombiniert Fachwissen aus verschiedenen Bereichen. Für die Planung, Installation und Inbetriebnahme der schlüsselfertigen Farm bringt Dürr umfangreiches Know-how aus dem Anlagenbau, insbesondere im Bereich der Lüftungs- und Klimatechnik für Lackieranlagen, sowie langjährige Erfahrung im internationalen Projektmanagement ein. Intelligente Software aus der von Dürr entwickelten Produktfamilie DXQ ist Teil des Systems und wird stetig weiterentwickelt.
CAN-Agri bringt als Partner von Dürr umfangreiches landwirtschaftliches Know-how und innovative Anbautechnologien mit. Das Unternehmen betreibt selbst eine vertikale Farm in Pretoria, Südafrika, in der es unter anderem die Grow Tubes verwendet. Die CAN-Agri-Farm dient zugleich als Forschungs- und Entwicklungszentrum, um Erfahrungswerte zu gewinnen und Prozesse sowie Techniken laufend weiterzuentwickeln.
