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Landwirtschaft mit kontrollierter Umgebung: Ein fruchtbares Terrain für Roboterlieferanten

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Interact Analysis nahm vor einigen Wochen an der Greentech-Konferenz in Amsterdam teil. Die Greentech-Konferenz ist eine der größten Zusammenkünfte von Technologieanbietern im Bereich der kontrollierten Landwirtschaft (CEA) weltweit. Die Konferenz findet im Herzen der CEA-Welt, in den Niederlanden, statt und zeigt alles von Fortschritten bei der Beleuchtung bis hin zu vollautomatischen Lösungen für das Umpflanzen, Pflanzen, Sortieren, Ernten und Verpacken.

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Das holländische Modell für den Innenanbau ist der Standard in der Landwirtschaft mit kontrollierter Umgebung. In einer Region, in der das Sonnenlicht während eines Großteils des Jahres begrenzt ist, hängt eine florierende Ernte von der Fähigkeit ab, künstliches Sonnenlicht während der Perioden längerer Dunkelheit bereitzustellen. Dies wird durch streng kontrollierte Gewächshäuser erreicht, die in den ländlichen Gebieten der Niederlande zu finden sind. Durch die Kontrolle von Luftfeuchtigkeit, Wasserzufuhr und Beleuchtung haben die Landwirte mit automatisierten Gewächshäusern eine neue Effizienz beim Anbau bestimmter Pflanzen erreicht. Das geht so weit, dass die Niederlande - das 134. Land nach Fläche - der zweitgrößte Exporteur landwirtschaftlicher Erzeugnisse weltweit sind.

Das Thema vertikale Landwirtschaft wird zunehmend als Alternative zu den traditionellen Anbaumethoden unter kontrollierten Bedingungen diskutiert. Unternehmen wie Aerofarm, Bowery Farms, Infinite Acres und Plenty und viele andere haben eine beträchtliche Summe an Kapital aufgebracht, um Probleme wie Bevölkerungswachstum, Wasserknappheit und Bodenverschlechterung zu lösen. Diese vier Unternehmen haben zusammen fast 2 Mrd. USD an Finanzmitteln aufgebracht. Trotz dieser Finanzierung befindet sich der Markt für vertikale Farmen noch im Anfangsstadium. Die Grundlagen, die diesen Markt antreiben, sind jedoch zu groß, um sie zu ignorieren. Sowohl die vertikale Landwirtschaft als auch die traditionellen automatisierten Gewächshäuser werden in den nächsten zehn Jahren ein schnelles Wachstum verzeichnen, da die Menschheit inmitten eines starken Gegenwinds daran arbeitet, ihre Kornkammer zu füllen.

Die Triebkräfte für eine Landwirtschaft mit kontrollierter Umgebung sind zu groß, um sie zu ignorieren

Die Welt starrt auf ein unausweichliches Problem: den Klimawandel. Dieser bringt längere Dürren mit sich, die zu einer geringeren Wasserverfügbarkeit und einer weiteren Verschlechterung der Bodenbeschaffenheit führen, die durch die derzeitigen landwirtschaftlichen Methoden bereits geschädigt wurde. Einem von der BBC in Zusammenarbeit mit Corteva Agriscience veröffentlichten Bericht zufolge ist der fruchtbare Oberboden in Iowa in den letzten 100 Jahren von 14-18 Zoll auf 6-8 Zoll gesunken. Der Rückgang des Mutterbodens ist ein globales Problem, das sich mit steigenden Temperaturen und sich verändernden Wettermustern noch verschärfen wird.

Dieses Problem tritt zu einer Zeit auf, in der die Zahl der zu ernährenden Menschen nach Angaben der Weltbank in den nächsten 15 Jahren um fast 1 Milliarde Menschen zunehmen wird. Um weit verbreitete Hungersnöte zu vermeiden, muss die Welt ihre landwirtschaftlichen Praktiken anpassen, damit sie effizienter und nachhaltiger werden. Die Landwirtschaft in kontrollierter Umgebung hat das Potenzial, dies zu ermöglichen.

Landwirtschaft unter kontrollierten Bedingungen ermöglicht eine effizientere Nutzung der wichtigsten Ressourcen. Durch den Einsatz von sorgfältig kontrollierten Wasser-, Luft- und Beleuchtungssystemen können diese Anbauflächen Lebensmittel in gleichbleibender Menge produzieren und Schädlinge und Krankheiten leichter von den Pflanzen fernhalten. Die in diesen Anlagen verwendeten LEDs können so eingestellt werden, dass sie Licht erzeugen, das den Photosyntheseprozess der Pflanzen optimiert, und eine Reihe von Nährstoffzufuhrsystemen kann die pro Pflanze benötigte Wassermenge reduzieren. Dies führt dazu, dass mehr Lebensmittel schneller und effizienter angebaut werden können als mit herkömmlichen landwirtschaftlichen Methoden.

Wenn es so toll ist, warum werden dann nicht schon alle Lebensmittel auf diese Weise angebaut?

Wie bei jeder großen Innovation dauert es seine Zeit, bis sich die Technologie in großem Maßstab durchsetzt. In der Vergangenheit war der hohe Preis der Beleuchtung ein Hindernis für die Rentabilität der Landwirtschaft mit kontrollierter Umgebung. Glücklicherweise hat sich dies in den letzten zehn Jahren geändert, da die Kosten für LED-Leuchten drastisch gesunken sind. Trotzdem hat sich die Energieeffizienz dieser Lampen weitgehend stabilisiert. Folglich können die mit der Beleuchtung von landwirtschaftlichen Innenräumen verbundenen Betriebskosten ein großes Hindernis für die Einführung darstellen.

Dieses Hindernis ist besonders offensichtlich für vertikale Farmen, deren Betrieb traditionelle automatisierte Gewächshäuser sowohl in Bezug auf die Anzahl der Leuchten als auch auf die Betriebsstunden übertrifft. Der Energiebedarf von vertikalen Betrieben stellt auch die Nachhaltigkeit dieser Praxis in Frage. Die durch effizientere Anbauprozesse eingesparte Wassermenge wird möglicherweise durch den zusätzlichen Wasserbedarf in den Kraftwerken zur Unterstützung des höheren Energieverbrauchs ausgeglichen. Somit ist das Wachstum der vertikalen Landwirtschaft eng mit der allgemeinen Umstellung unseres Energienetzes auf umweltfreundliche Technologien verbunden. Glücklicherweise können sich traditionelle automatisierte Gewächshäuser im Gegensatz zu vertikalen Farmen tagsüber auf die Sonne verlassen, was ihre Argumentation sofort pragmatischer macht.

Es gibt aber auch andere Hindernisse. Ähnlich wie in der Lagerhaltung und der Produktion sind die Verfügbarkeit von Arbeitskräften und die Fluktuation bei gering qualifizierten Tätigkeiten wie der Ernte ein immer schwieriger zu lösendes Problem, das sich negativ auf den Gewinn der Erzeuger auswirkt. Genau wie in der Fertigung und der Lagerhaltung besteht eine Lösung für dieses Problem darin, den Bedarf an Arbeitskräften durch die Automatisierung von Prozessen im Gewächshaus zu beseitigen, und unsere Beobachtungen auf der Greentech zeigten, dass zunehmend automatisierte Lösungen entstehen.

Landwirtschaftliche Robotik: Eine neue Landschaft für Anbieter von Robotern

Auf der diesjährigen Greentech stellten zahlreiche Anbieter Roboterlösungen vor. Diese Lösungen reichten von neu eingeführten mobilen Ernterobotern bis hin zu traditionelleren stationären Robotern, die für Prozesse wie Umpflanzen, Klassifizieren und Sortieren eingesetzt werden. Organifarms gewann den Greentech-Innovationspreis für seinen neuen Erdbeer-Ernteroboter, der auf der Messe offiziell vorgestellt wurde. Zu den weiteren wichtigen Präsentationen im Bereich der Ernterobotik auf der Messe gehörte eine Partnerschaft zwischen dem Lösungsanbieter Ridder und dem Hersteller von Tomatenernterobotik MetoMotion. Auch traditionelle Anbieter von Industrierobotik waren mit einem kleinen Stand vertreten. Ein Ernteroboter der Marke Denso, der vom Lösungsanbieter Certhon angeboten wird, wurde an seinem Stand vorgeführt. Darüber hinaus zeigte Crux Agribotics mehrere Maschinentypen, die in Zusammenarbeit mit ABB hergestellt wurden und für die Automatisierung einer Vielzahl von Prozessen bestimmt sind.

Obwohl eine Reihe von Anbietern diese Lösungen anbietet, ist der Umfang, in dem sie verkauft werden, im Vergleich zum Verkauf von Robotern in anderen, ausgereifteren Anwendungen gering. Die Anzahl der neu angekündigten Roboterlösungen sollte jedoch als Wegweiser für die Richtung, in die sich der Markt bewegt, betrachtet werden. Ein zunehmender Automatisierungsgrad in der Landwirtschaft mit kontrollierter Umgebung in Verbindung mit dem raschen Wachstum, das in den nächsten zehn Jahren zu erwarten ist, macht diese Anwendung reif für den Verkauf von Robotern.

Wir sind nicht die Einzigen, die diese Entwicklung beobachten. Auf der Greentech waren mehrere traditionelle Automatisierungsanbieter anwesend. Diese Unternehmen sind die Art von Unternehmen, die man normalerweise mit Automatisierungslösungen in der Fertigung oder Lagerhaltung in Verbindung bringt. Diese Unternehmen waren zwar nicht mit einem Stand auf der Messe vertreten, konnten sich aber ein Bild von den Fortschritten machen, die die Automatisierung im letzten Jahr in diesem Bereich gemacht hat. Es würde uns nicht überraschen, wenn diese großen multinationalen Unternehmen in naher Zukunft auf der Greentech ausstellen würden; ein weiteres Indiz dafür, dass sich dieser Markt einer Wachstumsphase nähert.

Abschließende Überlegungen

Bei Interact Analysis beschäftigen wir uns intensiv mit dem Markt für mobile Robotik. Diese Roboter werden hauptsächlich in der Lagerhaltung eingesetzt. Wir haben mit der Beobachtung des Marktes begonnen, als er noch in den Kinderschuhen steckte, und er hat seitdem ein enormes Wachstumstempo vorgelegt. Die Landwirtschaftsroboterbranche weist viele der gleichen Eigenschaften auf wie der Markt für mobile Roboter vor fünf Jahren: aufstrebende Startups mit neuartigen Robotern, eine große potenzielle installierte Basis und grundlegende Wachstumsfaktoren, die unvermeidlich sind. Im Bereich der mobilen Robotik war der Motor die Verbreitung des elektronischen Handels. Im Bereich der Landwirtschaft mit kontrollierter Umgebung ist der Antrieb viel existenzieller.