Wo Landwirtschaft auf Automatisierung trifft: Die vertikale Zukunft der Lebensmittelproduktion

Warum das wichtig ist

Bis 2050 werden voraussichtlich fast 70 % der Weltbevölkerung in Städten leben, was die Nachfrage nach regional erzeugten Lebensmitteln erhöht (*1). Gleichzeitig schrumpft die Anbaufläche, die Wasserressourcen stehen unter Druck, und jüngste Krisen haben die Anfälligkeit globaler Lebensmittelversorgungsketten offengelegt. Vertikale Landwirtschaft bietet eine Möglichkeit, die Produktion näher an den Verbrauch zu bringen und gleichzeitig die Abhängigkeit von externen Faktoren zu verringern.

Seine Vorteile liegen auf der Hand:

• Höhere Produktionsdichte, wobei geschichtete Anbausysteme einen deutlich höheren Ertrag pro Quadratmeter liefern.
• Geringerer Wasserverbrauch, wobei die vertikale Landwirtschaft den Verbrauch in einigen Systemen um bis zu 98 % reduziert (*2).
• Gleichbleibende, ganzjährige Produktion, ermöglicht durch kontrollierte Umgebungen
• Reduzierter Einsatz von Chemikalien aufgrund geschlossener Wachstumsbedingungen
• Kürzere Lieferketten, verbesserte Frische und reduzierte Transportwege

Diese Faktoren machen die vertikale Landwirtschaft besonders attraktiv für hochwertige Nutzpflanzen wie Blattgemüse, Kräuter und Spezialprodukte (*3). Obwohl die vertikale Landwirtschaft weltweit an Bedeutung gewinnt, bestehen weiterhin Herausforderungen hinsichtlich Energieverbrauch, Kosten und Eignung der angebauten Pflanzen. Daher erzielt sie tendenziell den größten Nutzen in Regionen, in denen Land-, Wasser- oder Klimabeschränkungen den Energiebedarf überwiegen, wie beispielsweise in Singapur oder im Nahen Osten.

Die Rolle der Automatisierung: Wo Landwirtschaft Intralogistik trifft

Das Herzstück vieler moderner vertikaler Farmen ist die hochentwickelte Automatisierung. Sie funktioniert weniger wie traditionelle Landwirtschaft und mehr wie eine automatisierte Produktionsumgebung. Die Pflanzen werden überwacht, gesteuert und durch streng regulierte Prozesse transportiert, wodurch die Landwirtschaft eher einem Logistiksystem als einem Feldbetrieb ähnelt.

Diese präzise Steuerung verbessert nicht nur Ertrag und Konsistenz, sondern ermöglicht auch wiederholbare Arbeitsabläufe und wandelt die Landwirtschaft von einem rein biologischen zu einem hochtechnischen Prozess. Automatisierung ist unerlässlich für eine rentable Massenproduktion.

Im Bereich der Automatisierung ist die Lagerung und Kommissionierung mit hoher Dichte ein wichtiger Faktor – Konzepte, die aus der Intralogistik bekannt sind. Das automatisierte Lager- und Kommissioniersystem (Regalbediengerät), das man sich typischerweise als System zur Handhabung von Paletten und Kisten in Lagerhallen vorstellt, ist ein ideales Werkzeug für die vertikale Landwirtschaft.

Regalbediengerät als Rückgrat für vertikale Farmen

In fortschrittlichen vertikalen Landwirtschaftsbetrieben können automatisierte Lager- und Kommissioniersysteme (Regalbediengerät) eine zentrale Rolle spielen:

• Hochdichte Lagerung von Nutzpflanzen: Anzuchttrays lassen sich in dicht gepackten vertikalen Strukturen lagern, sodass Hunderte bis Tausende von Trays auf kleinster Fläche Platz finden. Dies maximiert die Raumausnutzung, ähnlich wie in automatisierten Lagerhallen, was insbesondere in urbanen Gebieten mit begrenztem Platzangebot von Bedeutung ist.
• Automatisierter Warenfluss: Krane und Shuttles Regalbediengerät transportieren Trays zwischen Anbau-, Ernte- und Verpackungsbereichen und gewährleisten so einen kontrollierten und kontinuierlichen Materialfluss. Dank Lager- und Kommissionierpunkten auf mehreren Ebenen fungiert das System als zentrale Drehscheibe, die Trays genau zum richtigen Zeitpunkt bereitstellt und so die termingerechte Ernte und Verarbeitung der Feldfrüchte sicherstellt.
• Reduzierte manuelle Tätigkeiten: Durch die Minimierung menschlicher Eingriffe verbessert die Automatisierung Hygiene, Konsistenz und Arbeitseffizienz. In einem Markt, der mit anhaltendem Arbeitskräftemangel konfrontiert ist, ermöglicht dieser Ansatz die Skalierung von Betrieben bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Produktivität mit weniger Personal.

Design für Flow, nicht nur für Wachstum

Im großen Maßstab hängt der Erfolg vertikaler Landwirtschaft nicht nur von der Effizienz des Pflanzenanbaus ab, sondern auch von der Effizienz ihrer Handhabung und ihres Transports. Von der Keimung bis zur Ernte erfordert jede Phase präzises Timing und sorgfältige Handhabung. Die Integration eines automatischen Lager- und Kommissioniersystems (Regalbediengerät unterstützt dies.

• Reibungsloser Übergang zwischen Anbau-, Ernte- und Verpackungsphasen
• Hochdichte Lagerung ohne Einschränkung des Zugangs zu den Ernteprodukten
• Eine konstantere Produktion, um die Kunden- und Marktnachfrage zu befriedigen.

Abschluss

Vertikale Landwirtschaft wird die traditionelle Landwirtschaft in naher Zukunft nicht ersetzen (*4), spielt aber in urbanen und ressourcenarmen Gebieten eine zunehmend wichtige Rolle. In Regionen, in denen die Resilienz von Land, Wasser oder Lieferketten wichtiger ist als die Energiekosten, kann sie sich zu einem praktikablen Produktionsmodell entwickeln.

Bei großflächiger Anwendung vertikaler Landwirtschaft verlagert sich die Herausforderung vom reinen Anbau von Nutzpflanzen hin zur Steuerung von Materialfluss, Produktionszeitpunkt und Zuverlässigkeit im gesamten Betrieb. In solchen Fällen können Intralogistik-Technologien wie automatische Lager- und Kommissioniersysteme (Regalbediengerät eine wichtige Rolle bei der Unterstützung einer stabilen und reproduzierbaren Produktion spielen.

Anwendungen in der Praxis

Beispiele wie das in Singapur ansässige Unternehmen Greenphyto, das den Guinness-Weltrekord für die höchste vertikale Indoor-Farm der Welt hält, verdeutlichen, wie Regalbediengerät-basierte Systeme bereits in vertikalen Landwirtschaftsumgebungen eingesetzt werden und demonstrieren das Potenzial einer automatisierten, hochdichten Produktion im großen Maßstab.

Sie möchten im Bereich Vertical Farming erfolgreich sein? Kontaktieren Sie uns über unsere Kontaktseite, um Ihre Automatisierungsreise zu beginnen und die Leistungsfähigkeit des Regalbediengerät kennenzulernen.

Lee Kok Hsien

Senior Projektmanager für Intralogistik, Daifuku Mechatronics (Singapore) Pte Ltd
Lee Kok Hsien trat 1996 als Assistenzingenieur in die Daifuku Singapore ein und ist derzeit Senior Projektmanager für den Bereich Intralogistik mit Zuständigkeit für den singapurischen Markt. Er besitzt ein Diplom in Maschinenbau und erwarb später einen Abschluss in Netzwerktechnik. Als zertifizierter PMP verfügt Kok Hsien über mehr als 20 Jahre Erfahrung in der Fördertechnikbranche und ist seit seinem Eintritt bei Daifuku aktiv in die Projektabwicklung eingebunden.