Urban farming in the city of tomorrow

Die nachhaltige Sicherung der städtischen Nahrungsmittel- und Ressourcenversorgung wird zunehmend zur Herausforderung - insbesondere in dicht besiedelten Städten mit begrenztem Zugang zu umliegenden landwirtschaftlichen Gebieten. Des Weiteren üben intensive Anbaupraktiken und der massive Einsatz von Chemikalien Druck auf unsere Böden und Wasserressourcen aus. Vor diesem Hintergrund wird intensiv an innovativen Anbaumethoden und -technologien gearbeitet, welche diese Probleme adressieren und Teile der Nahrungsmittel- und Ressourcenproduktion wieder zurück an die Orte zu bringen, an denen sie konsumiert werden. In diesem Zusammenhang untersucht die vorliegende Studie die bestehende globale »Urban Farming Landschaft« mit dem Fokus auf a) Indoor-Pflanzenanbau sowie b) Mikroalgenkultivierung als potentielle Ressource der Zukunft. Ziel der Studie ist es, die Potenziale solcher urbanen Anbaumethoden aufzuzeigen und wichtige Planungsgrundsätze hervorzuheben. Dafür wurde eine umfassende Literaturrecherche durchgeführt und mit dem Fachwissen und den Erfahrungen bestehender Urban Farming Initiativen ergänzt. Fokusthemen waren dabei I) der Technologieeinsatz, der sich hauptsächlich auf künstliche Beleuchtung, den Einsatz von Sensorik und Automatisierungsprozessen konzentriert; II) ökologische Auswirkungen, wie etwa die Einbindung erneuerbarer Energien, Pestizideinsatz und Flächenverbrauch; III) wirtschaftliche Faktoren einschließlich Investitions- und Betriebskosten sowie derzeit verwendete Finanzierungsmodelle; und IV) soziale Aspekte wie das Schaffen neuer Arbeitsplätze und berufliche Weiterbildung. Insgesamt wird dabei die Wichtigkeit lokal angepasster und integrierter Systemlösungen betont. Die Analyse zeigt ebenfalls, dass sowohl Pflanzen- als auch Mikroalgenproduktion, durch hohe jährliche Wachstumsraten gekennzeichnet sind und vor ähnlichen Herausforderungen stehen (hohe Investitions- und Betriebskosten, hoher Stromverbrauch, strenge Rechtsvorschriften, schwankende Kunden Akzeptanz und niedrige Preise konventionell hergestellter Lebensmittel). Die Studie bietet somit einen ganzheitlichen Überblick über aktuelle Entwicklungen und Trends in diesem Marktsegment, ermöglicht interessierten Städten und Unternehmen erste Einblicke in einen sich schnell entwickelnden und wachsenden Sektor, und informiert Wissenschaftler und Entscheidungsträger welche auf ein autarkes, integriertes und nachhaltiges städtisches Nahrungsmittel- und Ressourcensystem hinarbeiten.

Securing urban food and resource supply is increasingly becoming a challenge, especially in heavily populated cities with limited access to surrounding agricultural areas. Intensive cultivation practices exert pressures on soils and water resources and often rely on chemical pest control. Innovative farming approaches and technologies have been emerging to tackle such issues and bring parts of food and resource production back to the places where they are being consumed. In this context, the present study examines the existing urban farming landscape with a focus on plant-based indoor food production and microalgae cultivation as a potential resource of the future. It aims at showing the potentials of these urban farming approaches and highlighting important planning principles by bringing together a comprehensive literature research with the expertise and experience of existing farms and initiatives at a global scale. Key aspects of this study include I) technology use, which evolves mainly around artificial lighting, sensoring, and automation processes; II) environmental performance, assessed by for example the inclusion of renewable energies, pesticide use and land scarcity issues; III) economic subjects related to investment and operation costs, as well as currently used financing models; and IV) social aspects including job creation and professional training. The analysis also highlights the importance of locally adapted and integrated system solutions and shows that both areas, plant and microalgae production, are characterized by high annual growth rates and face similar challenges (high investment and operation costs, high electricity consumption, strict legislations, costumer acceptance, and rather low prices of conventional food products). It thus provides a holistic overview on current developments and trends in this market informing cities and companies interested in gaining insights into a quickly evolving and growing sector. The study can likewise guide researchers and decision makers who are working towards a more self-sufficient, integrated and sustainable urban food and resource system.