Ist Hydroponik nachhaltig?

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Pflanzen, deren Wurzeln in großen Becken mit wertvollem Wasser wachsen, Plastikröhren, künstliches Licht und mineralischer Dünger - auf den ersten Blick wirkt Hydroponik alles andere als nachhaltig. Bei genauerer Betrachtung wird allerdings schnell klar, dass das Potential Ressourcen effizient zu nutzen enorm groß ist. Zwar sehen die Reservoirs von Hydroponikfarmen so aus, als wär der Wasserbedarf riesig, jedoch benötigt eine hydroponisch gewachsene Pflanzen weniger als 10% des Wassers im Vergleich zu einer herkömmlich erzeugten. Dies liegt daran, dass in den Kreisläufen kaum Wasser verdunstet und nichts versickert. Beim Dünger verhält es sich ähnlich. Mineralischer Dünger wird künstlich unter großem Energieeinsatz und unter Verwendung fossiler Ressourcen (Erdgas) hergestellt, jedoch wird nur genau die Menge verwendet, die die Pflanze aufnimmt. (Wem aber selbst das zu viel ist, sollte sich mit dem Thema Aquaponik beschäftigen, einem noch nachhaltigeren Kreislaufsystem.) 

Aus dem Verzicht auf Erde ergeben sich noch weitere Vorteile. So kann Hydroponik unabhängig von der örtlichen Bodenqualität betrieben werden. Integriert in Gebäude, häufig nur CEA (Controlled Environmental Agriculture) genannt, kann Gemüse an fast jedem Ort angebaut werden - in Stadtstaaten wie Singapur, Wüstenstaaten wie Israel und selbst in einer Forschungsstation in der Antarktis. Es entfallen lange Transportwege und Emissionen. Da Hydroponikanlagen in alle Größen skaliert werden können, werden Kleinstanlagen auch oft von privaten Haushalten betrieben. In diesem Fall kann zudem auf die Verwendung von Einwegverpackungen verzichtet werden. Das schnelle Wachstum der Pflanzen und die Möglichkeit des ganzjährigen Anbaus erhöhen den Ertrag pro Fläche massiv. 

Ein häufiges Gegenargument zur Effizienz des hydroponischen Anbaus ist der hohe Energiebedarf bei der Verwendung von künstlichem Licht. Übrigens ist Kunstlicht keine Bedingung der Hydroponik, sondern immer notwendig, wenn Pflanzen in geschlossenen Räumen (Ausnahme Gewächshäuser) wachsen sollen. Die Verknüpfung geht wohl darauf zurück, dass CEA und Vertical Farming in den meisten Fällen auf hydroponische Anbauverfahren zurückgreifen. Dennoch ist der hohe Energiebedarf der Beleuchtung ein relevanter Kritikpunkt, der diskutiert werden sollte. Stromsparende LED-Technik ist in den letzten Jahren zum Standard geworden. Pflanzenlampen werden nicht nur beim Verhältnis von Lichtausbeute zu Strombedarf effizienter, sondern auch bei der Erzeugung eines auf die Pflanze angepassten Lichtspektrums. So werden nur noch die Wellenlängen emittiert, die die Pflanze für ihr optimales Wachstum benötigt. Trotz allem sollte der Energiebedarf großer Farmen nicht unterschätzt werden. Nachhaltiges Vertical Farming ist auf Dauer nur möglich, wenn der Strom aus erneuerbaren Energiequellen stammt und nach Möglichkeit auf natürliches Licht zurückgegriffen wird. 

English version

Plants whose roots grow in large pools of valuable water, plastic tubes, artificial light and mineral fertilizers - at first glance, hydroponics seems anything but sustainable. On closer inspection, however, it quickly becomes clear that the potential to use resources efficiently is enormous. Although the reservoirs of hydroponic farms look as if the water requirement is huge, a hydroponically grown plant requires less than 10% of the water compared to a conventionally grown one. This is because hardly any water evaporates in the circuits and nothing seeps away. The situation is similar with fertilizer. Mineral fertilizers are produced artificially using large amounts of energy and fossil resources (natural gas), but only the exact amount that the plant absorbs is used. (But if even that is too much for you, you should look into aquaponics, an even more sustainable closed-loop system). 

There are other advantages to not using soil. Hydroponics can be operated independently of the local soil quality. Integrated into buildings, often just called CEA (Controlled Environmental Agriculture), vegetables can be grown in almost any location - in city states such as Singapore, desert states such as Israel and even in a research station in Antarctica. Long transportation routes and emissions are eliminated. As hydroponic systems can be scaled to all sizes, small systems are also often operated by private households. In this case, the use of disposable packaging can also be dispensed with. The rapid growth of the plants and the possibility of year-round cultivation massively increase the yield per area. 

A frequent counter-argument to the efficiency of hydroponic cultivation is the high energy requirement when using artificial light. Incidentally, artificial light is not a requirement of hydroponics, but is always necessary if plants are to grow indoors (with the exception of greenhouses). The link is probably due to the fact that CEA and vertical farming mostly rely on hydroponic cultivation methods. Nevertheless, the high energy requirements of lighting are a relevant point of criticism that should be discussed. Energy-saving LED technology has become the standard in recent years. Plant lamps are not only becoming more efficient in terms of the ratio of luminous efficacy to power consumption, but also in the generation of a light spectrum adapted to the plant. This means that only the wavelengths that the plant needs for optimum growth are emitted. Nevertheless, the energy requirements of large farms should not be underestimated. Sustainable vertical farming is only possible in the long term if the electricity comes from renewable energy sources and natural light is used wherever possible.