Nachhaltige Nahrungsmittelerzeugung durch Aquaponik
Während die Ernährung einer wachsenden Weltbevölkerung zwangsläufig die Steigerung der landwirtschaftlichen Produktion erfordert, ist das nicht um jeden Preis möglich. Um langfristige Nachhaltigkeit zu erzielen, muss die zukünftige Produktion sicherstellen, dass Wasser, Energie und Nährstoffe effizient gemanagt werden und dass die Prinzipien der Wiederverwendung und Rezirkulation eingehalten werden. Das von der EU finanzierte INAPRO-Projekt hat nun mit Erfolg neue technische Ansätze für Aquaponik umgesetzt, bei denen Fischabfälle eine organische Nährstoffquelle für Pflanzen liefern und in Fischtanks zurückgeführtes verdunstetes Wasser den Bedarf an zusätzlichem täglichen Süßwasser auf weniger als 3 % des Gesamtvolumens reduziert. Das für Ende 2017 zur Fertigstellung anstehende Projekt hat Hilfestellung bei dem Nachweis geleistet, dass eine nahezu emissionsfreie Erzeugung von Fisch und Gemüse sowie erhebliche Energie- und Wassereinsparungen möglich sind. „Auf diese Weise wird das Projekt spürbar zur Ernährungssicherheit für das 21. Jahrhundert beitragen und außerdem hilfreich dabei sein, den Marktzugang für die Aquaponiktechnik zu unterstützen“, merkt die wissenschaftliche Koordinatorin des Projekts, Dr. Daniela Baganz vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei in Berlin, Deutschland, an. Von Grund auf effiziente Erzeugung Zur Entwicklung und Demonstration eines effizienten und funktionsfähigen Aquaponiksystems wurden zunächst Modellierungsansätze eingesetzt, um verschiedene Elemente wie etwa das dynamische Verhalten von Tieren und Pflanzen sowie die ideale Gestaltung und Konstruktion verschiedener Komponenten besser zu verstehen. Dann wurde eine Palette von Technologien bewertet, die dazu dienen, die Produktion zu maximieren und dabei gleichzeitig den Ressourcenverbrauch zu minimieren. Hierzu gehörten optimierte Filter, Systeme zur Rückgewinnung von Wasser mittels Kondensation, maßgeschneiderte Sensoren sowie Automatisierungs- und Produktionsmanagementsoftware. „Ausgehend davon waren die Projektpartner in der Lage, modular aufgebaute Aquaponiklösungen zu entwickeln, die skalierbar und an die lokalen Anforderungen anpassbar sind“, erläutert Baganz. „Während der ersten Projektperiode konnten wir zum Beispiel ein System testen, das perfekte Fische und Tomaten ergab.“ Insgesamt wurden in Spanien, Deutschland, Belgien und China erfolgreiche Demonstratoren gebaut. Mit deren Hilfe konnte das Team die Realisierbarkeit verschiedener Technologien in größerem Maßstab und unter verschiedenen geografischen und klimatischen Bedingungen erproben. „Testläufe und Bewertung einschließlich einer Lebenszyklusanalyse der technischen Komponenten dauern noch an“, sagt Baganz. „Wir hoffen, dass diese Demonstrationen hilfreich dabei sein werden, die Interessenvertreter vom großen Potenzial in Hinsicht auf die Verkleinerung des Wasser- und Kohlenstofffußabdrucks zu überzeugen, was wiederum dazu beitragen wird, die innovative Aquaponik weiter zu fördern.“ Und nun die Vorteile der Aquaponik ausnutzen Ein europäischer Sektor, der vom erhofften Abheben der Aquaponik gewinnen könnte, sind die Lebensmittelhersteller. „Man braucht viel weniger Wasser, während die Umweltbelastung aufgrund des Nährstoffrecyclings durch die Pflanzen verringert wird“, sagt Baganz. „Das bedeutet, dass zusätzlicher Dünger weggelassen werden kann, was besonders in Bezug auf Phosphor von Bedeutung ist. Es sind bereits Preisschwankungen beobachtet wurden, die sich fortsetzen dürften, da Phosphat eine nicht erneuerbare Ressource ist.“ Das Wachstum der Aquaponik könnte zudem einen neuen Markt für Systemhersteller und Hightech-KMU in Hinsicht auf Sensoren, Automatisierung und Filtration erschaffen. „Mit der Entwicklung innovativer, nachhaltiger Lösungen für die landwirtschaftliche Produktion der Zukunft wird Europas globaler Wettbewerbsvorteil bei hochwertigen Produkten und Dienstleistungen gestärkt“, betont Baganz. „Eines der Projektziele war die Schaffung neuer Marktchancen.“ Im Gegenzug könnten die geringeren Auswirkungen, die die Aquaponik im Vergleich zur konventionellen landwirtschaftlichen Produktion auf die Umwelt hat, durch die Nährstoffauslaugung, Wasserverschmutzung und Eutrophierung verursacht werden können, umfassendere ökologische und gesellschaftliche Vorteile mit sich bringen. Lokale Aquaponik-Erzeugung bedeutet auch weniger Bedarf an Nahrungsmittelimporten, wodurch es zu weniger CO2-Emissionen durch den Verkehr kommt. „Während wir momentan ein kleiner Nischenmarkt sind, können wir prognostizieren, dass die regionale und ressourcenschonende Erzeugung in der nahen Zukunft weitaus wichtiger wird“, sagt Baganz. „Wir sehen die wegbereitende Technik von INAPRO als äußerst vielversprechend für die Herstellung von ernährungsphysiologisch hochwertigen Lebensmitteln auf nachhaltige Weise, ohne dass die Umwelt bedroht wird.“
Schlüsselbegriffe
INAPRO, Aquakultur, Landwirtschaft, Aquaponik, Ernährungssicherheit, umweltbedingt, ökologisch, Hydrokultur, nachhaltig, Wiederverwendung, Recycling, Abfallentsorgung, Rückführung, Rezirkulation, reduzierte Emissionen, zurückgewonnene Nährstoffe