Automatisierung für die nachhaltige Zukunft der Landwirtschaft

Die jüngsten Entwicklungen fordern neue Maßnahmen. Digitalisierung und Automatisierung in der Industrie, im Handwerk und der Landwirtschaft – Roboter – als dritte Hand mit höchster Präzision die Arbeit verändern. In der Diskussion mit Stefan Ruckelshaußen, Geschäftsführer der Food & Energy Campus Groß-Gerau GmbH.

Die kontinuierliche Weiterentwicklung der Landwirtschaft und Industrie in Bezug auf Automatisierung und Digitalisierung ist im vollem Gange. Regelmäßig hohe Investitionen hinsichtlich der Beschaffung der Fertigungsmaschinen und -anlagen stellten auch eine wirtschaftliche Herausforderung für Unternehmen dar. Landwirtschaft 4.0 findet sich auf dem Gelände des Food & Energy Campus in Groß-Gerau in Form einer Indoor-Farm-Musteranlage der MABEWO AG. “Bis zum Sommer 2023 soll der Vollausbau der Indoor-Farm-Anlage mit insgesamt bis zu 50 eigens dafür entwickelten und ausgebauten Containern und einer Anbaufläche von dann insgesamt 5000 Quadratmeter fertig sein”, erklärt Bio-Landwirt und Geschäftsführer Stefan Ruckelshaußen.

Schon jetzt wachsen Microgreens zusammen mit Kräutern in den ersten sechs Containern, horizontal und vertikal auf bislang 250 Quadratmetern. Die Technologie kommt aus dem Mutterkonzern der MABEWO AG. Die Anlage wie die in Groß-Gerau ist entwickelt zur Versorgung der weltweit wachsenden Bevölkerung und einem immer extremer werdenden Klima. Denn sowohl in kargen Wüstenregionen als auch in kalten Zonen werden indoor optimale Umweltbedingungen erreicht. Sowohl durch die technische Simulation von Tag und Nacht, aber auch Komponenten wie der Lieblings-Temperatur jeder einzelnen Pflanze, Luftfeuchtigkeit der steuerbaren Intensität von Licht, per App, individuell für einzelne Bereiche der Indoor-Farm, fügt Stefan Ruckelshaußen hinzu.

Roboter und intelligente Systeme

Im Handwerk haben sich Roboter und intelligente Systeme etabliert. Viele Arbeitsschritte lassen sich mithilfe von Assistenzsystemen, Computerprogrammen und intelligenten Maschinen steuern und ausführen. Fertigungsmaschinen wie beispielsweise computergesteuerte Drehmaschinen und Fräsen (sog. CNC-Maschinen) optimieren im Vergleich zu konventionellen Maschinen die Präzision und Geschwindigkeit des Herstellungsprozesses. Der Einsatz von CNC-Maschinen ist besonders dann wichtig, wenn komplexe Frästeile mit Radien und Schmiegen gefertigt werden sollen. Außerdem orientiert sich die Robotik an Arbeitsvorgängen wie der Be- und Verarbeitung von Werkstoffen. Die Anforderungen sind speziell und von Fertigungsstück zu Fertigungsstück unterschiedlich, diese Herausforderung sind in stetiger Weiterentwicklung, um präzise Lösungen zu finden, die handwerklich qualitativ hochwertige Arbeit abliefern.

Die Landwirtschaft profitiert von den technologischen Entwicklungen im Handwerk und der Industrie, denn beim Indoor-Farming ist der Landwirt digital. Premium Qualität, Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit sind die Voraussetzungen für Erfolg. Mit der Technik aus dem Schweizer Mutterkonzern kommen Skalierbarkeit an dem Muster-Standort mit landwirtschaftlichem Sachverstand zusammen, verbunden durch gemeinsames Streben nach Nachhaltigkeit und Effektivität, fügt Ruckelshaußen hinzu. Auch hygienische und ergonomische Faktoren finden in den Planungen Beachtung. „Ziel ist ein relativ kurzer Zeitraum für die Amortisation und geringe Betriebskosten durch weitgehende Automatisierung“, erklärt Biolandwirt Ruckelshaußen. Die Module der Anlage sind skalierbar und verfügen über eine Cloud Anbindung. Sie sind hochflexibel, was die Wahl und Abfolge der Pflanzen anbelangt, natürliche Fruchtfolgen zur Schonung des Bodens und der darin enthaltenen Nährstoffe entfallen. Die einzelnen Wachstumszyklen der Pflanzen sind kurz, jahreszeitlich bedingte Pausen nicht notwendig. Der Ertrag pro Grundfläche ist höher, da die Wachstumsbedingungen optimal sind, der Indoor-Anbau der Pflanzen erfolgt witterungsunabhängig. Die Transportwegen zum Endverbraucher sind kurz, da der Anbau lokal für die Region erfolgt. Die modulare Konstruktion der Indoor-Farm ermöglicht auf kleinstem Raumangebot eine einfache Vergrößerung der Anbaufläche. Als nächster Schritt erfolgt der Einsatz von Robotern. Kollaborative Roboter können die Arbeit immens erleichtern, sie fungieren als eine Art dritte Hand und helfen, präzise zu Arbeiten mit hoher Genauigkeit.

Assistenzsysteme und interaktive Anlagen

Digitalisierung und Automatisierung ist auch in den organisatorischen und kommunikativen Bereichen vertreten. Den Informationsfluss übernimmt heutzutage beispielsweise ein Barcodesystem, welches eine Beziehung zwischen den Materialien und dem zugehörigen NC-Programm herstellt. Die Maschinen sind via Internet in der Lage, untereinander zu kommunizieren. Aufgaben werden von intelligenten Systemen verwaltet und es ist den Anlagen möglich, in Echtzeit auf etwaige Prozessstörungen oder Fehlerquellen zu reagieren und die Aufgaben entsprechend neu auf andere Maschinen zu verteilen. Somit können die optimale Auslastung der Maschinen und der wirtschaftlich sinnvolle Einsatz gewährleistet werden. “Die modulare Konstruktion unseren Indoor-Farm ermöglicht auf kleinstem Raumangebot eine einfache Vergrößerung der Anbaufläche”, erklärt Stefan Ruckelshaußen. Für alle Kräuter, Gemüse, Microgreens und zukünftig auch Heilkräuter werden Parameter für Beleuchtung, Klimatisierung und Bewässerung im System hinterlegt und vom “Landwirt 4.0” per Konsole abgerufen. Von einem digitalen Landwirt, der nicht mehr mit dem Traktor über die Felder fährt und viele Mitarbeiter braucht, sondern unter fairen Arbeitsbedingungen zu geregelten Arbeitszeiten bei gleichbleibenden Temperaturen arbeitet. Der auf kleinstem Raum kompensiert effektiv Superfoods anbaut und so Klimaveränderungen, der wachsenden Bevölkerung und sinkendem Platzangebot trotzt.

Effiziente Produktion – nachhaltig und ressourcenschonend

Die Idee zu Vertical Farming entstand aus der Erkenntnis heraus, dass es die wachsende Bevölkerung zunehmend in Städte und Ballungsräume zieht und somit viele Menschen auf kleinem Raum mit Nahrungsmitteln, Infrastruktur und Strom versorgt werden müssen, fügt Bio-Landwirt Ruckelshaußen hinzu. Der Anbau von Pflanzen erfolgt somit direkt im urbanen Raum. Damit wird nicht nur der Ertrag pro Fläche erhöht, sondern durch die verkürzten Lieferwege Transportkosten gespart und gleichzeitig ein maßgeblicher Beitrag zur Senkung des CO2-Ausstoßes geleistet.

“Aus diesem Grunde wenden wir in unseren Solar-Domes das Vertical Farming Prinzip an”, so Ruckelshaußen. Der Anbau von pflanzlichen Produkten erfolgt zeitgemäß, lokal und auf einer kleinen Fläche um Herausforderungen wie dem Klimawandel, der wachsenden Weltbevölkerung und einer Verknappung der Ressourcen mit innovativen und nachhaltigen Konzepten entgegenzuwirken.

V.i.S.d.P.:

Philipp Jonathan Bossert
Student und Blogger

Über den Autor:

Digitalisierung – eins der wichtigsten und prominentesten Themen im 21. Jahrhundert, aber trotzdem für viele immer noch nicht fassbar. Philipp Jonathan Bossert, Student in Berlin und Blogger. Er studiert Wirtschaftsingenieurwesen und beschäftigt sich mit der Transformation durch Digitalisierung und der damit verbundenen Entwicklung aus ingenieurtechnischer Perspektive. Weiteres Interesse liegt neben dem Studium in der Musikproduktion. Seit Jahren als Musikproduzent tätig, beobachtet Philipp Jonathan Bossert das Fortschreiten der Transformation als kontinuierliche digitale und automatisierte Entwicklung.

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Die MABEWO AG steht für Nachhaltigkeit. „Make a better world“ investiert in die Zukunft und schafft Lebensgrundlagen, in denen grundlegende Bedürfnisse abgedeckt werden: MABEWO nutzt Photovoltaikanlagen zur Wasser- und Stromproduktion. MABEWO ist ein verlässlicher lokaler Dienstleister, der die Lebenssituation der Menschen verbessert und Arbeitsplätze schafft. Herr Jörg Trübl ist ausgebildeter Umweltingenieur und verfügt über 20 Jahre praktische wirtschaftliche Erfahrung in der Unternehmensführung als Berater, Coach und CEO von KMUs in Europa. Weitere Informationen unter: https://www.mabewo.com/

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