Ressourcenschonender Anbau von Nahrungsmitteln in der Stadt

Vertikaler, platzsparender Anbau, besonders geringer Wasser- und Nährstoffverbrauch durch Automatisierung, um ein Vielfaches höhere Erträge als beim klassischen Anbau durch optimierte Kreisläufe, geringer manueller Pflegeaufwand und leichte Überprüfung der Pflanzengesundheit – das sind nur einige Vorteile der automatisierten Hydroponik-Anlage nach dem Nutrient Film Technique-Konzept, kurz NFT. Entwickelt haben den Prototyp 20 Studierende aus 15 verschiedenen Fachrichtungen in der „Roof Water-Farm“-Projektwerkstatt „Hydroponik“ der TU Berlin. Installiert wurde die Anlage im Gewächshaus der „Roof Water-Farm“, einem Reallabor der TU Berlin, in Berlin-Kreuzberg.

Bei Hydroponik-Systemen wachsen die Pflanzen nicht in Erde, sondern in einer Wasser-Nährstofflösung. Und beim Nutrient-Film-Technique-Konzept, einer besonderen Form der Hydroponik, hängen die Wurzeln nicht komplett im Wasser, sondern berühren den mit Nährstoffen versetzten dünnen Wasserfilm nur mit den Wurzelspitzen. Dadurch kann der Wasser- und Nährstoffverbrauch noch einmal reduziert werden.

Die Rohrkonstruktion der Hydroponik-NFT-Anlage „hydroTUBe“ erinnert an den Verlauf von Serpentinen. Und so winden sich die Rohre, in denen die Pflanzen wachsen, bei einer Steigung von circa eins bis fünf Prozent serpentinenartig nach oben. Die Wasser- und Nährstofflösung durchfließt von oben nach unten die Rohre, wird in einem Wasserreservoir aufgefangen und von dort nach oben gepumpt. So entsteht ein geschlossener Kreislauf, wodurch bis zu 90 Prozent weniger Wasser verbraucht wird. Außerdem nutzt die Anlage aufbereitetes Grauwasser der umliegenden Wohnhäuser. Parameter wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder Beleuchtungsintensität werden erfasst und gespeichert. Die Anlage ist besonders für den Anbau von Salaten, Kohl wie Pak Choi und Kräutern wie Koriander, Petersilie und Zitronenbasilikum geeignet. Gegenüber dem konventionellen Feldanbau ergibt sich pro genutzter Grundfläche eine Steigerung des Ertrags um den Faktor acht.Die Rohrkonstruktion der Hydroponik-NFT-Anlage „hydroTUBe“ erinnert an den Verlauf von Serpentinen. Und so winden sich die Rohre, in denen die Pflanzen wachsen, bei einer Steigung von circa eins bis fünf Prozent serpentinenartig nach oben. Die Wasser- und Nährstofflösung durchfließt von oben nach unten die Rohre, wird in einem Wasserreservoir aufgefangen und von dort nach oben gepumpt. So entsteht ein geschlossener Kreislauf, wodurch bis zu 90 Prozent weniger Wasser verbraucht wird. Außerdem nutzt die Anlage aufbereitetes Grauwasser der umliegenden Wohnhäuser. Parameter wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder Beleuchtungsintensität werden erfasst und gespeichert. Die Anlage ist besonders für den Anbau von Salaten, Kohl wie Pak Choi und Kräutern wie Koriander, Petersilie und Zitronenbasilikum geeignet. Gegenüber dem konventionellen Feldanbau ergibt sich pro genutzter Grundfläche eine Steigerung des Ertrags um den Faktor acht.

Mit ihrem Prototyp wollen die TU-Studierenden eine Alternative zum herkömmlichen flächenzehrenden und sehr oft herbizid- und pestizidintensiven Nahrungsmittelanbau praxisnah entwickeln. Das Besondere des studentischen Hydroponik-Prototyps ist, dass Anbau und Wachstum durch Sensoren überwacht und optimiert werden. „Das ermöglicht einen maximalen Ertrag und die Effizienzsteigerung der Anlage“, sagt Lasse Siemer, Initiator und Koordinator der Projektwerkstatt. Sie wurde im Rahmen der viersemestrigen Projektwerkstatt am Fachgebiet Konstruktion von Maschinensystemen geplant, entworfen, schließlich auch selbst in den Werkstätten der TU Berlin gebaut und wird stetig weiterentwickelt.

„In unserem Gewächshaus der ‚Roof Water-Farm‘ testen wir verschiedene Hydroponik-Farmmodule auf ihre Einsatzmöglichkeiten im Stadtraum. In einer Vorläuferprojektwerkstatt hatten Studierende bereits eine vertikale Hydroponikfarm gebaut. Der sogenannte ‚Shower-Tower‘ im Berliner Gleisdreieckpark wird mit aufbereitetem Duschwasser bewässert und produziert frische Kräuter und Salate für die dortige Beach-Bar. Daraus ist sogar schon das studentische Start-up ‚HydroTower‘ erwachsen, das Pflanzsäulen für den eigenen Balkon anbietet“, sagt Dr.-Ing. Grit Bürgow, eine der Gründerinnen der „Roof Water-Farm“ und Initiatorin der Shower-Tower Prototypentwicklung als mobiles Roof Water-Farm-Folgeprojekt.

Das Konzept der „hydroTUBe“ überzeugte auch die Jury des Green Buddy Award und prämierte die Anlage im Juni 2023 mit dem Young Green Buddy Award. Der Green Buddy Award ist eine Auszeichnung, die herausragende Leistungen im Bereich der Nachhaltigkeit würdigt. Er wird vom Berliner Bezirksamt Tempelhof-Schöneberg gemeinsam mit der Wirtschaftsförderung und ihren Kooperationspartnern ausgelobt. Gewürdigt werden Initiativen, Unternehmen und Projekte mit besonders positivem Einfluss auf die Umwelt, die Gesellschaft und die Wirtschaft. Der Preis soll das Bewusstsein für nachhaltige Lösungen stärken und einen Beitrag zur Gestaltung einer lebensfreundlichen Welt leisten.

Text: Sybille Nitsche