Marktbericht für vertikale Landwirtschaft: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Mechanismus (Hydroponik, Aquaponik, Aeroponik), nach Produkt (Beleuchtungsgeräte, Hydroponik-Komponenten, Klimatisierungsgeräte, Sensoren, Sonstige) und nach Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika) – Prognosen für 2025–2033

Wachstumsfaktoren des Marktes für vertikale Landwirtschaft

Vorteile der vertikalen Landwirtschaft gegenüber der konventionellen Landwirtschaft

Der Agrarsektor weltweit steht vor verschiedenen Herausforderungen, darunter die unzureichende Landverfügbarkeit zur Deckung des zukünftigen Nahrungsmittelbedarfs und die negativen Umweltauswirkungen der globalen Entwaldung, wie etwa Wüstenbildung und Überschwemmungen. Die vertikale Landwirtschaft bietet jedoch ein enormes Potenzial und kann voraussichtlich eine entscheidende Rolle dabei spielen, den steigenden Nahrungsmittelbedarf zu decken und gleichzeitig die Umweltbelastung im Vergleich zur konventionellen Landwirtschaft zu reduzieren. Vertikale Landwirtschaft ist ein Anbausystem, das so konzipiert ist, dass es Witterungseinflüssen und Klimaschwankungen trotzt. Zu den Vorteilen der vertikalen Landwirtschaft zählen die ganzjährige Produktion von Nutzpflanzen für Mensch und Tier, eine gleichbleibende Qualität und ein planbarer Ertrag.

Vertikale Landwirtschaft ermöglicht schnellere Wachstumszyklen und Ernten; dadurch können jährlich deutlich mehr Pflanzen auf wesentlich kleinerer Fläche angebaut werden als in der konventionellen Landwirtschaft. Eine der ertragreichsten vertikalen Farmen produziert über 350-mal mehr Pflanzen pro Quadratmeter als ein konventioneller Betrieb. In urbanen Gebieten entwickeln vertikale Farmen ein System, das die gesamte Wertschöpfungskette vom Anbau bis zum Verzehr abdeckt und so Lebensmittelverpackungen, Abfall und den Kraftstoffverbrauch für den Transport erheblich reduziert. Vertikale Landwirtschaft ist produktiver und effizienter als konventionelle Landwirtschaft und treibt so das Marktwachstum an.

Fortschritte in der Leuchtdioden-(LED-)Technologie

Vertikale Landwirtschaft ist im Aufwind, und Systeme wie vertikale Farmen, Aquaponik, Hydroponik und Kreislaufsysteme sind weit verbreitet.AquakulturVertikale Anbausysteme, Gewächshäuser und die Landwirtschaft in Wohnräumen kommen größtenteils ohne Sonnenlicht aus. Dies ist technologischen Entwicklungen und intelligenter Landwirtschaft zu verdanken, die es modernen Anbauern ermöglichen, LED-Lampen für den Pflanzenanbau zu nutzen. LED-Lampen verteilen die Energie gleichmäßig auf die große Anzahl von Pflanzen, die in beengten, sonnenlosen Bereichen vertikaler Farmen angebaut werden. Zudem verlängern sie die Haltbarkeit der Ernte.

Die Entwicklung der vertikalen Landwirtschaft wird maßgeblich durch die Fortschritte in der LED-Technologie der letzten Jahre vorangetrieben. Jahrzehntelang waren Indoor-Anbauanlagen, die auf künstliches Licht angewiesen waren, teuer. Daher bauten Landwirte in der Regel nur die profitabelsten Pflanzen an, wie beispielsweise Cannabis. Heutzutage sind LEDs jedoch so erschwinglich und effizient, dass sie die Wirtschaftlichkeit der vertikalen Landwirtschaft grundlegend verändern. Die Fortschritte in der LED-Technologie tragen somit zur Marktexpansion bei.

Marktbeschränkung

Hohe Betriebs- und Wartungskosten

Die Kosten für den Bau einer vertikalen Farm sind ein wesentlicher Bestandteil der Anlaufkosten und hängen stark von den verwendeten Materialien ab. Die Anlaufkosten variieren je nach Anbaumethode, beispielsweise Hydroponik, Aeroponik oder Aquaponik. Hydroponische Landwirtschaft ist beispielsweise ein großflächiger, kommerzieller Betrieb, der in der Regel wirtschaftlicher ist als andere, kleinere und mittlere Betriebe. Zur Ausrüstung gehören unter anderem Beleuchtung, Klimatechnik, Regalsysteme, Pumpen und Wasserleitungen.

Darüber hinaus beeinflussen verschiedene Faktoren die Betriebs- und Wartungskosten der vertikalen Landwirtschaft, darunter noch nicht etablierte Wirtschaftlichkeitsmodelle, Arbeitskosten, Technologieabhängigkeit und Bestäubung. Diese Faktoren dämpfen daher die Nachfrage auf dem Weltmarkt im Prognosezeitraum.

Marktchance

Integration von Technologie in die vertikale Landwirtschaft

Vertikale Landwirtschaft kann verschiedene Technologien wie Robotik, Internet der Dinge (IoT), Big-Data-Analysen und Künstliche Intelligenz (KI) kombinieren, um den Anbau von Nutzpflanzen ohne agronomische Einschränkungen zu ermöglichen. Mithilfe von Big-Data-Analysen, IoT und Simulationsmodellen lässt sich die Anbauumgebung in vertikalen Farmen kontinuierlich überwachen, überprüfen, testen und durch prädiktive Analysen optimieren.

Darüber hinaus bildet das Internet der Dinge (IoT) das Rückgrat der vertikalen Landwirtschaft, da es in der Sensor- und Aktortechnik vertikaler Farmen weit verbreitet ist. Verschiedene Technologieunternehmen tragen maßgeblich dazu bei, diese Technologie für den Pflanzenanbau nutzbar zu machen, indem sie pflanzenspezifische Lösungen, entsprechende Hardware und Geräte zur Echtzeit-Datenerfassung, Datenanalyse und automatischen Aktorsteuerung integrieren.

Darüber hinaus können Technologieunternehmen drahtlose Sensoren einsetzen, um interessante Daten zu erfassen, beispielsweise zu Veränderungen des natürlichen Lichts und zu den Wachstumsbedingungen, wie Temperatur und pH-Wert. Weltweit kooperieren zudem verschiedene Hersteller von Anlagen für die vertikale Landwirtschaft mit Technologieunternehmen, um automatisierte, kompakte und leistungsstarke vertikale Farmen zu entwickeln. Diese Faktoren dürften in den kommenden Jahren enorme Marktchancen eröffnen.

Marktsegmentierung

Mechanismeneinblicke

Das Segment Hydroponik hält den größten Marktanteil und wird voraussichtlich im Prognosezeitraum mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 25,8 % wachsen. Hydroponik ist eines der zentralen Anbausysteme in vertikalen Farmen. In einem hydroponischen System werden Pflanzen in einer Nährlösung ohne Erde kultiviert. Die Pflanzenwurzeln werden in flüssige Lösungen mit verschiedenen Nährstoffen eingetaucht. Anstelle von Erde werden Kies oder Sand verwendet, um die Wurzeln der Pflanzen zu schützen. Dadurch können Makronährstoffe, also Nährstoffe, die in großen Mengen benötigt werden, von den Pflanzen aufgenommen und gezielt verwertet werden.

Zu den essentiellen Nährstoffen in einem Hydrokultursystem gehören Kaliumsulfat, Kaliumnitrat, Monokaliumphosphat, Calciumnitrat und Magnesiumsulfat. Darüber hinaus werden in der Hydrokultur Mikronährstoffe wie Chlor, Nickel, Kupfer, Eisen, Mangan, Natrium, Zink, Bor, Molybdän, Kobalt und Silizium verwendet. Da die Nährstoffe direkt über das Wasser an die Pflanzenwurzeln gelangen, anstatt aus dem Boden aufgenommen zu werden, stehen sie den Pflanzen für Wachstum und Gesundheit besser zur Verfügung.

Aquaponik ist eine Kombination aus Aquakultur und Hydroponik. Aquakultur istFischzuchtHydroponik bezeichnet den Anbau von Pflanzen ohne Erde. Aquaponik ist eine Weiterentwicklung der Hydroponik, da sie die Pflanzenproduktion mit der Nutzung von Wasserorganismen zur Wachstumsförderung kombiniert. Die Umgebung der Pflanzen ahmt in einem geschlossenen Kreislaufsystem ihren natürlichen Lebensraum nach. Durch die Kombination mit natürlichen Wasserorganismen ohne Erde können sich die Pflanzen optimal auf die Aufnahme natürlicher Stoffe und Nährstoffe konzentrieren.

Da Pflanzen in Aquaponiksystemen prächtig gedeihen, tragen sie gleichzeitig zur Wasserfilterung für die Fische bei. Fischausscheidungen, die von Bakterien zersetzt werden, dienen den Pflanzen als Dünger und reduzieren so den Bedarf an externen Nährstoffen. Daher eignen sich Aquaponiksysteme nicht für Produzenten, die Pflanzen anbauen.

Produkt-Einblicke

Das Segment der Beleuchtungsgeräte hält den größten Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich ein jährliches Wachstum von 26,4 % verzeichnen. Die meisten Indoor-Anlagen der vertikalen Landwirtschaft nutzen Hochdruck-Natriumdampflampen (HPS) als Alternative zu Sonnenlicht. Leuchtdioden (LEDs) revolutionieren jedoch aus mehreren Gründen die Techniken des kontrollierten Pflanzenanbaus in der Landwirtschaft. In den letzten Jahren hat sich die Effizienz von LED-Beleuchtung bei der Umwandlung von Strom in Licht verbessert, was zu produktiveren Anlagen für die kontrollierte Umweltlandwirtschaft (CEA) führt. LED-Leuchten sind kostengünstig und können in Gewächshäusern als zusätzliche Lichtquelle und in vertikalen CEA-Farmen als alleinige Lichtquelle dienen.

Dank der Fortschritte bei voll einstellbaren LED-Spektrumlampen lässt sich die Pflanzenbeleuchtung individuell anpassen, indem Parameter wie Dauer, Lichtintensität, Wellenlänge und Beleuchtungsplan reguliert werden. Landwirte können so optimale Bedingungen für ihre jeweiligen Pflanzenarten schaffen. Angesichts des starken Trends zur vertikalen Landwirtschaft versuchen zudem verschiedene Unternehmen, mit innovativen Produkten und dem globalen Ausbau ihres LED-Beleuchtungsgeschäfts in den Markt einzudringen. All diese Faktoren dürften die Nachfrage nach vertikaler Landwirtschaft im Prognosezeitraum weiter steigern.

In der vertikalen Landwirtschaft werden Sensoren eingesetzt, um die Umgebung zu überwachen und rund um die Uhr Daten zu liefern. Bodenfeuchtesensoren, Dashboards und Prognosesoftware ermöglichen die hochauflösende Fernerkundung der Farm über Smartphones und Apps. Vertikale Farmen sind stark auf Sensordaten angewiesen, um optimale Wachstumsbedingungen zu ermitteln und aufrechtzuerhalten.

Sensoren wie pH-, Feuchtigkeits- und Temperatursensoren liefern Tausende von Datenpunkten, die Landwirten helfen, die Qualität ihrer Ernte zu verbessern, höhere Erträge zu erzielen und Ressourcen effizienter zu nutzen. Sensoren und Daten sind unerlässlich, um die für das Pflanzenwachstum entscheidenden Bedingungen zu messen, darunter Klima, Pflanzentemperatur, Nährstoffzusammensetzung des Bewässerungswassers, Lichtintensität und -spektrum, Pflanzenmorphologie und Nährstoffmängel. Diese Faktoren erhöhen die Nachfrage nach Sensoren in der vertikalen Landwirtschaft im Prognosezeitraum.

Regionalanalyse

Nordamerika ist der bedeutendste Marktteilnehmer weltweit und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich ein jährliches Wachstum von 28,9 % verzeichnen. Nordamerika zählt zu den wichtigsten Wachstums- und Entwicklungsregionen des globalen Marktes. Der hohe Stellenwert alternativer Anbaumethoden in Nordamerika führt zu einer verstärkten Nutzung vertikaler Landwirtschaft. Vertikale Landwirtschaft und Lebensmittelproduktion bieten eine ideale Lösung für den regionalen Lebensmittelbedarf, da sie qualitativ hochwertige, nährstoffreiche und frische Produkte in der Nähe von Ballungszentren liefern können, wo leicht verderbliche Waren schnell auf den Markt gebracht werden. Darüber hinaus wird erwartet, dass Nordamerika den Weltmarkt dominieren wird, da dort zahlreiche führende Unternehmen wie AeroFarms, Squareroot und American Hydroponics tätig sind.

Trends auf dem europäischen Markt für vertikale Landwirtschaft

Für Europa wird im Prognosezeitraum ein jährliches Wachstum von 26,7 % erwartet. Der globale Markt in Europa ist in den letzten Jahren stetig gewachsen. Die Anzahl vertikaler Farmen in Europa ist zwar noch relativ gering, aber der Sektor expandiert rasant. In den letzten Jahren haben diese Farmen eine schnelle Expansion erlebt. Es gibt steigende Investitionen und gleichzeitig eine Vielzahl neuer Startups.

Dem globalen Trend folgend, ist die Entwicklung dieser Branche vor allem auf den gleichzeitigen Preisverfall von LED-Beleuchtungstechnologien und die steigende Verbrauchernachfrage nach frischen, gesunden und regionalen Produkten aus ressourcenschonendem Anbau zurückzuführen. Derzeit existieren in Europa zwei internationale, gemeinnützige Branchenverbände für vertikale Landwirtschaft: die Association for Vertical Farming (AVF) und die Farm Tech Society (FTS). Die FTS konzentriert sich auf die Branche der kontrollierten Landwirtschaft (Controlled Environment Agriculture, CEA), zu der die vertikale Landwirtschaft gehört, während sich die AVF ausschließlich mit vertikaler Landwirtschaft befasst.

Trends im asiatisch-pazifischen Markt für vertikale Landwirtschaft

Im asiatisch-pazifischen Raum, insbesondere in Ländern wie Indien mit der weltweit höchsten Bevölkerungszahl, entsteht ein besonders hoher Nahrungsmittelbedarf. Dies dürfte den globalen Markt für vertikale Landwirtschaft in dieser Region ankurbeln. Angesichts der starken Abhängigkeit der Länder von der Landwirtschaft ist der Markt für vertikale Landwirtschaft im asiatisch-pazifischen Raum enorm. Die Landwirtschaft ist für einen Großteil der Bevölkerung in diesen Ländern der wichtigste Erwerbszweig. Angesichts der rasanten Urbanisierung und der zunehmenden Zahl brachliegender landwirtschaftlicher Betriebe haben diese Länder moderne Anbaumethoden eingeführt. Diese Methoden sind unerlässlich, um den Agrarsektor zu erhalten, auszubauen und die Produktion zu steigern.

Darüber hinaus trägt die Landwirtschaft in der Region wesentlich zum BIP bei und verzeichnete zwischen 2008 und 2019 ein außergewöhnliches Wachstum. Indien gehört zudem zu den größten Nahrungsmittelproduzenten weltweit und versorgt rund 20 % der Weltbevölkerung. Diese Faktoren dürften das Wachstum des asiatisch-pazifischen Marktes weiter ankurbeln.

Großbritannien zählt zu den bedeutendsten Märkten für vertikale Landwirtschaft in Europa. Seit 2010 werden konventionelle Anbaumethoden in Großbritannien durch Klimaschwankungen beeinträchtigt. Dies stellt Landwirte vor große Herausforderungen bei der Steigerung ihrer landwirtschaftlichen Produktion. Alternative Anbaumethoden wie die vertikale Landwirtschaft bieten hierfür eine vielversprechende Lösung. Sie ermöglichen eine deutlich höhere landwirtschaftliche Produktion unabhängig von den klimatischen Bedingungen.

Der Nahe Osten und Afrika zählen im Vergleich zu anderen entwickelten Regionen zu den wirtschaftlich schwächsten Gebieten. In weiten Teilen dieser Region legte die frühe Entwicklung von auf Bewässerung basierenden Zivilisationen den Grundstein für intensive Landwirtschaftssysteme, die bis heute Anwendung finden. Da der Großteil der Bevölkerung von der Landwirtschaft abhängig ist, wird ein Wachstum des globalen Marktes für vertikale Landwirtschaft in dieser Region erwartet.