Wir versuchen häufig, Prozesse innerhalb bestehender Strukturen zu verbessern. Wir machen Maschinen effizienter, Abläufe schneller, Pflanzen widerstandsfähiger und Bewässerung präziser. Das ist sinnvoll. Aber manchmal liegt die größere Möglichkeit eine Ebene darunter: Was wäre, wenn nicht der Prozess, sondern die Struktur selbst neu gedacht werden müsste?
Diese Frage lässt sich auf kaum ein System grundlegender anwenden als auf die Landwirtschaft. Der Acker ist keine Naturkonstante. Er ist eine über Jahrtausende entstandene und außerordentlich erfolgreiche Lösung für die Produktion von Nahrung. Sonnenlicht, Regen, Boden und biologische Kreisläufe übernehmen dabei gewaltige Leistungen praktisch ohne technische Infrastruktur. Gleichzeitig bindet diese Struktur Nahrungsmittelproduktion an Fläche, Boden, Wetter und Jahreszeiten. Gerade Hitze und längere Trockenperioden machen sichtbar, wie unmittelbar diese Abhängigkeit ist.
Die naheliegende Antwort lautet, den Acker widerstandsfähiger zu machen: bessere Böden, andere Sorten, vielfältigere Fruchtfolgen, präzisere Bewässerung, neue Anbaumethoden.
Aber was geschieht, wenn wir für einen Moment aufhören, vom Acker aus zu denken?
Funktionen vor Lösungen
Strukturelles Denken beginnt nicht damit, eine bessere Lösung zu suchen. Es beginnt damit, die vorhandene Lösung für einen Moment zu vergessen und die Funktionen neu zu betrachten.
Eine Pflanze benötigt Licht, Wasser, Nährstoffe, CO₂ und geeignete Umweltbedingungen. Menschen benötigen zuverlässig verfügbare, hochwertige Nahrung. Und natürliche Systeme benötigen Fläche, Wasser und Zeit zur Regeneration.
Wie würden wir diese Funktionen heute miteinander verbinden?
Die Antwort muss weder Acker noch Gewächshaus noch Vertical Farm heißen. Diese Begriffe beschreiben bereits Lösungen.
Die interessantere Aufgabe wäre:
Entwickelt mit den heute verfügbaren und absehbaren Möglichkeiten diejenige Produktions- und Versorgungsstruktur, die eine bestimmte Nahrung zuverlässig und mit möglichst geringer Gesamtbelastung bereitstellt.
Damit verändert sich auch die Frage nach Effizienz. Eine Vertical Farm benötigt viel Strom. Das gehört zu ihren größten gegenwärtigen Problemen. Aber auch ein Acker produziert Nahrung nicht ohne Inputs. Maschinen müssen hergestellt und betrieben werden. Treibstoff oder Strom werden benötigt. Dünger und Pflanzenschutzmittel werden produziert und ausgebracht. Je nach Kultur kommt Bewässerung hinzu. Nahrung wird geerntet, transportiert, teilweise gekühlt und gelagert. Menschen investieren Arbeitszeit.
Und zusätzlich beansprucht oder nutzt die Produktion natürliche Ressourcen und Ökosystemleistungen, die in einer klassischen Energiebilanz kaum auftauchen: Fläche, Wasser, Bodenfruchtbarkeit, biologische Kreisläufe und Regenerationsfähigkeit.
Ein sinnvoller Vergleich müsste deshalb wesentlich weiter gehen.
Nicht nur:
Wie viel Strom benötigt eine Vertical Farm gegenüber einem Acker?
Sondern:
Wie hoch ist die gesamte technische und natürliche Beanspruchung für eine vergleichbare Menge und Qualität bereitgestellter Nahrung?
Je nach Lebensmittel könnte die Bezugsgröße Kilogramm, Nahrungsenergie, Protein oder eine andere ernährungsphysiologisch sinnvolle Einheit sein. Zusätzlich müssten Fläche, Wasser, technische Energie, Infrastruktur, Betriebsmittel, Arbeit, Transport und ökologische Auswirkungen berücksichtigt werden.
Erst dann vergleichen wir tatsächlich Systeme.
Die Technologien sind nicht das eigentlich Interessante
Viele Bausteine eines anderen Produktionssystems existieren bereits. Controlled Environment Agriculture kann Pflanzen weitgehend unabhängig von Wetter und Boden produzieren. Hydroponik und geschlossene Wasserkreisläufe können den Wasserbedarf stark reduzieren. Sensoren erfassen Pflanzenzustände, Robotik automatisiert Arbeit, LEDs stellen Licht gezielt bereit. Photovoltaik, Windenergie sowie elektrische und thermische Speicher können Energie bereitstellen und zeitlich verschieben.
Aktuelle Forschung untersucht darüber hinaus, wie Sonnenlicht über optische Systeme in mehrstöckige Produktionsstrukturen geleitet werden kann, wie Wärme und Wasser zurückgewonnen werden können und wie Pflanzen gezielt für kontrollierte Produktionsbedingungen gezüchtet werden könnten.
Interessant ist aber vor allem, dass sich inzwischen auch die Perspektive auf Controlled Environment Agriculture erweitert. Eine im September 2026 veröffentlichte konzeptionelle Analyse schlägt dafür ausdrücklich einen „Public-Health-by-Design“-Ansatz vor. Controlled Environment Agriculture wird darin nicht als isolierte Produktionstechnologie betrachtet, sondern als möglicher Bestandteil urbaner und regionaler Ernährungssysteme. Produktion wird mit Ernährungsqualität, Lebensmittelsicherheit, Umweltwirkungen, Bezahlbarkeit, Arbeit, Governance und gesellschaftlicher Verteilung verbunden.
Bemerkenswert ist dabei die Verschiebung der Systemgrenze. Die Autoren weisen ausdrücklich darauf hin, dass eine hohe Effizienz innerhalb einer Produktionsanlage noch keine Nachhaltigkeit des Gesamtsystems bedeutet. Auch Energieerzeugung, Düngemittelherstellung, Infrastruktur, Kultursubstrate, Abfallbehandlung und weitere vor- und nachgelagerte Belastungen müssen berücksichtigt werden. Entscheidend ist außerdem der Vergleich mit einer tatsächlich verfügbaren Alternative: Ein technisch hochentwickeltes Produktionssystem sollte nicht gegen eine abstrakte „konventionelle Landwirtschaft“, sondern beispielsweise gegen regionale Freilandproduktion, Gewächshäuser, verbesserte Lieferketten oder andere realistische Versorgungssysteme verglichen werden.
Das ist ein entscheidender Perspektivwechsel.
Denn die eigentlich interessante Frage lautet dann nicht mehr:
Wie bauen wir eine bessere Vertical Farm?
Sondern:
Wie müsste ein Versorgungssystem aufgebaut sein, wenn Nahrungsmittelproduktion, Energie, Wasser, Fläche, menschliche Versorgung und natürliche Regeneration von Anfang an gemeinsam gedacht würden?
Vertical Farming oder Controlled Environment Agriculture wären darin keine fertigen Lösungen. Sie wären mögliche Bausteine einer größeren Struktur.
Eine weitere, 2026 veröffentlichte Analyse von 587 wissenschaftlichen Arbeiten zu Controlled Environment Agriculture zeigt zugleich, wie stark viele Forschungsbereiche bislang noch voneinander getrennt sind. Pflanzenwissenschaft beschäftigt sich vor allem mit Pflanzen und Licht, Ingenieurwissenschaften mit Energie und Ressourcen, Informatik mit Automatisierung. Die Autoren fordern entsprechend eine stärkere systemische und interdisziplinäre Integration.
Was würde passieren, wenn die Teilsysteme stattdessen anfangen, füreinander zu arbeiten?
Pflanzen brauchen Licht. Ein Teil könnte direkt von der Sonne kommen. Photovoltaik und Wind erzeugen Strom, LEDs ergänzen nur das Licht, das tatsächlich fehlt. Pflanzen und Technik erzeugen Wärme. Statt sie lediglich abzuführen, könnte sie zurückgewonnen, gespeichert oder an anderer Stelle genutzt werden. Pflanzen geben Wasser über Transpiration an die Luft ab. Statt diese Feuchtigkeit als technisches Problem zu behandeln, kann sie kondensiert und wieder in den Wasserkreislauf zurückgeführt werden. Die Architektur könnte natürliche Luftbewegungen unterstützen, statt jede Luftbewegung mechanisch erzeugen zu müssen. Pflanzen könnten für genau diese Produktionsbedingungen gezüchtet werden, statt Sorten einzusetzen, die ursprünglich für eine völlig andere Umgebung entstanden sind.
Künstliche Intelligenz könnte schließlich Licht, Wasser, Nährstoffe, Wärme, Energieerzeugung, Speicher und Pflanzenentwicklung nicht mehr getrennt regeln, sondern als zusammenhängendes System.
KI wäre dann nicht das spektakuläre Element.
Sie wäre das Regulationssystem.
Der entscheidende Schritt bestünde also nicht darin, immer neue Technologien hinzuzufügen, sondern Stoff-, Energie- und Informationsströme so miteinander zu verbinden, dass die einzelnen Bereiche einander möglichst wenig zusätzliche Arbeit verursachen.
Vielleicht entsteht dabei gar kein Hochhaus
Deshalb sollten wir auch nicht vorgeben, dass die Lösung eine Vertical Farm sein muss. Vielleicht entsteht ein hoher Baukörper, vielleicht ein flacher oder gestufter Komplex, vielleicht eine Kombination aus Gewächshaus und geschlossenen Produktionsbereichen. Vielleicht gehören Photovoltaikflächen, Windkraft, Wasser- und Wärmespeicher unmittelbar zur Anlage. Vielleicht ist die optimale Struktur je nach Pflanze, Klima und Region völlig unterschiedlich. Und vielleicht bleibt für viele Kulturen der Acker die mit Abstand sinnvollste Produktionsstruktur.
Genau das sollte offenbleiben.
Nicht eine Lösung bauen und anschließend ihre Prozesse optimieren. Erst die Anforderungen definieren – und daraus die Struktur entstehen lassen.
Eine besonders anspruchsvolle Entwicklungsfrage könnte dabei sein, wie weit sich der externe Energiebedarf bis hin zur Nettoautarkie reduzieren lässt. Aber auch Energieautarkie darf nicht zum Selbstzweck werden. Ein System, das etwas externen erneuerbaren Strom benötigt, dafür aber erheblich weniger Wasser, Fläche und natürliche Ressourcen beansprucht, könnte für das Gesamtsystem wesentlich besser sein als eine technisch energieautarke Anlage mit riesigem zusätzlichem Flächen- und Materialbedarf.
Das Ziel wäre deshalb nicht die Optimierung einer einzelnen Kennzahl.
Das Ziel wäre, die Gesamtbelastung pro erzeugter und bereitgestellter Nahrungseinheit über mehrere relevante Dimensionen hinweg möglichst weit zu reduzieren.
Die entscheidende Systemgrenze liegt außerhalb der Anlage
Wenn wir diesen Gedanken konsequent weiterführen, endet das Versorgungssystem nicht an der Wand eines Gewächshauses, einer Vertical Farm oder einer anderen Produktionsanlage. Auch nicht beim Supermarkt oder beim Energieanschluss.
Zu ihm gehören die Flächen, die wir für Nahrung benötigen, die Energie- und Wasserströme, Transport und Infrastruktur – und ebenso die Folgen dafür, welche Funktionen Landschaft anschließend noch übernehmen kann.
Damit bekommt konzentrierte Nahrungsmittelproduktion eine andere Bedeutung. Ihr entscheidender Vorteil wäre nicht, möglichst spektakulär viele Pflanzen übereinanderzustellen. Interessant wäre sie dort, wo sie bestimmte Kulturen mit geringerer Gesamtbeanspruchung erzeugen und dadurch an anderer Stelle Fläche aus intensiver Nutzung entlassen könnte.
Diese Fläche wäre kein Nebenprodukt der Rechnung. Sie wäre Teil des Versorgungssystems.
Eine 2026 veröffentlichte britische Untersuchung hat Vertical Farming am Beispiel von Salat ausdrücklich als Land-Sparing-Strategie betrachtet. Das untersuchte System reduzierte den Flächenbedarf erheblich, hatte wegen seines Stromverbrauchs isoliert betrachtet aber zunächst eine schlechtere Klimabilanz als die Freilandproduktion. Sobald mögliche Folgenutzungen der eingesparten Fläche in die Systemgrenze aufgenommen wurden, veränderte sich die Bilanz erheblich.
Das konkrete Ergebnis betrifft eine bestimmte Kultur unter bestimmten Bedingungen und lässt sich nicht auf die gesamte Landwirtschaft übertragen. Die dahinterliegende Frage aber schon:
Wenn eine neue Produktionsstruktur für dieselbe Menge Nahrung wesentlich weniger Fläche benötigt, gehört die freiwerdende Fläche in ihre Bilanz.
Die zu prüfende Hypothese wäre damit: Eine Produktionsform kann trotz höherer technischer Inputs für einzelne Kulturen das bessere Gesamtsystem ergeben, wenn ihre Flächen-, Wasser- und Naturentlastung außerhalb der Anlage groß genug ist.
Genau hier könnte die Perspektive noch weiter reichen. Freiwerdende Fläche könnte Wasser zurückhalten und versickern lassen, Böden regenerieren, Lebensräume schaffen, Kohlenstoff speichern, durch Vegetation und Verdunstung zur Kühlung beitragen, die Grundwasserneubildung unterstützen oder wieder Wald, Moor, Aue und andere Ökosysteme tragen.
Damit verändert sich die Zielgröße noch einmal. Wir würden nicht mehr nur fragen, wie viel Nahrung wir pro Quadratmeter erzeugen, sondern:
Wie viel Natur- und Energiebeanspruchung verursacht eine bestimmte Menge Nahrung im Vergleich zu realistisch verfügbaren Alternativen?
Gerade angesichts zunehmender Trockenperioden bekommt dieser Gedanke zusätzliches Gewicht. Deutschland hat über lange Zeit Landschaften so verändert, dass Wasser vielerorts möglichst schnell abgeführt wird: durch Drainagen, begradigte Gewässer, entwässerte Feuchtgebiete und versiegelte Flächen. Inzwischen wird zunehmend das Gegenteil gefordert: Landschaften, die Niederschlag wieder stärker aufnehmen, speichern und verzögert abgeben.
Freiwerdende landwirtschaftliche Fläche wäre deshalb nicht einfach ungenutzte Fläche.
Sie könnte Bestandteil einer neuen Wasser- und Regenerationsstruktur werden.
Naturentlastung wäre dann kein ökologischer Bonus, den wir nachträglich in die Bilanz schreiben. Sie wäre von Anfang an eine Zielgröße des neuen Systems.
Das neue Modell wäre damit nicht:
Acker → Vertical Farm
sondern eher:
flächengebundene Produktion → differenziertes Versorgungssystem aus geeigneter Freilandproduktion + konzentrierter Produktion + Energie- und Wassersystemen + regenerierenden Landschaften.
Nicht Natur oder Technik
Das bedeutet ausdrücklich nicht, Landwirtschaft in Gebäude zu verlagern. Der Acker ist selbst ein beeindruckend effizientes Produktionssystem. Sonnenlicht, Regen, Bodenorganismen und natürliche Kreisläufe übernehmen Leistungen, die technisch nur mit erheblichem Aufwand ersetzt werden können. Bei Getreide und vielen anderen Kulturen dürfte es auf absehbare Zeit wenig sinnvoll sein, diese Leistungen vollständig technisch nachzubauen.
Auch die aktuelle Forschung zu Controlled Environment Agriculture kommt zu einer ähnlichen Differenzierung: Vertical Farming sollte die konventionelle Landwirtschaft ergänzen, nicht pauschal ersetzen. Besonders plausibel erscheint der Einsatz derzeit für bestimmte verderbliche, hochwertige oder nährstoffreiche Kulturen, während Grundnahrungsmittel wie Getreide, Hülsenfrüchte und viele Wurzelkulturen unter heutigen Bedingungen kaum sinnvoll vollständig in energieintensive Indoor-Systeme verlagert werden können.
Die interessante Zukunft könnte deshalb gerade nicht in einem neuen Landwirtschaftssystem liegen, sondern in einer besseren Zuordnung.
Welche Pflanzen profitieren so stark von natürlichen Bedingungen, dass der Acker die funktional beste Struktur bleibt? Welche Kulturen könnten kontrolliert mit geringerer Gesamtbelastung produziert werden? Welche Flächen sollten weiterhin Nahrung erzeugen? Und welche könnten größere Leistungen für Wasserhaushalt, Biodiversität, Klima und Regeneration erbringen, wenn wir sie nicht mehr für maximale Produktion benötigten?
Wenn wir nicht mehr nur landwirtschaftliche Produktion, sondern Versorgung betrachten, gehören außerdem Ernährungsqualität, Verfügbarkeit, Bezahlbarkeit und Gesundheit in die Strukturfrage. Der Public-Health-by-Design-Ansatz geht genau in diese Richtung: Technische Effizienz allein beantwortet nicht die Frage, ob ein Produktionssystem gesellschaftlich sinnvoll ist. Entscheidend ist auch, welche Lebensmittel produziert werden, für wen sie verfügbar sind, zu welchem Preis und welche Belastungen an anderer Stelle entstehen.
Das ist bemerkenswert, weil dadurch aus einer vermeintlich technischen Frage eine gesellschaftliche wird. Nicht mehr nur: Wo wächst eine Pflanze am effizientesten? Sondern: Wie organisieren wir ein Versorgungssystem, das Menschen zuverlässig mit guter Nahrung versorgt und gleichzeitig die natürlichen Systeme möglichst wenig belastet?
Dann stehen Natur und Technik nicht mehr gegeneinander.
Wir setzen beide dort ein, wo sie ihre jeweiligen Funktionen am besten erfüllen.
Die eigentliche Aufgabe
Vielleicht sollten wir deshalb Pflanzenwissenschaftler, Agrarwissenschaftler, Ingenieure, Energieforscher, Architekten, Informatiker, Ernährungswissenschaftler, Gesundheitswissenschaftler, Stadt- und Landschaftsplaner und Ökologen nicht fragen, wie die Vertical Farm der Zukunft aussehen soll.
Sondern ihnen ein weißes Blatt geben.
Entwickelt mit den heute verfügbaren und absehbaren Möglichkeiten ein Versorgungssystem, das eine definierte Menge und Qualität von Nahrung zuverlässig bereitstellt und dabei im Vergleich zu realistisch verfügbaren Alternativen die Gesamtbeanspruchung von Energie, Wasser, Fläche und natürlichen Systemen möglichst weit reduziert.
Berücksichtigt dabei nicht nur die eigentliche Produktion, sondern Energieerzeugung und Speicher, Wasser, Maschinen und Infrastruktur, Betriebsmittel, Transport und Arbeit. Berücksichtigt Ernährungsqualität, Verfügbarkeit und Bezahlbarkeit. Und berücksichtigt ebenso die Fläche, die eine neue Produktionsstruktur möglicherweise nicht mehr benötigt – und welche Funktionen diese Fläche anschließend für Wasserhaushalt, Biodiversität, Klima und Regeneration übernehmen könnte.
Vielleicht entsteht daraus eine Vertical Farm. Vielleicht ein Gewächshaus. Vielleicht ein weiterentwickelter Acker. Wahrscheinlich entsteht ein Verbund unterschiedlicher Produktionsformen, Energie- und Wassersysteme und regenerierender Landschaften.
Das Ergebnis sollte nicht vorgegeben sein.
Denn genau darin liegt der Unterschied zwischen Prozessoptimierung und strukturellem Denken:
Wir verbessern nicht nur die einzelnen Teile. Wir überprüfen ihre Anordnung und ihre Beziehungen zueinander.
Vielleicht besteht ein Teil zukünftiger Innovation deshalb gar nicht darin, noch eine neue Technologie zu erfinden. Vielleicht müssen wir zunächst die vorhandenen Möglichkeiten anders miteinander verbinden.
Und vielleicht sollten wir bei der Landwirtschaft der Zukunft deshalb nicht zuerst fragen:
Wie holen wir noch mehr aus einem Hektar heraus?
Sondern:
Wie organisieren wir die Versorgung mit Nahrung so, dass Menschen zuverlässig versorgt werden – und das Gesamtsystem dafür möglichst wenig beanspruchen muss?
Vielleicht ist genau das die größere Aufgabe: nicht Landwirtschaft durch Technik zu ersetzen, sondern die Funktionen von Landwirtschaft, Technik und Natur neu miteinander zu verbinden.