Das Meerwassergewächshaus bringt die Landwirtschaft in die rauesten Umgebungen der Welt

Um einen alten sprichwörtlichen Satz zu riffeln: Wenn das Leben Ihnen ein heißes, strafendes Klima gibt und Sie keinen Tropfen frisches Wasser zur Bewässerung haben, warum nicht ...

OK, mit diesen Dingen kann man buchstäblich nichts machen - oder in diesem speziellen Fall wachsen. Keine Limonade, kein Tomatensalat, kein Bananen-Erdbeer-Smoothie. Nada.

Der britische Theaterbeleuchtungsdesigner und Erfinder Charlie Paton hat jedoch einen landwirtschaftlichen Workaround entwickelt, der es einigen der trockensten, von Dürre betroffenen Gemeinden der Welt ermöglicht, erfolgreich Getreide anzubauen und zu ernten, indem er die beiden Dinge nutzt, die ausgedörrte Küstenregionen zufällig haben in Pik: Sonnenschein und Salzwasser. Infolgedessen stellen Bewohner von Gebieten mit Süßwassermangel wie Somaliland, Oman, Abu Dhabi und dem knochentrockenen Südaustralien fest, dass sie tatsächlich Zitronen anbauen und köstliche Limonade herstellen können, zusammen mit einer Vielzahl anderer Pflanzen, die sonst unmöglich wären in rauen Umgebungen zu wachsen, in denen Wasserunsicherheit ein dringendes Problem ist.

Das Unternehmen Seawater Greenhouse von Paton dreht sich um eine Technologie, die Anfang der neunziger Jahre auf den Kanarischen Inseln Spaniens entwickelt und erprobt wurde. Es ist genau darauf spezialisiert: solarbetriebene Gewächshäuser, in denen Pflanzen mit Salzwasser angebaut werden, was unter normalen Umständen ein Pflanzenkiller ist (außer für salzfiltrierende Mangroven und einige andere Pflanzen, von denen die meisten nicht für den menschlichen Verzehr geeignet sind.)

Die zweistufige Technologie ist ziemlich einfach. "Die Idee ist so einfach, dass sie ziemlich beleidigend ist", erzählt Paton Wired UK in einem Profil von Seawater Greenhouses jüngstem Bestreben in Somaliland, einer autonomen Region Somalias, in der 4 Millionen Einwohner leben, die seit langem mit lähmender Dürre und Hungersnot zu kämpfen haben. "Die Leute sagen: 'Wenn das funktionieren würde, hätte es schon jemand gemacht.'"

(Abbildung: Wikimedia Commons)

(Abbildung: Wikimedia Commons)

Zunächst wird Meerwasser in die Gewächshausanlage gepumpt, wo es verwendet wird, um die heiße Wüstenluft, die in das Anbaugebiet der Struktur gesaugt wird, mithilfe von Ventilatoren zu kühlen und zu befeuchten, bevor ein Verdampfungsprozess durchgeführt wird, bei dem Salzwasser mithilfe von Sonnenwärme destilliert und in frisches Wasser umgewandelt wird. Voila! Ein relativ kostengünstiger, integrierter Entsalzungsprozess, der sich ideal für Gebiete eignet, in denen große oder kleine landwirtschaftliche Anstrengungen ansonsten kein Anfänger wären.

Einige weitere Schrauben und Muttern - auch im folgenden Video besprochen - zum Prozess:

Die Innovation nutzt die Kühl- und Befeuchtungskraft von Wasserdampf, der aus verdampfendem Salzwasser erzeugt wird. Mithilfe von Modellierungs- und Simulationstechniken, die in Zusammenarbeit mit unseren Partnern an der Aston University entwickelt wurden, können wir lokale Klimadaten verarbeiten, um die Leistung von Gewächshäusern vorherzusagen und das Design zu informieren. Der kombinierte Effekt der Temperatursenkung und Luftfeuchtigkeit sowie der Bereitstellung einer geschützten Umgebung für Nutzpflanzen führt zu einer Reduzierung der Evapotranspiration um bis zu 90 Prozent. Dies führt zu stark reduzierten Bewässerungsanforderungen, die durch Entsalzung bereitgestellt werden können, und verbesserten Wachstumsbedingungen.

Im Gespräch mit dem Guardian erklärt Paton, Absolvent der Londoner Central School of Art and Design, wie die Idee während seiner Flitterwochen in Marokko (nicht weit von den Kanarischen Inseln entfernt) in den 1980er Jahren zum ersten Mal in den Sinn kam:

Ich war in einem Bus und es hatte draußen geregnet. Die Leute kamen mit nassen, dampfenden Kleidern zurecht, und Kondenswasser lief durch die Fenster. Ich begann darüber nachzudenken, mit Wärme Wasser zu erzeugen, insbesondere in heißen, trockenen Ländern wie dem, in dem ich saß. Ich wusste, dass die Verwendung von Meerwasser die Antwort ist, weil es reichlich vorhanden ist, aber im Allgemeinen giftig für Pflanzen und sogar durch Destillieren. Pflanzen brauchen mehr Wasser, als wir leicht liefern könnten. Der Trick bestand darin, nicht nur herauszufinden, wie man Wasser erzeugt, sondern wie man eine Umgebung schafft, in der Pflanzen nicht annähernd so viel davon benötigen und dennoch besser wachsen. Die Antwort war, Meerwasser zu verwenden, um das Klima abzukühlen und zu befeuchten.

Anbau von Pflanzen mit Sonne und Salzwasser Down Under

Der fast 62 Hektar große Betrieb des Meerwassergewächshauses in Somaliland in der Nähe der Hafenstadt Berbera am Golf von Aden ist möglicherweise das erste Projekt dieser Art am unsicheren Horn von Afrika. Wie bereits erwähnt, wandelt das Meerwassergewächshaus seit einiger Zeit Salzwasser für landwirtschaftliche Zwecke in anderen Trockengebieten in Süßwasser um. Mit jedem neuen Projekt hat das Unternehmen sein ursprüngliches Pilotprojekt auf den Kanarischen Inseln verbessert und erweitert.

Im Jahr 2000 arbeitete Paton zusammen mit dem Wirtschaftsingenieur Dr. Philip Davies von der Aston University in Birmingham, England, an der Entwicklung eines "leichteren, stärkeren und einfacheren" Gewächshauses, das auf der Insel Al-Aryam in Abu Dhabi pilotiert wurde. Vier Jahre später arbeiteten Paton und sein Team mit Forschern der Sultan Qaboos University zusammen, um ein weiteres Gewächshaus in der Nähe der omanischen Hauptstadt Maskat zu steuern, das "das Potenzial der Technologie in extremen Wüstenumgebungen demonstrierte".

Im Jahr 2010 startete Seawater Greenhouse sein erstes kommerzielles Projekt außerhalb von Port Augusta, einer kleinen Hafenstadt am Spencer Gulf im trockenen Südaustralien. Der ursprünglich 21.500 Quadratmeter große Betrieb in Port Augusta ist seitdem unter der Schirmherrschaft des in Adelaide ansässigen Unternehmens Sundrop Farms für nachhaltige Landwirtschaft auf fast 50 Hektar angewachsen. (Das massive Projekt, das von einem großen Solarpark angetrieben wird, war ursprünglich ein Joint Venture zwischen den beiden Unternehmen, obwohl sich das Saltwater Greenhouse später verabschiedete und Sundrop Farms die volle Kontrolle überließ.) Wie von Wired festgestellt, liefert das Gewächshaus in Port Augusta nun 15 davon die Tomatenmärkte in Australien. Das sind keine kleinen Tomaten.

Sundrop Farms, ein riesiger Gewächshausbetrieb im sonnenverwöhnten Südaustralien, wird jetzt unabhängig von Seawater Greenhouse betrieben. (Foto: Wikimedia Commons)

Ein 'Horn' des Überflusses schaffen

Kurz nach Abschluss des australischen Projekts mit großem Budget und Schlagzeilen wurde Seawater Greenhouse gebeten, das Konzept an das Horn von Afrika zu bringen, das mit Abstand herausforderndste Umfeld, das es je gegeben hat - sowohl in Bezug auf das Klima als auch auf die wirtschaftlichen und politischen Realitäten von die Region.

Wie Paton Wired erklärt, widersprach er zunächst der Idee, die seit drei Jahren besteht.

"Es war einfach zu teuer", sagt er und bemerkt, dass viele der Elemente, die das australische Gewächshaus zu einem solchen Erfolg gemacht haben, in Afrika schwierig, wenn nicht unmöglich umzusetzen wären. "Aber dann ging ich zurück zum Zeichenbrett und erkannte, dass es möglich war - wenn ich es wirklich einfach machte und es auf die Grundlagen zurückzog."

Trotz der entmutigenden Logistik ist es gut, dass Paton zum Zeichenbrett zurückgekehrt ist, da das somalische Gewächshaus das bislang revolutionärste Projekt seines Unternehmens ist. Anfang dieses Jahres produzierte der Betrieb seine allererste Ernte: Salat, Gurken und ja, Tomaten. Zukünftige Ernteversuche werden um Karotten, Zwiebeln und Bohnen erweitert.

"Dieses neue Meerwassergewächshaus ist kein typisches Gewächshaus, sondern ein Schattennetzsystem, das die aus früheren Projekten entwickelten Kernelemente der Verdunstungskühlung beibehält", erklärt das Unternehmen. "Dank unserer Fortschritte bei der Modellierung von Gewächshäusern konnten wir das Design vereinfachen und die Kosten drastisch senken, ohne die Leistung zu beeinträchtigen."

"Ein restaurativer Ansatz für die Landwirtschaft"

Ein Element früherer Gewächshäuser, die von Paton und dem Team der Aston University entwickelt wurden, sind Ventilatoren, mit denen Wasserdampf durch das Innere der Struktur gedrückt wird. Um die Kosten im geschlossenen Gewächshaus in Somaliland zu senken, müssen die vorherrschenden Wüstenwinde und nicht die Fans alles tun.

Pro Kabel werden für jeden Liter Meerwasser, das durch das System gepumpt wird, 30 Prozent in pflanzenfreundliches Süßwasser umgewandelt. Es ist geplant, das Salz aus dem Verdampfungsprozess auf Märkten in ganz Somaliland und Äthiopien zu sammeln und zu verkaufen. Normalerweise wird die durch die Entsalzung entstehende Sole zurück ins Meer gepumpt, eine Methode, die das Leben im Wasser stört und ernsthafte ökologische Bedenken aufwirft.

"Somaliland liegt im Zentrum einer der lebensmittelunsichersten Regionen der Welt", heißt es auf der Website des Unternehmens. "Mit diesem neuesten Projekt werden wir zeigen, dass Dürre nicht zu einer Hungersnot führen muss, und durch anschließendes Scale-up die Selbstversorgung der Region verbessern sowie Kleinbauern eine dürreresistente Existenzgrundlage bieten muss."

Dieser letzte Teil, der den lokalen Landwirten den Lebensunterhalt sichert, ist noch in Arbeit, da das Seawater Greenhouse-Team überlegt, wie die lokalen Märkte am effektivsten mit Produkten versorgt werden können, die im entstehenden Gewächshaus geerntet werden. Das Unternehmen plant die Einrichtung eines Schulungszentrums für lokale Landwirte vor Ort mit der Idee, dass sie dank des modularen Aufbaus des Gewächshauses letztendlich in der Lage sein werden, ihre eigenen kleinen, individuellen Grundstücke zu pflegen. "Eine kleine familiengeführte Farm hat den zusätzlichen Vorteil, dass Frauen beschäftigt werden können, die oft die besten Gartenbauerinnen sind, aber in der Region wirtschaftlich benachteiligt sind", erklärt die Projektwebsite.

Konzeptionelle Darstellung des Somaliland-Projekts von Seawater Greenhouse. (Foto: Meerwassergewächshaus)

"Ich bin zuversichtlich, dass Leistung, Qualität und Rentabilität steigen werden, wenn Erfahrungen gesammelt werden", sagt Paton gegenüber Wired. "Aus diesem Grund liegt mein Hauptaugenmerk jetzt, da wir einen voll funktionsfähigen Standort haben, darauf, Scale-up und Training parallel zu organisieren."

Im vergangenen Monat wurde Seawater Greenhouse zum regionalen Finalisten für Shell Springboard 2018 ernannt, einen Wettbewerb, bei dem kohlenstoffarme Unternehmen mit Sitz in Großbritannien finanziell unterstützt werden. Und obwohl das Unternehmen eine von InnovateUK finanzierte gewinnorientierte Betriebspartei ist, bemüht es sich um finanzielle Unterstützung durch die großherzige Öffentlichkeit und weist auf die komplexen Herausforderungen hin, die mit dem Start eines Unternehmens verbunden sind, das in mehrfacher Hinsicht eine Weltneuheit darstellt: das Horn von Afrika erstes seewassergekühltes und betriebenes Gewächshaus, die erste solarbetriebene Entsalzungsanlage der Region und die erste direkte Auslandsinvestition eines britischen Unternehmens in Somaliland.

"Wasserknappheit ist eine globale Krise, die sich dramatisch verschärft", sagt Charlie Paton gegenüber BusinessGreen. "Dies gilt auch für die Landverschlechterung. Dies ist ein skalierbares Modell, das überall dort eingesetzt werden kann, wo nur begrenztes oder kein Süßwasser vorhanden ist."

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