Kreislaufwirtschaft für Lebensmittel: 5 Fallstudien

Wie die Kreislaufwirtschaft von Pionierunternehmen der Lebensmittelbranche angewendet wird

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Ist das Einkaufen von Lebensmitteln komplizierter geworden? Ob Fleisch oder Gemüse, traditionell oder biologisch, lokal oder global, industriell oder kleinbäuerlich - selbst Experten sind sich nicht einig, was besser ist. Die Antworten sind nicht eins, sondern nuancierter und kontextabhängiger. Es ist daher nicht verwunderlich, dass das globale Nahrungsmittelsystem als die "Mutter aller komplexen Systeme" beschrieben wurde. Obwohl es schwierig ist, sich auf einige grundlegende Fakten zu einigen, besteht zumindest in einer Sache ein ziemlich allgemeiner Konsens: Das System funktioniert derzeit nicht und muss geändert werden. Wie können wir der wachsenden Weltbevölkerung genügend gesunde und köstliche Lebensmittel anbieten, ohne die Umwelt und die Gesellschaft zu beeinträchtigen?

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Das industrielle Produktionsmodell, mit dem wir einen Großteil unserer Lebensmittel herstellen und vertreiben, nutzt die Ressourcen nicht effektiv und weist eine Reihe schwerwiegender Probleme auf. Zum Beispiel werden zwischen einem Drittel und der Hälfte der Lebensmittel verschwendet, und die Art und Weise, wie wir einen Großteil dieser Lebensmittel herstellen, führt zu einer weit verbreiteten natürlichen Verschlechterung. Diese Situation wird sich durch das Bevölkerungswachstum und die demografische Veränderung in den nächsten 30 Jahren erheblich verschärfen.

Kurz gesagt, unser gegenwärtiges Nahrungsmittelsystem arbeitet nach einem verschwenderischen linearen Modell mit vielen verpassten Möglichkeiten und daraus resultierenden negativen sozialen und ökologischen Auswirkungen, die alle zunehmen werden.

Riesig und komplex

Die Lebensmittelindustrie wurde von einigen der "weltgrößten Industriezweige" genannt. Täglich arbeiten über 1 Milliarde Menschen daran, Lebensmittel anzubauen, zu verarbeiten, zu transportieren, zu vermarkten, zu kochen, zu verpacken, zu verkaufen oder zu liefern. Die dafür erforderlichen Ressourcen sind enorm: 50% des bewohnbaren Bodens der Erde und 70% des Süßwasserbedarfs werden von der Landwirtschaft gedeckt.

Das globale Nahrungsmittelsystem ist sehr komplex und miteinander verbunden. Diese Verknüpfungen reichen weit über das Nahrungsmittelsystem hinaus und wirken sich direkt auf viele andere wichtige physische und soziale Systeme aus, darunter Klima, Energie und Wasser sowie Landnutzung, biologische Vielfalt und Kultur. Diese Vernetzung bedeutet, dass potenzielle Multiplikationseffekte weitreichend sind und sich unvermeidlich verstärken. Beispielsweise führt die globale Verschwendung von Nahrungsmitteln zu höheren CO2-Emissionen als alle anderen als die beiden größten Länder. Dies hat auch Auswirkungen auf unser Gesundheitssystem: Der unkontrollierte Einsatz von Antibiotika zur Mast von Nutztieren verringert die Wirksamkeit von Arzneimitteln zur Bekämpfung von Infektionskrankheiten beim Menschen.

Die Art und Weise, wie Lebensmittel hergestellt werden, kann in zwei Kategorien unterteilt werden: die Industriekette und das Kleinbauern-System. Die Unterscheidung ermöglicht es uns, das bestehende Problem kurz zu definieren: Das industrielle System produziert 30% der Lebensmittel, verbraucht jedoch 70% der Ressourcen und verschlechtert gleichzeitig die Umwelt erheblich. Das Kleinbauern-Bauern-System produziert 70% der Lebensmittel und verbraucht nur 30% der Ressourcen mit einer viel geringeren Umweltbelastung.

Die Industrialisierung von Lebensmitteln

In den letzten 100 Jahren hat das Aufkommen einer Reihe von Schlüsseltechnologien den Agrarsektor gestört. Insbesondere drei haben zu einem starken Anstieg der Pflanzenproduktivität geführt: die Synthese von chemischen Düngemitteln nach dem Haber-Bosch-Verfahren, die Mechanisierung von landwirtschaftlichen Geräten und die Hybridisierung von Saatgutsorten. Die positiven Auswirkungen waren beträchtlich genug, um Norman Borlaug, dem Architekten dieser „Grünen Revolution“, den Friedensnobelpreis für die Rettung unzähliger Landwirte aus dem Existenzminimum zu bringen und Hunderte Millionen Menschen vor dem Hunger zu bewahren.

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Das moderne industrialisierte Nahrungsmittelsystem, das durch diese Technologien geschaffen wurde, hat die Nahrungsmittelversorgung von überwiegend lokalen Bauernhöfen, die lokale Märkte bedienen, in ein komplexes Netzwerk von Landwirten, Agrarunternehmen und Interessengruppen („Wertschöpfungskette für Lebensmittel“) verwandelt, das auf einem vollständig globalen Markt agiert, der danach strebt alle Lebensmittel, die an allen Orten verfügbar sind, jederzeit zur Verfügung zu stellen.

Das Streben nach hohen Erträgen und niedrigeren Kosten, ähnlich wie in vielen anderen Wirtschaftszweigen, hat jedoch zu zahlreichen unerwünschten Problemen geführt. Diese „externen Effekte“ sind in den traditionellen Wirtschaftsmetriken selten enthalten, so dass wir scheinbar weniger für Lebensmittel zahlen, dies jedoch nicht die tatsächlichen höheren Kosten für Umwelt und Gesellschaft widerspiegelt. Die wichtigsten nicht berücksichtigten Kosten sind, dass die Herstellung von Lebensmitteln auf diese Weise dazu führt, dass die natürlichen Systeme, auf die wir uns verlassen, schlechter und unproduktiver werden.

Die Herausforderungen, vor denen wir stehen

Es kann schwierig sein, einen Konsens über alle Mängel des modernen industriellen Lebensmittelsystems zu erzielen, da das, was für einige als Problem aufgefasst wird, für andere als Segen erscheint. Die industrielle Geflügelzucht zum Beispiel ermöglicht armen Familien, sich mit erschwinglichem Eiweiß zu ernähren, wirft jedoch klare Fragen zum Tierschutz auf. Die große Auswahl an tropischen Früchten in europäischen Supermärkten im Winter ist ein Segen für die Kunden, hat jedoch einen großen CO2-Fußabdruck und kann den Wasserstress im Herkunftsland erhöhen.

Trotz einiger dieser Subjektivitäten besteht eine ziemlich universelle Übereinstimmung in Bezug auf die drei wichtigsten systemischen Probleme:

  1. Das industrielle Nahrungsmittelsystem trägt zur Umweltzerstörung bei: Jedes Jahr werden 7,5 Millionen Hektar Wald abgeholzt, und 75 Milliarden Tonnen Mutterboden gehen verloren.
  2. Das System ist verschwenderisch: Durchschnittlich 30% aller produzierten Lebensmittel kommen nicht auf den Teller, in China könnten 500 Millionen Menschen von den angebauten, aber weggeworfenen Lebensmitteln ernährt werden.
  3. Das System ist nicht belastbar und erzielt keine gesunden Ergebnisse. Der schlimmste Indikator dafür ist, dass fast 1 Milliarde Menschen hungrig oder unterernährt sind. Gleichzeitig sind 2,1 Milliarden Menschen fettleibig oder übergewichtig.

All dies sind Merkmale eines linearen Wirtschaftsmodells, das an seine Grenzen stößt und dringend einer neuen Ausrichtung bedarf, zumal der Druck auf das System mit wachsender Bevölkerung, sich verändernden Ernährungsgewohnheiten und den unvorhersehbaren Auswirkungen des Klimawandels zunehmen wird kann unser Land nutzen.

Die Prinzipien und Mechanismen für diese neue Richtung könnten in dem System zu finden sein, das in erster Linie alle unsere Lebensmittel liefert - die Natur.

Natürliche Prozesse und Kreislaufwirtschaft

Die Grundlage des globalen Nahrungsmittelsystems sind die natürlichen Prozesse der Photosynthese und des biologischen Abbaus. Auf diese Weise kann aus nachwachsenden Rohstoffen reichlich Biomasse gewonnen werden, die durch die Ökosysteme des Planeten fließt und schließlich zu einfachen Bausteinen zerfällt, die die Biosphäre regenerieren und neuen Generationen von Pflanzen und Tieren das Gedeihen ermöglichen.

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Die Kreislaufwirtschaft ahmt diese Prozesse bewusst nach, sodass kein Abfall entsteht, sondern als wertvolles Ausgangsmaterial für die nächste Stufe des Kreislaufs verwendet wird. Im Bio-Kreislauf der Kreislaufwirtschaft zerfällt organische Substanz, die frei von giftigen Verunreinigungen ist, allmählich und durchläuft verschiedene Stufen der Wertgewinnung, bevor sie sicher in den Boden zurückkehrt. Dabei regeneriert sich der Kreislauf und leiht sich die Worte der Biomimicry-Pionierin Janine Benyus: „Das Leben schafft Bedingungen für neues Leben“.

Im Jahr 2011 hat die Ellen MacArthur Foundation die Grundsätze dargelegt, die ein kreisförmigeres und wirksameres Nahrungsmittelsystem in Towards a Circular Economy vol. 2. Die Theorie wurde dann in verschiedenen wirtschaftlichen Kontexten angewendet, in Europa (2015), Indien (2016) und zuletzt in chinesischen Städten. In jeder Region wurde der potenzielle Nutzen der Befolgung eher zirkulärer Methoden als signifikant erwiesen. In Europa könnte beispielsweise die Anwendung eines eher zirkulären Entwicklungsszenarios im Jahr 2050 dazu führen, dass der Einsatz von Düngemitteln, Pestiziden und Wasser um 45 bis 50% reduziert wird. Gleichzeitig könnten die THG-Emissionen sowie der Verbrauch von Land, Kraftstoff und Strom um 10–20% gesenkt werden.

Eine Kreislaufwirtschaft für Lebensmittel

Es ist klar, dass Klima, Geographie, Infrastruktur, Ressourcenverfügbarkeit, Lebensmittelproduktionsmethoden, Essgewohnheiten und viele andere Einflussfaktoren auf der ganzen Welt sehr unterschiedlich sind und daher die mit der Lebensmittelproduktion verbundenen Herausforderungen sehr kontextspezifisch sind.

Frühere Forschungen in vielen Regionen haben jedoch gezeigt, dass es eine Reihe von Hebeln gibt, die dazu beitragen können, ein Kreislauf-Ernährungssystem zu schaffen, das regenerativ, belastbar, weniger verschwenderisch und gesünder ist

Vier Hebel für eine Kreislaufwirtschaft der Lebensmittel:

  1. Enge Kreisläufe von Nährstoffen und anderen Materialien - Rückführung von Nährstoffen in landwirtschaftliche Betriebe, Regenerierung des Bodens, Steuerung des Nährstoffflusses aus dem Abwasser, Stärkung des Bodens und Verringerung der Abhängigkeit von Kunstdüngern
  2. Wertschöpfung aus Nebenprodukten - Rückgewinnung wertvoller Chemikalien, Medikamente und Energie, um - alternative nachwachsende Rohstoffe bereitzustellen, die Bioökonomie zu stimulieren und externe Effekte zu eliminieren.
  3. Produktionsvielfalt - Verkürzung der Lieferketten zwischen Landwirten und Einzelhändlern / Verbrauchern, Verringerung der mit dem Verkehr verbundenen Abfälle, Schaffung von Arbeitsplätzen vor Ort und Stärkung der Widerstandsfähigkeit sowie der Verbindungen zwischen Stadt und Land.
  4. Die Leistungsfähigkeit von Digital und anderen Enablern - Mit Digital können Sie Lebensmittel und andere organische Materialien präziser messen, verfolgen und lokalisieren und so eine bessere Verwaltung und Zuweisung von Ressourcen ermöglichen. Politik und Bildung sind auch wichtige Faktoren für die Steuerung und Befähigung.

Eine Reihe von Unternehmen und Projekten haben begonnen, einen oder sogar mehrere dieser Hebel zu verwenden, um innovative Produkte und Dienstleistungen zu entwickeln, die Ressourcen effektiv nutzen, indem sie zirkuläre Merkmale wie Systemdenken, Regeneration des natürlichen Kapitals und die Idee von Abfall = Nahrung berücksichtigen . Auf diese Weise haben diese Unternehmen die Entsorgungskosten gesenkt und Einnahmen aus Materialströmen erzielt, die zuvor möglicherweise zu Umweltverschmutzung, erhöhtem Kohlenstoffausstoß in der Atmosphäre oder anderen Problemen geführt haben.

Rundschreiben im Lebensmittelbereich

Nährstoffkreisläufe schließen

Der Anbau von Kulturpflanzen auf ländlichen Höfen, die in eine hungrige Stadtbevölkerung verbracht werden, bedeutet die Entfernung lebenswichtiger Nährstoffe aus dem Boden. Für die Ernte des folgenden Jahres werden die verlorenen Nährstoffe durch teure und oft umweltschädliche chemische Düngemittel ersetzt, die aus endlichen Ressourcen gewonnen werden. Dies ist fast eine Lehrbuchbeschreibung eines linearen ökonomischen Prozesses. Einer der wichtigsten dieser Nährstoffe ist Phosphor, eine wichtige Voraussetzung für die allgemeine Gesundheit der Pflanze und eine wichtige chemische Komponente für die Photosynthese.

Ostara Nutrient Recovery Technology, ein in Vancouver ansässiges Unternehmen, hat eine neue "Pearl Technology" entwickelt, mit der 85% des Phosphors und bis zu 15% des Stickstoffs aus dem Abwasser zurückgewonnen werden können. Dabei wird das zurückgewonnene Material in ein hochwertiges Düngemittelprodukt namens "Crystal Green" umgewandelt ® '. Das Produkt wurde entwickelt, um Nährstoffe nur dann freizusetzen, wenn bestimmte Säuren durch wachsende Pflanzenwurzeln freigesetzt werden. Auf diese Weise wird die Verwendung von Düngemitteln optimiert und ein schädliches Abfließen in nahe gelegene Gewässer verhindert. Wenn Sie eine Tonne konventionellen Düngers durch eine Tonne Crystal Green ersetzen, werden auch 10 Tonnen CO2 e-Emissionen vermieden. Neben der Reduzierung des CO2-Ausstoßes und zusätzlichen Einnahmen aus dem Verkauf von Düngemitteln ist die Vermeidung von Struvitablagerungen auf Rohren und Pumpen ein wesentlicher zusätzlicher Vorteil für die Abwasserunternehmen.

Wir retten unsere Meere, eine Fabrik nach der anderen

Ein Großteil der Lebensmittel, die das industrielle System produziert, wird zur Fütterung von Tieren für die Fleischproduktion verwendet. Dieser Prozess ist sehr ineffizient - der Anbau von Futtermitteln für Nutztiere nutzt mehr als ein Drittel unseres Ackerlandes, produziert jedoch nur 1,2% unseres Proteins. Agriprotein, ein südafrikanisches Unternehmen, hat ein Verfahren entwickelt, das der Nachfrage nach ressourcenschonendem Tierfutter durch die Verwertung organischer Stoffe in landwirtschaftlichen Nebenprodukten und Lebensmittelabfällen Rechnung trägt.

Bild: Agriprotein

Das Verfahren von Agriprotein nutzt den unersättlichen Appetit und die Nährstoffrecyclingfähigkeit der Black Soldier Fly. Während seines Larvenstadiums kann das Insekt sein Gewicht in nur 10 Tagen um das 200-fache erhöhen, indem es sich von weggeworfenem organischem Abfallmaterial ernährt.

Die Larven werden dann getrocknet und in ein sehr nahrhaftes Futter für die Aquakultur oder Geflügel- und Schweinezucht umgewandelt. Das Restmaterial, das jetzt in einen nährstoffreichen Kompost umgewandelt wird, kann dann zur Anreicherung von Ackerland verwendet werden. Ein solcher Ansatz könnte sich am stärksten auf schwindende Fischbestände in den Ozeanen auswirken, die derzeit die Hauptfutterquelle für die Aquakulturindustrie darstellen. Bei voller Auslastung könnte eine Agriprotein-Fabrik, in der 250 Tonnen organisches Material pro Tag verarbeitet werden, ein Insektenmehl produzieren, bei dem 15 Millionen Wildfische nicht gefangen und transportiert werden müssen.

Hohe Erträge, hoch über der Stadt

Vielfalt ist ein wichtiger Bestandteil eines gesunden und widerstandsfähigen natürlichen Ökosystems und daher in einem kreisförmigen Nahrungsmittelsystem wünschenswert. Eine Reihe von Unternehmen haben alternative Ansätze im kleinen Maßstab für die städtische Lebensmittelproduktion und die biologische Verarbeitung gewählt und dabei unterschiedliche Nischen und Teilsysteme in städtischen Räumen ausgenutzt.

Bild: Lufa Farms

Lufa Farms ist ein Lebensmittelunternehmen in Montreal, das Vorreiter auf dem Gebiet der städtischen Landwirtschaft ist. Im Jahr 2011 pflanzte Lufa die ersten Samen im weltweit ersten kommerziellen Hydroponik-Gewächshaus auf dem Dach. Ein Jahr später reichte das Gemüse aus diesem 0,75 Hektar großen Gebiet aus, um 2000 Einheimische zu ernähren. Die Produktion von Lebensmitteln auf bisher nicht genutzten städtischen Dachflächen trägt nicht nur zur Bewältigung der entscheidenden Herausforderung bei, die wachsenden Städte der Welt zu versorgen, sondern kommt auch der gebauten Umwelt zugute, indem der Energiebedarf des Gebäudes verringert und die Abflüsse in die Regenwasserkanäle gedämpft werden.

Moderne Siedlungsabfallverwertung

Am anderen Ende der Wertschöpfungskette verfolgen das in Ungarn ansässige Start-up und der aufstrebende CE100-Innovator Biopolus einen neuen Ansatz für die Bereitstellung städtischer Infrastruktur, der sich von der Ansiedlung großer zentraler Einrichtungen in isolierten Ballungsräumen entfernt. Biopolus betrachtet städtische Räume als eine Reihe diskreter „Zellen“ mit jeweils eigenen Merkmalen und einer ungefähren Bevölkerungszahl von 10 bis 20.000. Indem dezentrale „städtische Stoffwechselzentren“ entworfen werden, die den spezifischen Anforderungen jeder einzelnen Zelle entsprechen, können Überentwicklungen und die daraus resultierende Verschwendung vermieden werden, die bei herkömmlichen Systemen häufig anzutreffen ist.

Die zentrale Einrichtung in jedem Biopolus-Hub ist eine „Biomakerei“, die Abwasser und organischen Abfall in sauberes Wasser, Energie, Lebensmittel, Biochemikalien und andere nützliche Materialien umwandelt. Insgesamt sind die Installationen als Technologieplattformen gedacht, in die Entwickler aus anderen Sektoren (z. B. Wasserwiederverwendung, Energierückgewinnung, Lebensmittelerzeugung, Erholung) eingebunden werden können, um „Netzwerke lebendiger und ästhetisch ansprechender Gemeinschaftsräume“ zu schaffen.

Datenrückmeldungen, die Veränderungen bewirken

Das digitale Zeitalter hat zu Konnektivität zwischen mehr als einer Milliarde Menschen und 100 Milliarden Geräten geführt. Diese neue Konnektivität hat ein „neues Nerven- und Gehirnsystem für die Menschheit“ geschaffen, das eine Vielzahl von Synergien und Möglichkeiten eröffnet. Eine Reihe von Unternehmen beginnen, dieses Potenzial auf unterschiedliche Weise zu nutzen.

Winnow ist eine Software als Dienstleistungsunternehmen, die 2014 vom ehemaligen Unternehmensberater Marc Zornes gegründet wurde. Sie basiert auf der Erkenntnis, dass bis 2030 durch die Reduzierung der Lebensmittelverschwendung eine Ressourceneinsparung von 252 Milliarden US-Dollar möglich war. Winnow bietet sehr einfache Hardware für die einfache Erfassung von Daten (Gewicht und Lebensmitteltyp) in großen gewerblichen Küchen. Ein Abonnementmodell bietet tägliche, wöchentliche und maßgeschneiderte Berichte über Lebensmittelabfallmuster und -trends. Winnows Hardware und Berichterstattung wird derzeit an 1000 Küchen in 30 Ländern geliefert, wodurch Kunden 9 Millionen Pfund pro Jahr und die damit verbundenen erheblichen CO2-Emissionen gespart werden.

Der unbeabsichtigte Bonus? Etwa 50% der Beschäftigten, die bei einem der größten Kunden in Winnow an der Lebensmittelherstellung beteiligt sind, haben die bei der Arbeit gewonnenen Erkenntnisse aufgegriffen und ergreifen jetzt aktivere Maßnahmen zur Reduzierung der Lebensmittelverschwendung, wenn sie nach Hause zurückkehren.

Dies sind nur einige Beispiele für innovative und ehrgeizige Unternehmen, die neue Technologien, Verfahren und Geschäftsmodelle entwickelt haben, um zu einer Kreislaufwirtschaft für Lebensmittel beizutragen. Mit neuen Ansätzen reduzieren diese Unternehmen nicht nur die Umweltauswirkungen unseres Lebensmittelsystems, sondern ernten auch erhebliche finanzielle Vorteile, indem sie das enorme Potenzial der „Wertschöpfungskette für Biomasse“ nutzen, das das WEF bis 2020 auf 295 Mrd. USD pro Jahr schätzt.

Neben den wirtschaftlichen Vorteilen reduzieren die Pioniere der Lebensmittelbranche auch Abfall und schließen Nährstoffkreisläufe, verringern die Kohlenstoffintensität in Bezug auf die Lebensmittelproduktion und die Regeneration von Böden. Das Ergebnis sind natürlich gedüngte landwirtschaftliche Flächen, die nährstoffreiche Pflanzen produzieren und zu gesünderen Ergebnissen für Mensch und Erde führen.

2018 plant die Stiftung, die Ergebnisse des Urban Biocycles Report 2017 durch eine detaillierte Untersuchung des Potenzials kreisförmiger Lebensmittelsysteme im städtischen Kontext zu erweitern. Die Forschung ist als erste Phase einer wichtigen neuen Systeminitiative mit dem Titel Städte und Kreislaufwirtschaft für Lebensmittel geplant. Wenn Sie dazu beitragen möchten oder gute Beispiele für kreisförmige Nahrungsmittelinitiativen gefunden haben, wenden Sie sich bitte an uns.

Guten Appetit und gesund bleiben!

Dies ist der dritte in einer Reihe von Artikeln, die die Veröffentlichung thematischer Gruppen neuer Fallstudien aus einer bestimmten Region oder einem bestimmten Sektor begleiten. Diese dritte Fallgruppe zeigt, wie die Kreislaufwirtschaft von Pionierunternehmen der Lebensmittelbranche angewendet wird.