Als Unternehmer sollte man in Zeiten zahlreicher Krisen und Disruptionen wissen, wohin die Trends gehen könnten und welche Risiken auf einen zukommen können. Die ausreichende Versorgung der Bevölkerung mit gesunden und ausgewogenen Lebensmitteln gehört zu den Kernaufgaben des Infrastruktursystems Landwirtschaft und Ernährung. Dabei besteht eine besondere Wechselwirkung mit den ökologischen Grundlagen: Die Nahrungsmittelproduktion ist auf intakte natürliche Ressourcen angewiesen, hat aber gleichzeitig großen Einfluss auf den Zustand von Boden, Wasser, Klima und Biodiversität.

GAP: Nachhaltigkeit in der Agrarpolitik

Die Entwicklung eines nachhaltigen Agrar- und Ernährungssystems ist daher Gegenstand zahlreicher politischer Strategien. Die Agrarpolitik wird von einer Vielzahl von Akteuren bestimmt, wobei die Gemeinsame Agrarpolitik (GAP) auf EU-Ebene zentrale Rahmenbedingungen setzt.

Um die Klimaneutralität bis 2045 zu erreichen, sollen die Treibhausgasemissionen der Landwirtschaft in Deutschland bis 2030 um rund 7 % gesenkt werden. Darüber hinaus hat sich die Bundesregierung zum Ziel gesetzt, bis 2030 30 % der Fläche ökologisch zu bewirtschaften und eine pflanzenbetonte Ernährung mit einem hohen Anteil an ökologisch erzeugten, saisonalen und regionalen Lebensmitteln zu stärken. Auf EU-Ebene werden in der „Farm-to-Fork“-Strategie verschiedene Leitziele bis 2030 genannt, darunter die Reduzierung des Einsatzes gefährlicher Pestizide und des Antibiotikaumsatzes in der Nutztierhaltung und Aquakultur um 50 % sowie die Reduzierung des Düngemitteleinsatzes um mindestens 20 %.

Die Stärkung der Widerstandsfähigkeit des Agrar- und Ernährungssystems ist eine zentrale Priorität der Bundesregierung. Ihre Resilienzstrategie umfasst unter anderem folgende Maßnahmen:

• Sicherung der Existenz landwirtschaftlicher Betriebe,
• Diversifizierung landwirtschaftlicher Einkommen und Absatzmärkte,
• auch regionale Wertschöpfungsketten sollen zur Erhöhung der Resilienz beitragen.

Abhängigkeit vom Markt und Risiken von Lieferketten

Die Globalisierung der Agrarwirtschaft hat zu einer starken Internationalisierung des Handels mit Agrarprodukten geführt. Der Handel ist in den letzten 60 Jahren um das Zehnfache gewachsen und von wenigen multinationalen Akteuren dominiert.
Besonders die Herstellung von Vorleistungen wie Agrartechnik, Saatgut und Düngemitteln ist auf wenige Anbieter konzentriert. Dies erhöht die Verwundbarkeit des Systems, da geopolitische Konflikte, wie der Krieg in der Ukraine, und fluktuierende Energiepreise Lieferketten erheblich beeinträchtigen können.

Die EU ist bei Phosphor und Kali, zwei essenziellen Nährstoffen für die Landwirtschaft, zu über 70 % auf Importe angewiesen. Steigende Preise und Rohstoffknappheit verstärken die Problematik. Diese Abhängigkeiten beeinflussen die Preisstabilität und führen zu Unsicherheiten bei der Versorgung mit Lebensmitteln. Zusätzlich sind Handelsrestriktionen und Lieferengpässe eine direkte Folge solcher Abhängigkeiten.

Regionale Wertschöpfungsketten und Food Hubs, die die Beschaffung und Vermarktung regionaler Produkte fördern, gelten als mögliche Lösungen. Sie sollen die Abhängigkeit von globalen Lieferketten verringern und die Resilienz des Systems stärken.

Zudem könnten alternative Düngemittelproduktionen, wie die Nutzung von klimaneutralem Wasserstoff, langfristig die Abhängigkeit von importierten Rohstoffen reduzieren.

Klimawandel: Der Einfluss von Hitze und Dürre

Die ökologischen Produktionsgrundlagen sind zunehmend durch den Klimawandel und andere Umweltveränderungen bedroht. Extremwetterereignisse wie Hitzewellen, Dürreperioden und Starkniederschläge haben in den letzten Jahren zugenommen. Diese Phänomene beeinträchtigen die Bodenfruchtbarkeit und tragen zur Bodenerosion bei. Gleichzeitig sinkt die Verfügbarkeit von Wasserressourcen, was den Wasserstress in der Landwirtschaft erhöht.

Die ökologischen Produktionsgrundlagen sind zunehmend durch den Klimawandel und andere Umweltveränderungen bedroht. Extremwetterereignisse wie Hitzewellen, Dürreperioden und Starkniederschläge haben in den letzten Jahren zugenommen. Diese Phänomene beeinträchtigen die Bodenfruchtbarkeit und tragen zur Bodenerosion bei. Gleichzeitig sinkt die Verfügbarkeit von Wasserressourcen, was den Wasserstress in der Landwirtschaft erhöht.

Verlust von Biodiversität als Herausforderung

Der Verlust von Biodiversität ist eine weitere kritische Herausforderung. Innerhalb eines Jahrhunderts hat die Vielfalt der Kulturpflanzen um 75 % abgenommen, und auch die Vielfalt der Insekten ist stark rückläufig. Dies hat Auswirkungen auf Bestäuber und die natürliche Regulierung von Schädlingen, was wiederum die Ernteerträge und die Stabilität des Systems gefährdet.

Um diesen Entwicklungen entgegenzuwirken, setzt die Landwirtschaft auf bodenschonende Anbauverfahren wie die Agroforstwirtschaft und die pfluglose Bodenbearbeitung. Zudem werden trockenheitsresistente Kulturpflanzen gezüchtet und Strategien für ein besseres Wassermanagement entwickelt. Naturbasierte Lösungen wie der Humusaufbau könnten ebenfalls dazu beitragen, die Auswirkungen von Wasserknappheit zu mildern.

Konkurrenz um Flächen: Steigende Preise

Die Konkurrenz um landwirtschaftliche Flächen nimmt zu, da diese nicht nur für die Nahrungsmittelproduktion, sondern auch für erneuerbare Energien und andere Zwecke genutzt werden. In Deutschland werden bereits 16 % der landwirtschaftlichen Nutzfläche für die Produktion von nachwachsenden Rohstoffen zur Energiegewinnung verwendet. Dieser Wert könnte weiter steigen.

Steigende Kauf- und Pachtpreise für Ackerland sowie zunehmende Spekulation mit landwirtschaftlichen Flächen verschärfen die Situation. Diese Entwicklungen wirken sich negativ auf die Verfügbarkeit von Flächen aus und erhöhen die Verletzlichkeit des Systems.

Innovative Lösungen wie Agriphotovoltaik, die landwirtschaftliche Produktion und Energieerzeugung kombiniert, sowie bodenlose Anbausysteme wie Hy-droponik können helfen, den Druck auf landwirtschaftliche Flächen zu mindern. Zusätzlich bietet die Entwicklung alternativer Proteinquellen wie zellkulturbasierter Fleischproduktion Potenzial, die Flächenkonkurrenz zu entschärfen.

Digitalisierung als Teil der Lösung

Die Digitalisierung hat sich zu einem Schlüsselfaktor für die Modernisierung der Landwirtschaft entwickelt. Technologien wie Precision-Farming, bei dem satellitengesteuerte Landmaschinen und Sensorik zum Einsatz kommen, erhöhen die Effizienz und Ressourcenschonung.

Im Bereich der Feldrobotik entstehen innovative Lösungen wie autonom arbeitende Roboter für Aussaat, Unkrautbekämpfung und Ernte. Diese Technologien befinden sich jedoch noch in einer frühen Entwicklungsphase und müssen weiter optimiert werden, um große Landmaschinen zu ersetzen. Die datenbasierte Steuerung der Prozesse ermöglicht eine präzisere und nachhaltigere Landwirtschaft. Blockchain und andere Technologien zur Nachverfolgbarkeit von Wertschöpfungsketten verbessern die Transparenz und können helfen, Lebensmittelverluste zu minimieren. Allerdings birgt die zunehmende Digitalisierung auch Risiken, insbesondere im Bereich der Cybersicherheit.

Technologische Entwicklungen

Food Hubs: Das sind Einrichtungen, die regionale Lebensmittelkreisläufe fördern und die Abhängigkeit von multinationalen Konzernen reduzieren sollen. In Deutschland befinden sich solche Initiativen noch in einer frühen Entwicklungsphase, zeigen jedoch vielversprechende Ansätze für eine stärkere regionale Wertschöpfung.

Alternative Stickstoffdüngerproduktion: Die herkommliche Ammoniaksynthese, Grundlage der Stickstoffdüngerproduktion, ist energieintensiv und klimaschädlich. Klimaneutral hergestellter Wasserstoff und alternative Verfahren wie Elektrokatalyse könnten die Produktion revolutionieren. Erste Prototypen für dezentrale Düngerproduktionssysteme befinden sich in Entwicklung und könnten langfristig die Abhängigkeit von globalen Lieferketten reduzieren.

Technologien gegen Wasserknappheit: Neue Materialien zur Wasserrückgewinnung und naturbasierte Lösungen wie der Humusaufbau tragen zur Bewältigung von Wasserknappheit bei.

Alternative Proteinquellen: Zellkulturbasiertes Fleisch, pflanzliche Proteine oder Insekten können den Flächenverbrauch reduzieren und die Ernährung nachhaltiger gestalten. Fortschritte in der Forschung und der Einsatz von KI zur Optimierung von Proteineigenschaften treiben die Entwicklung voran.

Bodenlose Anbausysteme: Hydroponik, Aeroponik und vertikale Landwirtschaft bieten die Möglichkeit, Nahrungsmittel effizient auf kleinem Raum zu produzieren. Trotz hoher Erträge stellen die Energiekosten eine Herausforderung dar, die eine breite Anwendung bislang begrenzen.

Kritische Infrastruktur: Wie robust ist das System?

Das Infrastruktursystem Landwirtschaft und Ernährung ist von diversen systemischen Risiken bedroht, die seine Stabilität und Funktionsfähigkeit unterschiedlich stark beeinflussen. Eine umfassende Einschätzung der Robustheit zeigt, dass das System insgesamt als wenig robust eingestuft wird. Besonders die globale Erwärmung, zunehmende Wetterextreme und der Biodiversitätsverlust stellen erhebliche Gefahren dar.

Globale Erwärmung und Wetterextreme: Die Auswirkungen der globalen Erwärmung betreffen vor allem den Pflanzenanbau und die Funktionalität von Ökosystemen. Veränderungen in Vegetationsperioden und der Phänologie stören die landwirtschaftliche Produktion. Wetterextreme wie Starkregen, Dürre und Hagel verursachen direkte Schäden, während Hitze das Tierwohl beeinträchtigt. Ein Temperaturanstieg von 2 bis 3 Grad Celsius könnte Kipppunkte aktivieren, die weitere unvorhersehbare Klimafolgen auslösen.

Biodiversitätsverlust: Der fortschreitende Verlust an Biodiversität wird als bedeutendes Risiko angesehen, da er langfristig Ertragseinbußen in der Agrarproduktion nach sich ziehen könnte. Die Landwirtschaft ist nicht nur von der Biodiversität abhängig, sondern auch einer der Hauptverursacher dieses Problems.

Geopolitische Konflikte und Versorgungsengpässe: Der russische Angriffskrieg auf die Ukraine hat Schwachstellen des globalen Ernährungssystems offengelegt. Engpässe bei Energie, Düngemitteln und Futtermitteln führen zu Preissteigerungen und beeinträchtigen die Wertschöpfungskette. Handelsstörungen, etwa durch Konflikte im Roten Meer, könnten zu weiteren Engpässen bei importierten Produkten wie Fruchtkonserven oder Tiernahrung führen.

Machtkonzentrationen: Die hohe Konzentration im Lebensmittelhandel und die zunehmende Marktmacht von Großkonzernen durch Digitalisierung stellen mittelgroße Risiken dar. Produzenten sind oft nicht in der Lage, steigende Kosten weiterzugeben, was die Belastung des Systems erhöht.

Tierseuchen und Epidemien: Obwohl das Risiko von Tierseuchen aufgrund der hohen Tiergesundheit in Deutschland derzeit als gering eingeschätzt wird, breiten sich Krankheiten wie Afrikanische Schweinepest oder Vogelgrippe zunehmend aus. Globale Handelsströme und Klimaveränderungen begünstigen die Verbreitung solcher Krankheiten. Menschliche Epidemien wie Covid-19 haben bisher nur begrenzte Auswirkungen auf den Agrarsektor gezeigt.

Cyberkriminalität und Technikversagen: Cyberangriffe auf Lieferketten und landwirtschaftliche Betriebe sind bisher selten, werden jedoch mit der fortschreitenden Digitalisierung als zunehmendes Risiko gesehen. Besonders Supply-Chain-Angriffe könnten erhebliche Auswirkungen haben.

Gesellschaftliche Polarisierung und Pfadabhängigkeiten: Polarisierte Debatten, etwa über die Gemeinsame Agrarpolitik (GAP) oder nachhaltige Landwirtschaft, erschweren die Transformation des Systems. Pfadabhängigkeiten, wie der hohe Fleischkonsum oder der Einsatz von Stickstoffdünger, behindern notwendige Veränderungen.

Vernetzung mit anderen Infrastruktursystemen: Das Landwirtschaftssystem ist stark mit den Bereichen Energie, Verkehr und Wasser vernetzt. Probleme in einem dieser Bereiche könnten negative Rückwirkungen auf die Agrarproduktion und Versorgungssicherheit haben.

Infrastruktur im Resilienz-Check

Der Resilienz-Check hat den Experten gezeigt, dass es drei wichtige Themen gibt, die die Resilienz des Infrastruktursystems Landwirtschaft und Ernährung in Zukunft verbessern könnten.

New-Food-Systeme: Alternative Agrarsysteme wie vertikale Landwirtschaft, Präzisionsfermentation und In-vitro-Fleisch stehen im Mittelpunkt, um ressourcenschonend Lebensmittel zu produzieren. Ziel ist die Dekarbonisierung und Sicherstellung der Versorgung im Einklang mit natürlichen Grenzen.

• Vertikale Landwirtschaft: Erzeugung von Gemüse und langfristig von Getreide in bodenlosen Indoor-Systemen. Diese Systeme sind unabhängig von äußeren Umwelteinflüssen, erfordern jedoch hohen Energieaufwand und strenge Hygieneprotokolle.
• Präzisionsfermentation: Produktion von maßgeschneiderten Milchprodukten durch mikrobiologische Verfahren.
• In-vitro-Fleisch: Erzeugung tierischer Proteine in Zellkulturen als nachhaltige Alternative zur konventionellen Tierhaltung.

Obwohl diese Technologien Ressourcen sparen und innovativ sind, bergen sie Unsicherheiten wie technische Störungen oder hohe Anfangskosten.

Digitale Landwirtschaft: Digitale Technologien wie Sensorik, Robotik und künstliche Intelligenz (KI) treiben die Transformation voran. Schwerpunkte sind:

• Autonome Feldroboter: Sie ermöglichen präzise und schonende Bodenbearbeitung und können den Einsatz von Chemikalien im ökologischen und konventionellen Landbau minimieren.
• Roboterschwärme: flexible und intelligente Plattformen, die eine auf Einzelpflanzen basierte Landwirtschaft fördern. Diese Ansätze könnten eine nachhaltige Brücke zwischen ökologischem und konventionellem Landbau schlagen.
  

Die Digitalisierung hilft, Arbeitskräftemangel auszugleichen, und bietet Potenziale für nachhaltigere Anbaupraktiken.

Wassermanagement in der Landwirtschaft: Eine stabile Wasserversorgung ist essenziell angesichts häufiger Hitze- und Trockenperioden. Relevante Ansätze umfassen:

• Technologien zur Luftfeuchtigkeitsabsorption: Innovative Verfahren, die Wasser effizient extrahieren und nutzen.
• Nachhaltige Bewässerung: Systeme wie Tröpfchenbewässerung, geschlossene Produktionsanlagen und Aquaponik minimieren den Wasserverbrauch.
• Wiederverwendung von Wasser: Aufbereitung und Nutzung von Abwasser können in Regionen mit hoher Wasserknappheit neue Wege eröffnen.
• Effizientere Wassernutzung reduziert Konflikte um knappe Ressourcen und stärkt die Resilienz des Agrarsystems.

Die drei Fokusthemen bieten Lösungen zur Anpassung an Umwelt- und Klimarisiken sowie zur Verbesserung der Nachhaltigkeit und Resilienz. Sie unterstreichen die Notwendigkeit eines integrierten Ansatzes, um die Landwirtschaft zukunftsfähig zu gestalten.

FAZIT:

Das Infrastruktursystem Landwirtschaft und Ernährung steht laut Foresight-Report vor komplexen Herausforderungen, die durch den Klimawandel, globale Abhängigkeiten und gesellschaftliche Anforderungen verschärft werden. Die Robustheit des Infrastruktursystems Landwirtschaft und Ernährung wird insbesondere gegenüber umweltbezogenen Risiken wie Biodiversitätsverlust und Wetter-Extremen als gering eingeschätzt. Politische und wirtschaftliche Risiken zeigen ebenfalls Schwächen, während das System gegenüber Epidemien und gesellschaftlicher Polarisierung als relativ robust gilt. Maßnahmen zur Resilienz-Steigerung sind dringend erforderlich, um künftige Störereignisse besser zu bewältigen.

Technologische Innovationen und strategische Anpassungen bieten vielversprechende Möglichkeiten, die Resilienz zu erhöhen. Ein integrativer Ansatz, der Nachhaltigkeit, Technologie und regionale Wertschöpfung verbindet, könnte langfristig die Stabilität und Effizienz des Systems sichern.

Die Entwicklungsdynamik systemischer Risiken stellt das Landwirtschafts- und Ernährungssystem vor erhebliche Herausforderungen. Die Kombination aus
globaler Erwärmung, Biodiversitätsverlust, geopolitischen Spannungen und Marktkonzentrationen erfordert dringend Maßnahmen zur Stärkung der Resilienz. Ohne Anpassungen drohen gravierende Auswirkungen auf Ernährungssicherheit und Nachhaltigkeit.

Foresight-Report: Landwirtschaft und Ernährung

Ein Foresight-Report ist im Grunde eine Zukunftsstudie. Er versucht, anhand aktueller Trends, Entwicklungen und Daten mögliche zukünftige Szenarien zu entwerfen. Im Falle des Foresight-Reports für Landwirtschaft und Ernährung bedeutet das, dass Experten versucht haben, vorherzusagen, wie sich die Landwirtschaft und der Lebensmittelsektor in den kommenden Jahrzehnten entwickeln könnten.

Das Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag (TAB) baut seit 2023 im Auftrag des Bundestages seine Foresight-Aktivitäten aus und erstellt als neue kontinuierliche Beratungsleistung ein Resilienz-Radar. Durch vorausschauende Analysen sollen Trends und systemische Risiken identifiziert werden, die für die Resilienz kritischer Infrastruktursysteme, in diesem Fall für die Landwirtschaft und Ernährung, relevant sind. Unter kritische Infrastruktursysteme versteht das TAB Einrichtungen, Anlagen, Strukturen und Systeme, die für das reibungslose Funktionieren der Gesellschaft von zentraler Bedeutung sind. Der komplette Foresigt-Report ist zu finden unter: https://foresight.tab-beim-bundestag.de/