(Wie) Passen Bioreaktoren in die Landwirtschaft?

Neue Technologien werden es erlauben, Fleisch aus Stammzellen wachsen zu lassen. Also ganz ohne Tierhaltung und Schlachtung. Würde sich eine solche Entwicklung wirklich durchsetzen, bedeutete das große Veränderungen für landwirtschaftliche Strukturen, wie wir sie bisher kennen. Andersherum wird aber auch der Erfolg dieser Technologie davon abhängen, ob sich die entsprechenden Strukturen ändern können und werden. Während die Einen Chancen für Nachhaltigkeit und Tierwohl sehen, sehen Andere bestehende Stoffkreisläufe, in denen Nutztiere einen Knotenpunkt bilden, in Gefahr oder befürchten eine Verlagerung der Wertschöpfung von Höfen in die verarbeitende Industrie. Aber was wäre, wenn der Ort für die Produktion von Fleisch aus Zellkultur der Bauernhof wäre?

 

Tradition und Innovation

In öffentlichen Diskussionen über die Ernährung der Gegenwart und Zukunft erlebt man es oft, dass auf der einen Seite das Bild einer traditionellen, konservativen Landwirtschaft mit Tierhaltung gezeichnet wird und auf der anderen Seite das einer progressiven, innovativen Zukunft mit Fleisch aus Zellkultur und veganen Produkten aus Präzisionsfermentation. Dabei war und ist die „traditionelle“ Landwirtschaft doch schon immer auch innovativ und ständiger Veränderung und Anpassung unterworfen. Man erlebt Landwirtinnen und Landwirte als Menschen, die ständig auf der Suche nach Lösungen sind und sein müssen, die neue Technologien meist gut kennen und den voraussichtlichen Nutzen von Investitionen in Innovation genau bewerten. Wieso sollte dies nicht mehr der Fall sein, wenn es um neue Arten der Produktion tierischer Lebensmittel bzw. ihrer Alternativen geht? Warum sollten Drohnen über Felder fliegen und Satellitendaten für präzise Düngung abgerufen werden, aber kein Fermenter neben der Scheune oder ein Bioreaktor für Fleisch aus Zellkultur auf dem Hof stehen?

Zellen in Fermentern, statt Tiere im Stall

Ein konkretes Beispiel für eine aktuelle Initiative, die sich der praktischen Verknüpfung von Bioreaktor und Bauernhof widmen will, ist „RESPECTfarms“ 1. Bei diesem niederländisch-deutschen Projekt soll die Integration eines Bioreaktors für Fleisch aus Zellkultur auf einem konventionellen Bauernhof erprobt werden. „Wir wollen herausfinden, wie die Produktion von Fleisch aus Zellkultur in bisherige Prozesse eines bestehenden Bauernhofs integriert werden kann“, schrieb uns Florentine Zieglowski auf unsere Anfrage hin. Sie ist General Manager bei CellAg Deutschland e.V. 2 und eine der Initiatorinnen des Projektes RESPECTfarms. Es gibt hier also endlich Menschen, die ganz konkret zeigen wollen, wie das Beste der Technologien zur Produktion von kultiviertem Fleisch und Altbewährtes der herkömmlichen Landwirtschaft in Zukunft verbunden werden soll. Denn dass das zusammenpasst, da sind sich die Initiatorinnen sicher.  Uns gefällt der Ansatz gut, denn er deckt sich sehr mit dem, was wir bei Progressive Agrarwende anstreben: In den Dialog gehen, Gräben überwinden, gemeinsam Zukunftsszenarien entwickeln und erproben, um wirklich evidenzbasierte Nachhaltigkeit zu erreichen.

Herausforderungen in der Umsetzung

Aber wir wollen dieses Thema bei aller Begeisterung über die Potenziale auch kritisch beleuchten. Mehr über die Herstellung von Fleisch aus Zellkultur könnt ihr in einem Beitrag von Margareta Hellmann auf diesem Blog lesen.

Entscheidend für die Dezentralisierung der Produktion von Fleisch aus Zellkultur können nur deutliche, wirtschaftliche Vorteile sein. Ob diese sich ergeben, wir unter anderem abhängen von:

  • Produktion von Rohstoffen – denn idealerweise würde zumindest ein Teil der Rohstoffe, die für die Zellkultur nötig sind, auf dem Hof oder in dessen Nähe hergestellt werden
  • Herstellung von bzw. Umwandlung zu Nährmedium – denn Zellkulturen brauchen ein relativ gut definiertes Medium, um ihr Wachstum zu gewährleisten
  • erwarteten Transportwegen
  • Beschaffenheit und mögliche Verwendung anfallender Reststoffe – denn auch neue Ansätze sollten sich bestmöglich in Stoffkreisläufe einbetten lassen
  • Hygieneanforderungen – denn Zellkulturen müssen sehr rein gehalten werden, damit keine Kontaminationen auftreten
  • Vertriebswege – denn es würde sich nur lohnen, wenn das produzierte Fleisch aus Zellkultur auch für einen lohnenden Preis abgenommen wird.

Einige wichtige Herausforderungen, die sich für eine Produktion von Fleisch aus Zellkultur auf einem Bauernhof stellen würden, hat auch Peter Breunig kürzlich in einem Thread auf Twitter zusammengefasst und kommt zu dem Schluss, dass vor allem die übrigbleibenden Reststoffe entscheidend für die dezentrale Nutzung der Technologie sein wird:

Wir haben auch Alfons Balmann, Agrarökonom und Direktor des Leibniz-Instituts für Agrarentwicklung und Transformationsökonomien, um eine Einschätzung gebeten:

Alfons Balmann sieht Probleme vor allem im bereits heute laufenden demographischen Wandel in ländlichen Räumen. Hieraus resultiert für Landwirt:innen die Kernfrage, ob sie sich aufgrund zunehmenden Fachkräftemangels nicht heute schon auf die Rationalisierung vorhandener Wertschöpfung fokussieren sollten, anstatt zukünftig auf eher unsichere Betriebsmodelle zu setzen, die neben Investitionen auch knappe qualifizierte Arbeitskraft erfordern. Der demographisch bedingte Strukturwandel wird voraussichtlich vor allem tierhaltende Betriebe treffen. Nachdem wir auf das Beispiel der heute knapp 10.000 Biogasanlagen in Deutschland als mögliches Vorbild verwiesen, widersprach Balmann. “Der Erfolg des Biogases wurde teuer –durch eine hohe finanzielle Belastung von Verbrauchern – erkauft”. Es galten hier laut Balmann vielfach Regeln, die ökonomisch wie ökologisch wenig sinnvoll waren. Anstatt etwa Kleinanlagen zugunsten kleinerer Betriebe zu fördern, hätten landwirtschaftliche Betriebe ebenso wie die Umwelt oft eher von zentralisierten Großanlagen zur Biogasproduktion als Abnehmer ihrer Biomasse profitieren können, deren Energie bedarfsorientiert in Strom-, Wärme- und Gasnetze eingespeist würde. Im Hinblick auf eine mögliche Förderung der Entwicklung und Nutzung von Zellkulturen oder Präzisionsfermentation auf Höfen würde es gelten, aus Fehlern zu lernen und mögliche Fehlentwicklungen früh zu antizipieren, beispielsweise indem man identifiziert, wo eigentlich komparative Kostenvorteile liegen.

Alfons Balmann
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    Wer mehr dazu lesen will, hier eine Empfehlung: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0957178716300650

    Die Sache mit der Nachhaltigkeit Teil 1: Alte und neue Kreisläufe

    Häufig wird der Idee von Fleisch aus dem Bioreaktor entgegengesetzt, dass Nutztiere in ein Netz aus Stoffströmen eingebettet sind, das sich über Jahrhunderte entwickelt hat. Und dass Fleisch aus Zellkultur diesen Knotenpunkt im landwirtschaftlichen System nicht so einfach einnehmen kann. Und das stimmt prinzipiell natürlich: die Darstellung vieler New Food Start-ups, ihr Ansatz würde nur das Tier aus der Gleichung herauskürzen und dadurch automatisch für mehr Nachhaltigkeit sorgen, blendet einen Großteil der Wahrheit aus. Einerseits verwerten Nutztiere viele Reststoffe aus unterschiedlichsten Zweigen der Lebensmittelindustrie (von Resten der Pflanzenölproduktion bis hin zu Biertreber, der beim Brauen übrig bleibt) und andererseits produzieren sie nicht nur Fleisch, sondern eine Vielzahl weiterer Produkte für viele unterschiedliche Anwendungen. 

    Ob eine zellbasierte Alternative zu Nutztieren nachhaltiger ist, hängt also nicht allein von der Effizienz der Konversion von pflanzlichem Ausgangsstoff zu tierischem Produkt ab3. Sondern auch davon, wie die dann nicht mehr von Tieren aufgewerteten Reststoffe stattdessen genutzt und wie die dann fehlenden tierischen Nebenprodukte stattdessen hergestellt werden. Es muss, wie so oft, systemisch gedacht werden. Doch das ist absolut kein Totschlagargument gegen zelluläre Landwirtschaft. Immer mehr Brücken zwischen der Agrarbranche und der New Food Branche, wie beim Beispiel RESPECTfarms angestrebt, führen auch zu einem immer besseren gegenseitigen Verständnis von Zielkonflikten und Zwängen und lassen viele Lösungen und Synergien erhoffen. Zum Beispiel ist den meisten Entwicklerinnen und Entwicklern von zellbasierten Ansätzen inzwischen klar, dass die Nutzung von Reststoffen als Futter für ihre Zellen ein wichtiger Schritt ist 4, den sie gehen müssen (das sah vor einigen Jahren noch anders aus). Und andererseits gibt es nicht mehr nur Start-ups, die sich der Produktion von Fleisch und Milch bzw. deren Ersatz verschrieben haben. Mit Präzisionsfermentation, also biotechnologisch abgerichteten Mikroorganismen, kann theoretisch jede bekannte organische Verbindung hergestellt werden. In den letzten Jahren hat dies ein breites Spektrum neuer Start-ups hervorgebracht, von denen sich viele auch der Produktion tierischer Nebenprodukte widmen. Die einen produzieren in ihren Fermentern bakterielle Nanocellulose, die Leder ersetzen kann5, die anderen haben ihre Mikroorganismen darauf getrimmt, Collagen zu synthetisieren 6. Collagen findet u.a. in vielen Kosmetika Verwendung und ist momentan noch ein Nebenprodukt der Fleischproduktion über Nutztiere.

    Andersherum wird durch Projekte wie RESPECTfarms vielleicht auch die Landwirtschaft Chancen und Vorteile in den neuen Technologien entdecken.

     

    (Foto: eine Fotomontage von Luis Bullinger, basierend auf einem Foto von Jean Wimmerlin, unsplash.com).

    Die Sache mit der Nachhaltigkeit Teil 2: Rahmenbedingungen und die Rolle des Konsums

    Obwohl es möglich sein wird, sowohl Reststoffe in Fermentern zu verwerten als auch die bisher über die Nutztierhaltung anfallenden Nebenprodukte in ihnen herzustellen, werden diese Innovationen weder zwangsweise zu einem schnellen Verschwinden von Nutztierhaltung noch automatisch zu mehr Nachhaltigkeit führen. Ein wichtiger, übergeordneter Faktor ist dabei die Frage, ob wir die Produktion weiterhin zu einem großen Teil hier bei uns in Europa und Deutschland werden halten können. Im denkbar schlechtesten Szenario bauen wir die Nutztierhaltung hier bei uns durch gesellschaftlichen Druck und entsprechende politische Maßnahmen ab, produzieren einen kleinen Teil über neue Methoden, importieren aber das meiste aus ausländischer Tierhaltung, weil sich unser Konsum kaum geändert hat. Das wäre weder für Nachhaltigkeit, noch für Tierwohl gut, denn auf beides können wir nur hier bei uns gesellschaftlich und regulatorisch direkten Einfluss nehmen. Wir würden dann sehr wahrscheinlich Fleisch von Tieren (oder lebende Tiere) aus schlechteren Haltungsbedingungen importieren. 

    Man könnte natürlich darauf hoffen, dass Appelle und Veränderungen im Verhalten dazu führen, dass auch der Konsum tierischer Produkte im selben Tempo zurückgeht – geht dann aber das Risiko ein, dass das eben nicht passiert und man doch beim selben Ergebnis landet. Tatsächlich wäre es dann vielleicht das bessere Szenario, wir würden unsere im globalen Vergleich tierfreundliche Tierhaltung beibehalten, um unseren Konsum zu decken. 

    Ein drittes Szenario wäre es, dass wir durch eine Kombination aus bewussterer Ernährung und innovativer Alternativen unseren Konsum von Fleisch aus Nutztierhaltung so weit reduzieren können, dass Tierhaltung eine gesellschaftlich akzeptierte und nachhaltigere Form annehmen kann und trotzdem ein gutes Auskommen hat. Fleisch von heimischen Tieren aus extensiver Haltung wäre in diesem Szenario ein relativ teures Lebensmittel, das man aber mit besserem Gewissen ab und zu konsumieren kann (es sei denn natürlich, man lehnt Tierhaltung kategorisch ab). Gleichzeitig wäre in diesem Szenario das Argument, Menschen mit geringeren Einkommen könnten sich keine hochwertigen Proteinquellen leisten insofern hinfällig, dass dank Innovation eine Vielzahl von bezahlbaren und mindestens gleichwertigen Alternativen zur Verfügung stünden (tun sie auch heute schon. Aber eben noch mehr und den Produkten von Tieren noch ähnlicher), sogar echtes Fleisch (nur ohne Tiere produziert). Die ausreichende und vollwertige Ernährung aller Menschen sollte immer ein gesellschaftliches Hauptziel sein. Aber die These, dass dies nur mit (viel) tierischen Produkten möglich sei, wird allerspätestens mit einer breiten und bezahlbaren Produktpalette aus moderner Fermentation widerlegt werden. Klar ist: Die Lösung für ein nachhaltiges Ernährungssystem der Zukunft wird nicht eine einzelne, sondern viele einzelne sein.

    Martin: “Während ich also an einem Montag und Donnerstag im Jahre 2040 komplett pflanzlich esse, koche ich mir am Dienstag ein Steak aus Pilzmyzel, am Mittwoch eine Bolognese aus Zellkultur, am Freitag probiere ich mal was mit Algen und Insekten und am Sonntag gönne ich mir ein Gericht mit Fleisch aus extensiver Weidehaltung.”

    Fazit: Nur schwarz und weiß?

    Der Mensch und demnach auch der Diskurs in der Landwirtschaft neigen oft dazu, dem Dualismus zu verfallen. Bio vs. konventionell, Vegetarier vs. Fleischesser, industriell vs. traditionell. Die Liste der gegensätzlichen Kategorien ist in keiner Branche länger, hingegen ist ein Bruch hiermit auch in keiner Branche nötiger.

    Der Versuch, Fleisch aus Zellkultur auf landwirtschaftlichen Betrieben zu integrieren, lässt unserer Ansicht nach keinen Dualismus zu. Hier treffen zwar zwei Systeme aufeinander, die unterschiedlicher nicht sein könnten. Dennoch lässt allein dieses Gedankenexperiment bereits die entstehende Symbiose als schlüssig wirken. Und das ist auch, was diese Idee wieder auf eine gewisse Weise innovativ und spannend macht. Sie ist weder ausgereift noch leicht umsetzbar. Aber welche Innovation ist das schon vor der Marktreife? „Ich bin überzeugt, dass ein nachhaltiges Ernährungssystem nur miteinander und nicht gegeneinander funktionieren wird,“ so Florentine Zieglowski vom RESPECTfarms Projekt. Inzwischen konnten sie Rügenwalder als Sponsor des Projektes überzeugen.

    Zurück zur Ausgangsfrage. Wir denken, Bioreaktoren passen grundsätzlich in die Landwirtschaft. Wenn die Umsetzung auch noch nicht ganz geklärt ist, sind viele Lösungen doch schon verfügbar. Wir haben in unserem Beitrag die aus unserer Sicht wichtigsten Herausforderungen aufgeführt. Dass diese überwunden werden, davon sind wir überzeugt. Ob das aber wirklich auf Höfen passieren wird, ist sehr schwierig vorauszusehen. Was sich aber auf jeden Fall lohnt, ist eine Begleitung dieses Prozesses. Um soziale und ökonomische Verwerfungen abzufedern und dafür zu sorgen, dass diese neuen Technologien bestmöglich zur Nachhaltigkeit beitragen.

    Ihr interessiert euch für das Thema Ernährung der Zukunft? Schaut doch auch die anderen Beiträge an, die wir hier auf unserem Blog dazu haben: Progressive Ernährungswende.

    Hanno Koßmann
    Letzte Artikel von Hanno Koßmann (Alle anzeigen)
    Martin Reich

    Einzelnachweise

    1. https://www.respectfarms.com/
    2. https://www.cell-ag.de/
    3. Hier mal eine aktuelle wissenschaftliche Publikation zum Thema Fleisch aus Zellkultur https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221479932200087X. Etwas weniger fachlich und anschaulich aufbereitet findet ihr Infos aber auch beim Good Food Institute: https://gfieurope.org/de/
    4. (das ist Martins eigene Erfahrung aus Gesprächen mit Mitarbeitern von Start-ups aus dem Bereich)
    5. so wie das Leipziger Start-up Scobytec http://www.scobytec.eu/
    6. so wie das Berliner Start-up Cambrium, https://www.cambrium.bio/

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