Kann die Menschheit vegan ernährt werden?

Wie kann die Menschheit in Zukunft ernährt werden, möglichst ohne die Umwelt zu stark zu belasten? Wäre eine komplett vegane Welt ohne Tierhaltung möglich? Diese Fragen trieben Patricia Krayer, Absolventin des Masterstudiengangs (MSc) in Applied Computational Life Sciences schon längere Zeit um, und so versuchte sie diese mit ihrer Masterarbeit selbst zu beantworten.

Die 35-Jährige untersuchte, wie eine Landwirtschaft mit reduziertem Tierbestand oder ganz ohne Tiere sich auf die Ernährungssicherheit auswirken würde. Zudem wollte sie wissen, wie sich die Umweltauswirkungen der Landwirtschaft dadurch verändern würden. Einfacher gesagt: Würde eine Landwirtschaft ohne Tiere die Umwelt weniger belasten und könnte man so weiterhin die ganze Menschheit ernähren? «Ohne Nahrungsmittel können wir nicht existieren, und gleichzeitig belasten wir mit der Lebensmittelherstellung unsere Umwelt, also eine weitere unserer Lebensgrundlagen», sagt Krayer. Dieser Konflikt interessiere sie, weil es unseren Alltag betreffe.

«Alle Menschen der Welt ohne Tiere zu ernähren und ohne die Landwirtschaftsfläche auszudehnen, ginge nur mit konventioneller Landwirtschaft.»

Patricia Krayer, Masterabsolventin Applied Computational Life Sciences

Um die Umwelt weniger zu belasten, könnte die Tierproduktion verringert werden, da diese höhere Umweltschäden verursacht als die Produktion pflanzlicher Produkte. Hier sieht die Masterabsolventin einen weiteren Konflikt: Im heutigen Agrarsystem ist die Pflanzen- und Tierproduktion stark miteinander verflochten – insbesondere in der Bio-Landwirtschaft. «Die Produktion von tierischen Lebensmitteln ist meist mit mehr Umweltauswirkungen verbunden als die Produktion pflanzlicher Lebensmittel. Gleichzeitig sind aber tierische Düngemittel ein wichtiger Faktor in der biologischen Landwirtschaft», sagt Krayer. Zu dieser Problematik fand sie kaum eine Studie und nutzte ihre Masterarbeit um sich mittels einer Modellierung vertieft damit auseinandersetzen zu können. 

Mit einem bestehenden Modell des globalen Ernährungssystems (SOLm V6) analysierte Krayer am Departement Life Sciences und Facility Management in Wädenswil, wie sich eine 100-prozentige vegane Welt im Jahr 2050 auf Ernährung und Umwelt auswirken würde. Das Modell entwickelte die Masterabsolventin mit digitalen und datengestützten Methoden weiter und untersuchte sechs vegane Landwirtschaftsszenarien mit unterschiedlichen Modellannahmen.  Darunter drei bio-vegane und drei konventionell-vegane Produktionssysteme.

Das Modell verfolgte bei allen sechs Szenarien die Nährstoffflüsse durch das ganze Ernährungssystem hindurch, vom Input zum Output. Es wurde beispielsweise untersucht, wieviel Wasser, Dünger oder Energie benötigt wird, welche Emissionen entstehen werden und welche Mengen an Nährstoffen schliesslich in den produzierten Nahrungsmitteln enthalten sind. 

Dabei hat sie auch untersucht, ob eine Bio-Landwirtschaft mit einer veganen Landwirtschaft vereinbar wäre. Das Resultat überraschte Krayer: «Möchte man alle Menschen der Welt ernähren, ohne dabei die Landwirtschaftsfläche auszudehnen, könnte dies ohne Tiere erreicht werden, jedoch nur mit konventioneller Landwirtschaft.» Im Gegensatz zu den vegan-konventionellen Szenarien produzierten die bio-veganen Szenarien ungenügende Mengen an Kalorien, Proteinen und Fetten. Somit wäre die biologische Landwirtschaft mit einer komplett veganen Landwirtschaft nur zu einem gewissen Grad vereinbar. 

 «Die Bio-Landwirtschaft ist tatsächlich in einem sehr hohen Ausmass von der Tierproduktion abhängig.»

Patricia Krayer, ZHAW-Masterabsolventin

 «Die Bio-Landwirtschaft ist tatsächlich in einem sehr hohen Ausmass von der Tierproduktion abhängig», so Krayer, denn die tierischen Düngemittel seien in der Bio-Landwirtschaft eine essentielle Nährstoffquelle. Nebst dem kleineren Ertrag, der im Biolandbau meist üblich ist, sieht die Masterabsolventin noch einen weiteren Grund, weshalb der biologische Anbau schlechter abschneidet als der konventionelle. «Im Biolandbau muss immer eine ausreichende <unproduktive> Grünfläche für die Stickstofffixierung vorhanden sein.»

Die sogenannten Kunstwiesen brauchen die Landwirte, um die Bodenqualität zu erhalten, um präventiv gegen Unkräuter vorzugehen und um den Stickstoff zu fixieren, der als Düngemittel zwingend notwendig ist. Diese Kunstwiesenflächen können in einer veganen Welt jedoch nicht direkt für die Lebensmittelproduktion genutzt werden, da der Grasaufwuchs nicht verfüttert werden kann. «Wir untersuchten auch, bis zu welchem Grad die biologische und vegane Landwirtschaft verträglich sind», sagt Krayer. Dabei habe sich gezeigt, dass die Menschheit mit einer 80-prozentigen veganen Welt in Kombination mit einer etwa 25-prozentigen biologischen Welt ernährt werden könnte.

Die Ergebnisse zeigen aber auch, dass ein 100-prozentige vegane Welt nicht unbedingt umweltfreundlicher sein muss. «In einem veganen Szenario, das einen hohen Gemüseanteil aufwies, war der Wasserverbrauch beispielsweise sehr viel höher als bei allen anderen Szenarien», erklärt Krayer. «Dieses Szenario ist weit entfernt von den heutigen Produktionsmustern, dennoch muss man sich bewusst sein, dass es auch solche Effekte geben kann.» Sie ist überzeugt, dass die konkrete Umsetzung eine grosse Rolle spielen wird und die ideale Landwirtschaft weder 100 Prozent biologisch noch 100 Prozent vegan sein muss, sondern eine intelligente Kombination aus verschiedenen Ansätzen. 

Die neuen Erkenntnisse der Masterarbeit führten nicht nur zu einer Anpassung des Modells SOLm, sondern auch zu mehreren Einladungen zu renommierten Veranstaltungen. So konnte Krayer ihre Resultate beim Schweizerischen Verband der Ingenieur-Agronomen und Lebensmittel-Ingenieure (SVIAL) vortragen. 

Nun arbeitet Krayer als Associate Consultant bei der zu Accenture gehörenden Firma Trivadis und wird ihr Trainee-Jahr Ende September abschliessen. Beim IT-Dienstleister, der Unternehmen dabei unterstützt, Daten und neue Technologien intelligent zu nutzen, konnte Krayer viele neue Erfahrungen sammeln. «Fachlich konnte ich sehr viel im Bereich Data Engineering, Data Warehousing und Data Analytics lernen. Oder anders gesagt, wie man mit Daten umgeht, diese verwaltet, transformiert und dadurch neue Einblicke daraus generiert.» Dies sei eine sehr spannende Tätigkeit, auch weil sie dadurch die Möglichkeit erhalte, hinter die Kulissen von verschiedenen Firmen zu blicken. 

Und was geschieht mit den Erkenntnissen aus ihrer Masterarbeit? «Meine Supervisoren und ich streben die Veröffentlichung eines Papers an, damit die Ergebnisse auch weiter in die wissenschaftliche Welt getragen werden.»