Energieeffizienz im Cannabisanbau
Der Beitrag analysiert die Umweltauswirkungen des Indoor-Cannabisanbaus, der pro Quadratmeter bis zu 10 Mal mehr Energie verbraucht als ein Bürogebäude und einen bis zu 50 Mal größeren CO₂-Fußabdruck hinterlässt als der Anbau im Freien. Um diese Auswirkungen zu reduzieren, werden verschiedene Maßnahmen vorgeschlagen, wie der Ersatz von HPS-Lampen durch effiziente LEDs, die Integration von Solarenergie oder die Verlagerung der Produktion ins Freie, was die Emissionen des Sektors um fast 80 % senken könnte. Der Beitrag kommt jedoch zu dem Schluss, dass viele Anbauer in Europa aufgrund des Verbots keine andere Wahl haben als den Indoor-Anbau, und bezeichnet dieses Verbot als die Hauptursache dieses Umweltproblems.
Inhaltsverzeichnis
Die Debatte zwischen Innen- und Außenanbau ist nicht nur eine Frage der Qualität oder des Ertrags – sie ist zunehmend eine Frage der ökologischen Verantwortung. Die wissenschaftlichen Daten sind eindeutig: Die Marihuanaproduktion unter Kunstlicht ist eine der energieintensivsten landwirtschaftlichen Tätigkeiten. Wir schlüsseln die Zahlen, die Ursachen und die Wege zu einem effizienteren Anbau auf. Allerdings werden diese Daten beim Cannabisanbau durch den rechtlichen Status des Anbaus in jedem Land verzerrt, da er in den meisten Ländern keine freie Entscheidung ist, sondern die indirekte Folge der Prohibition.
Die meisten in diesem Beitrag genannten Daten stammen im Wesentlichen aus den USA, da dies derzeit eines der wenigen Länder der Welt ist, in dem der intensive Marihuanaanbau legal ist und daher eines der wenigen Länder, aus denen Daten gewonnen werden können.
Eine Landwirtschaft, die zehnmal mehr Energie verbraucht als ein Büro
Im Innenraum angebauter Cannabis ist kein gewöhnliches Kulturpflanzenanbau. Eine Indoor-Anbauanlage verbraucht pro Quadratmeter etwa zehnmal mehr Energie als ein konventionelles Bürogebäude. Diese Zahl stellt die gesamte Nachhaltigkeitsdiskussion im Cannabissektor in ein neues Licht.
Die dokumentierten Verbrauchswerte sind aufschlussreich. Während der Gewächshausanbau zwischen 6 und 580 kWh pro Kilogramm Trockenprodukt liegt, bewegt sich der vollständige Innenanbau zwischen 4.400 und 6.100 kWh/kg. Der Freilandanbau hingegen hat einen nahezu null Stromverbrauch, außer bei Zusatzbeleuchtung oder Wasserpumpen.
Die Produktion von Marihuana im Innenbereich verursacht allein in den USA jährliche Energiekosten von rund 6 Milliarden Dollar, was 1 % des nationalen Stromverbrauchs entspricht.
Ein noch aussagekräftigerer Indikator kommt aus Denver, Colorado. Der Anteil der Anbauanlagen am gesamten Stromverbrauch Denvers stieg zwischen 2013 und 2018 von 1 % auf 4 %, während der legale Markt abhob. In den gesamten USA verbraucht der Sektor in etwa so viel Energie wie alle übrigen landwirtschaftlichen Produktionen des Landes zusammen.
Aufschlüsselung des Verbrauchs beim Innenanbau
Wenn wir über Innenanbau sprechen, reden wir nicht nur von der Beleuchtung – es geht um das vollständige Umweltkontrollsystem, das die Pflanze benötigt, um in einer künstlichen Umgebung zu gedeihen. 55 % des Verbrauchs entfallen auf die Beleuchtung, den größten Posten. HPS-Hochleistungslampen und LEDs dominieren den Verbrauch, insbesondere in Blüteräumen. 35 % des Verbrauchs entfallen auf die Klimakontrollgeräte, also Heizung, Lüftung, Klimaanlage, Entfeuchtung und Feuchtigkeitskontrolle.
Die Klimakontrollsysteme variieren je nach lokalem Klima erheblich und können die Beleuchtung als Emissionsquelle übertreffen. Die verbleibenden 10 % entfallen auf die CO₂-Einspeisung zur Beschleunigung der Photosynthese, Bewässerungssysteme und sonstige Hilfsgeräte.
Innen vs. außen.
Innenanbau.
Vollständige Erntekontrolle, ganzjährig, kontinuierliche Jahresproduktion unabhängig vom Außenklima. Präzise Kontrolle über Photoperiode, Temperatur, CO₂ und Luftfeuchtigkeit. Höhere Dichte an Jahreszyklen pro Raum, geringere Exposition gegenüber externen Schädlingen und Verunreinigungen. Gleichmäßige Cannabinoid- und Terpengehalte. CO₂-Fußabdruck bis zu 50-mal größer als im Außenanbau, hohe Betriebskosten für Beleuchtung, Klimatisierung und Wartung.
Kostenlose Sonnenenergie, minimale Umweltauswirkungen, nahezu null Stromverbrauch während des Anbaus, CO₂-Fußabdruck bis zu 50-mal geringer als beim Innenanbau, sehr geringe Betriebskosten, keine Beleuchtungsrechnung, größere Pflanzen. Saisonale Produktion, ein bis zwei Ernten pro Jahr je nach Breitengrad, stärkere Exposition gegenüber Schädlingen, Pilzen und widrigen Wetterbedingungen, Risiko von Düngemittel- und Wasserabfluss. Weniger Kontrolle über das Cannabinoid- und Terpenprofil im Vergleich zum Innenanbau.
Den ökologischen Fußabdruck reduzieren.
Für alle, die auf den Innenanbau nicht verzichten können, gibt es technologische Optionen mit echten Auswirkungen. Die Anwendung von Mindeststandards für Beleuchtung und Entfeuchtung in Neuanlagen ermöglicht Einsparungen von 30 % in Blüteräumen und 50 % in Wachstumsräumen pro Gramm Produkt.
Hocheffiziente LEDs – die zugänglichste Veränderung
Vollspektrum-LED-Leuchten erreichen Wirkungsgrade, die mehr als doppelt so hoch sind wie die herkömmlicher HPS-Systeme, und der Ertrag pro investiertem Euro in Strom verbessert sich beim Wechsel von HPS- zu hocheffizienten LED-Systemen um rund 25 %.
Darüber hinaus erzeugen LEDs weniger Wärme, was indirekt die Last auf die Klimakontrollsysteme reduziert und eine doppelte Einsparung bewirkt, die sich Ernte für Ernte ansammelt – was den Austausch von HPS durch effiziente LEDs sehr empfehlenswert macht.
Die Integration von Dach-Photovoltaik und die Kombination von Sonnenlicht mit Zusatzbeleuchtung in gemischten Gewächshaussystemen, die teilweise Verlagerung der Produktion ins Freie, wenn die klimatischen Bedingungen es erlauben, sowie die Investition in vertikalen Anbau zur Maximierung des aktiven Blätterdachs pro Quadratmeter sind weitere Maßnahmen zur Senkung des Stromverbrauchs.
In diesem Zusammenhang bleibt das transformativste Szenario die Verlagerung der Produktion ins Freie, denn laut mehreren Analysen könnten die Emissionen des Sektors um fast 80 % reduziert werden, wenn 75 % der legalen Produktion nach draußen verlagert würden, wodurch zwischen 5,8 und 8 Millionen Tonnen CO₂ pro Jahr eingespart würden. Eine Dekarbonisierungsdimension, die keine technologische Verbesserung beim Innenanbau erreichen kann.
Hin zu einem verantwortungsvollen Anbau.
Die Wahl der Anbaumethode ist nicht nur eine agronomische Entscheidung. Es ist eine ökologische Entscheidung. Die Daten zeigen alle in dieselbe Richtung: Intensive Innenproduktion ohne Effizienzmaßnahmen hinterlässt einen Fußabdruck, der in dem vom Markt geforderten Ausmaß kaum zu rechtfertigen ist.
Outdoor-Anbau beseitigt nicht alle Auswirkungen. Die Auswirkungen auf Wasser, Boden und Biodiversität verdienen ebenfalls Aufmerksamkeit, aber der CO₂-Fußabdruck liegt in einer völlig anderen Größenordnung.
Obwohl dieser Beitrag deutlich zeigt, dass der Außenanbau energetisch weitaus effizienter ist als der Innenanbau, müssen viele Anbauer weiterhin im Innenbereich anbauen, da in den meisten europäischen Ländern ein Prohibitionsrahmen gilt.
Erneut stehen wir vor einer der indirekten Folgen der Prohibition.
Quellen:
- Mills, E. (2012). The Carbon Footprint of Indoor Cannabis Production. Energy Policy / Lawrence Berkeley National Laboratory.
- Summers, H., Sproul, E. & Quinn, J. (2021). The greenhouse gas emissions of indoor cannabis production. Nature Sustainability. Colorado State University
- Brousseau, V.D. et al. (2024). Environmental Impact of Outdoor Cannabis Production. ACS Agricultural Science & Technology, 4(7), 690–699.
- Slipstream Inc. (2019). Cannabis Farming: Utilities Have Power to Make Growing Industry More Energy Efficient.
- Northwest Power and Conservation Council (2018). Electricity Consumption from Northwest Cannabis Production.
- Southwest Energy Efficiency Project – SWEEP (2019). Denver Approves New Energy Efficiency Requirements for Indoor Agriculture/Cannabis.
- Westmoreland, F.M. et al. (2021). Zitiert in: Using High Light Levels: Yield and Energy Use of Indoor Grown Cannabis.
- Mehboob, N. et al. (2020). Energy Consumption Model for Indoor Cannabis Cultivation Facility. IEEE Open Access Journal of Power and Energy.
- The Breakthrough Institute (2024). A Very Green Carbon Footprint.
- Mills, E. et al. (2020). Energy-intensive indoor cultivation drives the cannabis industry's expanding carbon footprint. ScienceDirect.
