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KI, Big Data: Fördern Technologien eine umweltfreundlichere Landwirtschaft?
Artikel veröffentlicht in déCLIC® responsable in Partnerschaft mit Le Figaro am 28. September 2023
Eine Steigerung der Erträge bei gleichzeitiger Begrenzung der Umweltauswirkungen: Das ist die zentrale Herausforderung eines Sektors, der mit am meisten zu seinem eigenen Verfall beiträgt. Ein Überblick über die technologischen Lösungen in Frankreich – das in diesem Bereich zu den Pionieren zählt.
Möglicherweise steht die Landwirtschaft vor einer dritten Revolution. Nach der Entdeckung der Fruchtfolge im 17. Jahrhundert und der Einführung von Mechanisierung und Chemie im 20. Jahrhundert läutet der digitale Wandel eine neue Transformation ein. Künstliche Intelligenz, Big Data, vernetzte Dienste ... das Zeitalter der Präzisionslandwirtschaft oder des Smart Farming ist angebrochen. „Wir leben in einer Zeit des Umbruchs“, bestätigt Véronique Bellon-Maurel. Sie ist Expertin für neue Technologien am französischen Nationalen Forschungsinstitut für Landwirtschaft, Ernährung und Umwelt INRAE. Zudem ist sie Mitautorin eines Weissbuchs – also einer Sammlung mit Vorschlägen zum weiteren Vorgehen – für verantwortungsvolle digitale Landwirtschaft. „Seit den 2010er-Jahren setzen die Betriebe immer stärker auf Digitalisierung. Sensoren haben die Beobachtungskapazitäten vervielfacht und damit zu verbesserten Informationen über die Agrarökosysteme beigetragen.“ Die Expertin gründete 2016 das „Institut convergences en agriculture numérique“, #DigitAg, dem 16 öffentliche und private Partner, 30 Forschungseinheiten und über 570 Fachleute angehören.
Glaubt man Befürwortern der Präzisionslandwirtschaft, ist Ertragssteigerung keineswegs ausschliessliches Ziel. „Digitalisierung und entsprechende Tools steigern nicht nur die Produktivität. Sie können auch die Umweltauswirkungen von Agrarsystemen verringern“, versichert Véronique Bellon-Maurel. Die Datenverarbeitung durch Roboter oder automatisierte Systeme ermöglicht es, sehr gezielte Massnahmen zu empfehlen: Dabei geht es um die richtige Dosis Wasser, Dünger oder auch Pflanzenschutz zur richtigen Zeit am richtigen Ort. „Neben einer sogenannten „Präzisionslandwirtschaft fördern digitale Instrumente auch eine frühzeitige Erkennung von Missständen oder Krankheiten in den Kulturen. Damit sind weniger Herbizide erforderlich“, ergänzt Véronique Bellon-Maurel
Den Einsatz von Insektiziden um 90% verringern
Die AgriTech-Branche in Frankreich vereint die Bereiche Digitalisierung und Landwirtschaft. Der Sektor erlebt einen gigantischen Aufschwung: Zahlreiche Start-ups sind bereit, die ökologischen Herausforderungen anzugehen. Zu den vielen innovativen Lösungen zählt auch die Entwicklung des Unternehmens Chouette aus Bordeaux: eine Software, die die ersten Anzeichen von Falschem Mehltau auf Weinblättern erkennt. Die durch einen pathogenen Pilz verursachte Krankheit wird nach dem Prinzip der Gesichtserkennung aufgespürt. Die Drohne mit der Kamera an Bord erstellt eine genaue Karte mit den infizierten Pflanzen. Mit diesem System ist frühzeitiges Handeln möglich, um die Ausbreitung der Krankheit zu verhindern. Zudem erfolgt die Behandlung lokal begrenzt und es sind weniger Pflanzenschutzmittel erforderlich.
„Die Nutzung von Daten ist zentral und ermöglicht es, mit deutlich weniger Betriebsmitteln auszukommen“, bestätigt Félix Bonduelle. Er ist CEO von Javelot, einem Start-up, das er 2018 mitbegründet hat. Das Unternehmen hat eine globale Plattform zur Zentralisierung der Lagerungsdaten von Getreide entwickelt, um den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln und den Energieverbrauch optimal zu steuern. „Eines der grössten Risiken bei der Lagerung von Getreide ist die Entwicklung von Insekten“, erläutert er. „Unsere Thermosensoren, aber auch die Ventilatoren und Insektenfallen sind mit unserer Software-Plattform verbunden, die die Daten zentral speichert.
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Die Belüftung lässt sich fernsteuern. Sie muss optimal erfolgen, um die Temperatur zu kontrollieren und die Vermehrung von Schädlingen zu verhindern.“ Genossenschaften und Händler, die diese Lösung nutzen, haben den Einsatz von Lagerinsektiziden um 90% und ihren Energieverbrauch um 30% gesenkt – davon ist der Unternehmer überzeugt.
Roboter, um den Einsatz von Herbiziden zu begrenzen
Die gleiche Feststellung bei Sencrop, einem Unternehmen, das seit 2016 vernetzte Wetterstationen für den Einsatz auf Feldern produziert. Die Geräte sind etwa 30 cm gross und messen und analysieren Lufttemperatur und -feuchtigkeit (Hygrometrie), Niederschlagsmenge und Windgeschwindigkeit. Sie verfügen über Sensoren, die mit Niedriggeschwindigkeitsnetzen verbunden sind. Die Daten übermitteln sie alle 15 Minuten über eine App an den Landwirt. „Er kann so in Echtzeit die Bewässerung oder den Einsatz von Betriebsmitteln steuern“, unterstreicht Martin Ducroquet. Er ist Mitbegründer des Unternehmens aus Lille, das bereits über 33’000 Sensoren in Europa, und davon 20’000 in Frankreich, installiert hat. Und die Ergebnisse lassen sich sehen: „Mehr als die Hälfte der Kartoffelbauern, die unsere App nutzen, hat nach eigenen Angaben den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln um mindestens 30% verringert,“ zitiert Ducroquet aus den Ergebnissen einer Umfrage unter 1’000 Landwirten, die Sencrop einsetzen.
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Manchmal aber dient die Technik auch dazu, an fast vergessene Praktiken wieder anzuknüpfen. Das französische Unternehmen Naïo Technologies vertreibt seit 2013 Roboter, die selbstständig den Boden bearbeiten, säen und Unkraut jäten. In Zeiten des agroökologischen Wandels ist die mechanische Unkrautvernichtung unerlässlich, um die Bekämpfung effizienter zu gestalten. Das gilt besonders für Biobetriebe, die keine Herbizide einsetzen dürfen. Heute sind weltweit über 300 derartiger Roboter im Einsatz – vor allem im Gemüseanbau und im Weinbau. „Die Roboter verringern die Erosion, den mit der Landwirtschaft verbundenen CO2-Fussabdruck und den Einsatz von Herbiziden.“ So heisst es in einer Medienmitteilung, die im Dezember 2022 anlässlich der jüngsten Finanzierungsrunde von EUR 32 Millionen des weltweiten Branchenführers aus Toulouse veröffentlicht wurde.
Jagd auf chemische Pestizide
Der Einsatz digitaler Tools dürfte angesichts der Jagd auf chemische Pestizide. Frankreich verabschiedete 2015 den Plan Écophyto II, der eine Verringerung des Einsatzes von Pflanzenschutzmitteln auf den Feldern um 50% innerhalb von zehn Jahren vorsieht.
Anlegerinnen und Anleger sind sich der künftigen regulatorischen Vorgaben bewusst und setzen immer mehr auf Agrartechnik-Start-ups (AgTech). Dem Fonds AgFunder zufolge betrugen die Investitionen in Start-ups aus den Bereichen AgTech und FoodTech (neue Lebensmitteltechnologien) 2021 USD 51,7 Milliarden. Nach Angaben des INRAE umfassten die beiden Sektoren, die unter dem Begriff „AgriFoodTech“ zusammengefasst sind, vor zwei Jahren Tausende Start-ups weltweit – darunter etwa 400 in Frankreich.
Kognitive Hürden
Obwohl alle Ampeln für eine schnelle Entwicklung digitaler Werkzeuge auf Feldern und Bauernhöfen auf Grün stehen, gibt es immer noch Blockaden. „Wir haben es mit einer Unternutzung digitaler Systeme zu tun“, bedauert Véronique Bellon-Maurel. Sie erklärt dieses Phänomen damit, dass die Landwirte die „Kosten und Vorteile der Digitalisierung nicht kennen“: Die wenigen Studien, die es gibt, bleiben vertraulich.
Um dieses Problem zu beheben, erstellt das INRAE neue Bewertungsprotokolle. „Das Ziel ist eine objektive Messung des wirtschaftlichen Gewinns, der Vorteile für die Umwelt, aber auch der immateriellen Vorteile – wie Zeitgewinn und Arbeitserleichterung“, erläutert sie.
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Ein anderes Hemmnis – und nicht nur typisch für die Landwirtschaft: kognitive Hürden der Art „ich kann nicht“, „das ist nicht mein Ding“ usw. Hier heisst das Schlüsselwort Aus- und Weiterbildung. Es gibt bereits Initiativen – wie etwa das AgroTIC Mobilab. Es bietet direkt vor Ort Animationen rund um digitale Technologien. Die Einrichtung wird von OccitANum, einem Innovation Lab mit Schwerpunkt Landwirtschaft und Ernährung in der französischen Region Okzitanien unterstützt. Sie bietet Vorführungen speziell zu Sensoren und vernetzten Objekten. Damit möchte sie „Fachleute der Branche für die Möglichkeiten der Digitalisierung sensibilisieren, indem wir ihnen die Funktionsweise kostengünstiger, einfacher und innovativer Lösungen vorstellen“.
Die Einführung neuer Technologien ist noch nicht weit verbreitet. Frankreich hat jedoch das Zeug zum Klassenprimus. Bei der Kapitalbeschaffung steht das Land in der Europäischen Union in diesem Bereich an erster und weltweit an fünfter Stelle1. Nur einige Beispiele: Das zuvor erwähnte Unternehmen Javelot schloss eine Finanzierungsrunde in Höhe von EUR 10 Millionen ab, um international zu expandieren und neue Dienstleistungen im Bereich Logistik anzubieten. Sencrop brachte USD 18 Millionen auf, um seine Führungsposition in Europa zu festigen. 2021 startete der französische Staat die Initiative „French AgriTech“: In diesem Rahmen stellt er über einen Zeitraum von fünf Jahren Mittel in Höhe von EUR 200 Millionen für innovative Projekte bereit.
1 www.gouvernement.fr/actualite/la-french-agritech-au-service-de-l-innovation-agricole
Mental blocks
Despite all the green lights for the rapid development of digital tools on farms and in fields, some obstacles remain. “We are seeing underutilisation of digital systems,” says Bellon-Maurel. The explanation, she believes, is that farmers “do not know the cost and benefits of digitalisation” because few studies exist and they are confidential.
INRAE has drafted new evaluation protocols to remedy this. “The aim is to measure the economic and environmental benefits, but also the intangible benefits such as time savings and the fact that the work is less arduous,” Bellon-Maurel explains.
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Another obstacle is one that is not restricted to the farming world: mental blocks. People say “I can’t do it” or “It's not for me”, but the keyword in response to this is training. Some initiatives exist, for example the AgroTIC Mobilab, a mobile lab that provides animations demonstrating digital technologies directly in the field. Supported by OccitANum, an innovation lab specialising in farming and food that is based in the Occitania region, the travelling lab gives demonstrations focussing on sensors and digitally connected objects to “raise awareness of the opportunities offered by digital technology, by showing how simple, innovative, low-cost solutions work.”
Although new technological procedures have yet to be widely embraced, France is top of the class. It is the leading European country when it comes to fundraising in this area and ranks in fifth place worldwide. Javelot has completed a EUR 10 million financing round to expand internationally and offer new services in the logistics field, while Sencrop has raised USD 18 million to consolidate its position as a leader in Europe. With French AgriTech launched only two years ago, the French government aims to invest EUR 200 million in innovative projects over a five-year period.
Wichtige Hinweise.
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