Welche Lebensmittelproduktionsmethoden würden es einer Metropole wie New York ermöglichen, autark zu werden?

Sie sollten mit einer Technologie beginnen, die Licht erzeugt, das für den Anbau von Pflanzen in Innenräumen geeignet ist. Pflanzenlampen gibt es natürlich, aber sie sind furchtbar energieintensiv. Mit der Technologie der nahen Zukunft werden Sie bessere Energiequellen im kleinen Maßstab haben.

Stellen Sie sich Wolkenkratzer vor, die nicht mit Ziegeln verkleidet sind, sondern mit Solarmodulen, die wie Ziegel (oder Stein oder Verkleidung) aussehen. Wir haben bereits Solarmodule, die wie Dachschindeln aussehen (und diese ersetzen) (mit dem zusätzlichen Vorteil, dass sie alle klein sind, sodass kein Schatten ein ganzes Modul zerstören würde ... Solarzellen produzieren nur so viel, wie eine bestimmte Zelle produziert , pro Platte).

Stellen Sie sich Windkraftlösungen vor, die keinen Lärm machen oder Vögeln schaden und die billig genug sind, um sie an jedem Balkongeländer und jeder Dachkante anzubringen. Auf jeder Autobahn-/Straßenüberführung oder überall sonst ist Wind ein Problem (Städte verwenden derzeit Skulpturen und Landschaftsgestaltungen, um den Wind abzulenken). Nutzen Sie auch die Wellenkraft entlang der Küste.

Diese Technologien existieren derzeit alle, werden aber aufgrund von Skaleneffekten, mangelnder Integration in staatliche Entscheidungen und so weiter nicht (viel) produziert. Es ist alles durchaus machbar, mit dem Willen dazu. In naher Zukunft werden diese Generatoren effizienter sein und auch bessere Batterien laden. So können wir uns das zumindest vorstellen.

Verwenden Sie diesen billigen und leicht zugänglichen Strom für (effizientere) Wachstumslampen, Wasserpumpen (beide Richtungen) und Belüftung. Jetzt verwandeln Sie Wände und hängende Raumteiler in Gärten.

Sowohl in den Häusern:

(Französisch: Mur végétal Intérieur de l'entreprise Urban Garden )

Und im öffentlichen Raum:

( Referenz )

Für Eiweiß und zusätzliche Fette kannst du Samen wie Hanf, Mohn, Senf, Flachs und Chia anbauen. Für Kalorien, Hydrokulturkartoffeln, Süßkartoffeln, für Kalorien plus Eiweiß: Hülsenfrüchte.

Spalierobstbäume und Weinreben können problemlos an Wänden angebaut werden. Vielleicht ein Stand auf einem Balkon, dann muss der Baum fast bis zum oberen Balkon reichen. Dies würde ihm volle Sonne (wenn nicht nach Norden ausgerichtet) und etwas Regenwasser geben. Apfel, Birne, Kirsche, Traube, Feige, Zitrusfrüchte usw. (wählen Sie nach Klima).

Haben Sie für noch mehr Protein einige Grillenfarmen .

Sie müssen in den Parks, Dächern und anderen Freiflächen immer noch etwas mehr konventionelle Landwirtschaft (und Tierhaltung) betreiben, aber diese Techniken werden den Platzbedarf dafür verringern. Sie sollten auch Ihre Landschaftsbäume und andere Pflanzen so auswählen, dass sie essbar sind. Warum eine blühende Kirsche einsetzen, wenn Sie eine Frucht haben?

Mit Aquaponik liegt Starfish Prime richtig. Dafür gibt es in NYC und anderen Küstenmetropolen reichlich Platz. Wenn Sie davon ausgehen, dass die nahe Zukunft das Wasser gereinigt hat.

Die Zahlen summieren sich mit der aktuellen Technologie nicht für ein nachhaltiges System.

Pflanzen sind der effizienteste Weg, um erneuerbare Energie in Nahrung umzuwandeln, aber „am effizientesten“ bedeutet nicht „effizient“. Die maximale Leistungsaufnahme durch Sonnenenergie liegt bei etwa 1kW/m^2. Pflanzen wandeln diese Energie mit einer Effizienz von bestenfalls etwa 3 % in Nahrung um, und das setzt voraus, dass die gesamte Pflanze essbar ist. Das bedeutet, dass Pflanzen maximal 30 W/m^2 umwandeln – wenn die Sonne scheint und es keine Wolken gibt. Über ein Jahr gemittelt beträgt die Tageslänge 12 von 24 Stunden, was die durchschnittliche „essbare Energie“ auf 15 W/m^2 reduziert. Berücksichtigen Sie den Einfluss des Wetters und andere Ineffizienzen, und Sie erhalten möglicherweise eine Zahl wie 5 W/m^2 im Durchschnitt über ein Jahr.

Ein sitzender Mensch benötigt etwa 100 W Leistung zum Überleben und mehr, um tatsächlich „Sachen zu erledigen“. Ein Mensch braucht also mindestens 20 Quadratmeter „Pflanzenraum“, um am Leben zu bleiben. Und wenn Sie versuchen, sich ausschließlich von einem 5 Quadratmeter großen Gemüsebeet zu ernähren, werden Sie schnell feststellen, dass dies eine ziemlich optimistische Schätzung ist!

Die Bevölkerungsdichte für New York City insgesamt beträgt einen Menschen pro 100 Quadratmeter, obwohl sie in den dichtesten Gebieten (z. B. Manhattan) auf einen Menschen pro 30 Quadratmeter reduziert ist.

Unter dem Strich müsste also buchstäblich jeder verfügbare Platz in der gesamten Stadt der hochintensiven Landwirtschaft zur Selbstversorgung gewidmet werden. Kein Platz verfügbar für grundlegende Infrastruktur wie Straßen - jeder verfügbare Platz würde für die Nahrungsmittelproduktion benötigt.

Ich würde wahrscheinlich zu so etwas wie Aquaponik tendieren , einer Kombination aus hydroponischer (oder möglicherweise aeroponischer ) Pflanzenzucht mit Fisch- oder Krustentier- Aquakultur , um Ihnen ein bisschen Protein und den Pflanzen ein bisschen Dünger (über den Fischkot) zu geben.

Wenn Sie nicht an ein herkömmliches Wachstumssubstrat gebunden sind, können Sie Ihre Farmen überall aufstellen, z. B. an den Seiten und Spitzen von Wolkenkratzern. Das wird wohl auch dem Mikroklima der Weltstadt gut tun. Das große Problem im Moment ist der Anbau anständiger Pflanzen ... Blattsalate sind einfach, aber was Sie wirklich wollen, ist Obst und Gemüse und Getreide und so weiter. Das Überwinden dieser technischen Hürde erfordert offensichtlich keine Super-Future-Ultratech, also scheint es, als würde es Ihren Bedürfnissen entsprechen.

Ich meine mich zu erinnern, dass einige bestehende Scifi-Settings diese Art von Setup verwenden ... Ich denke, Gibsons Sprawl-Trilogie bezieht sich auf diese Art des Farmens, aber ich bin sicher, dass es auch anderswo vorkommt.

Sie könnten erwägen, menschliche Abfälle zu recyceln , um sie als Dünger zu verwenden, aber Menschen haben eine irritierende Tendenz, eine Menge potenziell ziemlich gefährlicher Arzneimittel zu verwenden, und neigen auch dazu, ziemlich viele unangenehme Krankheitserreger auszuscheiden. Es kann eine ziemliche Herausforderung sein, menschliches Material so zu behandeln, dass es sicher ist, ohne auch seine nützlichen Eigenschaften zu entfernen. Schauen Sie sich auch die Probleme mit Milorganit an ... es enthält besorgniserregende Mengen an Schwermetallen, also ist es großartig für die Düngung von Non-Food-Pflanzen, aber nicht so gut, wenn Sie das Endergebnis essen wollen. Die Poop-Reinigung mag für Sie ein Scifi-Schritt zu weit sein, aber denken Sie daran.

Für einen noch längeren Schuss ziehen Sie die Zucht von Algen und Schalentieren in Betracht. Sie möchten, dass das Meer für so etwas ziemlich sauber ist, aber wenn Sie ökologisch genug denken, um Städte autark zu machen, und Sie alle von Ihnen produzierte Kacke recyceln, gibt es Hoffnung, dass Sie auch sortieren können auch Ihre umweltverschmutzenden Industrien. New York hat viele Küsten, und während die Fischzucht ziemlich umweltschädlich ist, macht die Zucht von Schalentieren das Meer zu einem schöneren Ort. Sie könnten so etwas wie Langleinen-Muschelzucht betreiben , vielleicht mit schwimmenden Algengestellen darüber. Sie können die Muscheln immer verwenden, um das Wasser für die zukünftige landwirtschaftliche Nutzung zu reinigen, und die Algen als Biokraftstoff, bis das Meer eines Tages wieder sauber genug ist, um davon zu essen.

Der gute alte Asimov verwendete in seinem Werk „Die Höhlen aus Stahl“ gentechnisch veränderte Hefen, um die Megalopolis zu ernähren, die sich unter der Oberfläche des Planeten Erde drängte.

Normale Hefe kann bereits als Nahrungsergänzung verwendet werden:

Hefe wird in Nahrungsergänzungsmitteln verwendet, insbesondere in solchen, die an Veganer vermarktet werden. Es wird oft als "Nahrungshefe" bezeichnet, wenn es als Nahrungsergänzungsmittel verkauft wird. Nährhefe ist eine deaktivierte Hefe, normalerweise S. cerevisiae. Es ist von Natur aus fett- und natriumarm und eine ausgezeichnete Quelle für Protein und Vitamine, insbesondere die meisten Vitamine des B-Komplexes (entgegen einiger Behauptungen enthält es wenig oder kein Vitamin B12) sowie andere Mineralien und Cofaktoren, die für das Wachstum erforderlich sind . Einige Marken von Nährhefe, wenn auch nicht alle, sind mit Vitamin B12 angereichert, das separat von Bakterien produziert wird.

1920 begann die Fleischmann Yeast Company, Hefekuchen in einer Kampagne "Hefe für die Gesundheit" zu bewerben. Sie betonten zunächst Hefe als Vitaminquelle, gut für Haut und Verdauung. Ihre spätere Werbung beanspruchte ein viel breiteres Spektrum an gesundheitlichen Vorteilen und wurde von der Federal Trade Commission als irreführend zensiert. Die Modeerscheinung für Hefekuchen hielt bis Ende der 1930er Jahre an.

Nährhefe hat einen nussigen, käsigen Geschmack und wird oft als Zutat in Käseersatz verwendet. Eine weitere beliebte Verwendung ist als Topping für Popcorn. Es kann auch in Kartoffelpüree und Bratkartoffeln sowie in Rührei verwendet werden. Es kommt in Form von Flocken oder als gelbes Pulver mit ähnlicher Textur wie Maismehl. In Australien wird es manchmal als "herzhafte Hefeflocken" verkauft. Obwohl sich "Nahrungshefe" normalerweise auf kommerzielle Produkte bezieht, haben unzureichend ernährte Gefangene "hausgemachte" Hefe verwendet, um Vitaminmangel zu verhindern.

Mit etwas Gentechnik kann man die Mängel überwinden.

Sie müssen eine neue Energiequelle einkalkulieren. Wie @alephzero in ihrer Antwort erklärt, reicht es nicht aus, wenn Sie das gesamte Sonnenlicht, das auf New York fällt, nehmen und Pflanzen es in Nahrung umwandeln lassen. Sie brauchen eine Stromquelle und bauen dann Lebensmittel auf jeder Etage und an Wänden in Hochhäusern an, wie @cyn in ihrer Antwort beschreibt.

Die Extrapolation von Hydrophonen, die in der realen Welt existieren, sollte mit einem Körnchen Salz aufgenommen werden. Zwar gibt es auf der Welt Städte mit hoher Dichte, in denen hydrophonischer Anbau von Salaten stattfindet, aber dies dient der logistischen Optimierung. Die Lebensmittel werden in der Stadt angebaut, sodass die Premium-Salate noch am Tag der Ernte an die Kunden geliefert werden können. Dies ist ein kleiner Nischenmarkt und Sie brauchen eine große Stadt, um genügend Kunden zu bekommen. Der Anbau von Getreide erfordert viel mehr Platz und viel mehr Energie. Die Beleuchtung müsste fast kostenlos sein, damit die Hydroponik alle unsere Lebensmittel zu einem vernünftigen Preis produzieren kann.

Welche Energie kann also vor Ort gewonnen werden? Wärme aus der Erde. Weltweit entsteht „geothermischer“ Strom, wenn heißer Dampf aus Tiefbohrungen Turbinen antreibt. Der Bundesstaat New York ist dafür kein besonders guter Ort, da er einen lauwarmen Untergrund hat, aber wenn man tief genug bohrt, kann man immer Hitze finden. In New York müssen die Brunnen 6 Kilometer oder mehr tief sein, um die wirklich hohen Temperaturen zu erreichen. In einer Science-Fiction-Umgebung können Sie diese Brunnen beliebig verlängern und unter dem Ozean ausdehnen, um so viel Energie zu erhalten, wie Sie möchten.

Was Sie im Grunde beschreiben, nennt man „ Landwirtschaft mit geschlossenem Kreislauf “. Die Idee ist, dass Sie alle Abfallprodukte aus der Herstellung UND dem Verzehr von Lebensmitteln auffangen und sie wieder in das System zurückführen. Die Kartoffeln von Matt Damon aus „ The Martian “ sind ein perfektes Beispiel. Sie stellen sich etwas in einem viel größeren Maßstab vor, aber das Prinzip ist dasselbe.

Es gibt zwei wirklich entscheidende Komponenten, damit diese Idee für stark urbanisierte Orte funktioniert.

Erstens: Sie müssen in Ihrem Recyclingprogramm SEHR streng sein. Nichts wird im Hudson entsorgt, jedes bisschen Wasser und organischer Abfall, das Ihre Bevölkerung erzeugt, muss aufgefangen, verarbeitet und wieder in Ihre Lebensmittelproduktion zurückgeführt werden.

Zweitens: Sie würden immer noch viel Platz für die Lebensmittelproduktion benötigen. Hydroponik und so weiter geben Ihnen Möglichkeiten, diesen Raum zu konzentrieren, aber es geht nur so weit. Dieser vorherige Artikel hier von Worldbuilding gibt einige großartige Informationen zu diesem Thema.

Sie haben uns die Metropole New York gegeben , die uns viele Optionen bietet. Wenn Sie auf die Regierung hören, hat die MSA von New York 19,9 Millionen Menschen auf 17.405 Quadratkilometern. oder 1143 Personen pro km² oder 874 m² pro Person.

Wie die Mathematik von Alephzero zeigt, braucht man 20 Quadratmeter Land, um Pflanzen anzubauen, einfach um am Leben zu bleiben. Selbst wenn wir unsere Definition von „städtischem Gebiet“ verkleinern und die Quadratmeter pro Person reduzieren, können wir immer noch eine Menge Schrumpfung ertragen, bevor wir wirklich in Schwierigkeiten geraten.

Sonnenanbetung

1000 Watt/m² sind zu wertvoll, um sie zu verschwenden. Künstliche Beleuchtung wird niemals den Senf schneiden, Sie können mit keiner vorhersehbaren Technologie auch nur annähernd die Effizienz erreichen, die Sie benötigen. Ich rede von Zukunft . Im Moment ist es in der Kategorie "fuggedaboutit". Du hast

 174,050,000,000,000 Wh/day of sunlight on the MSA, and you cannot replace that with a
      30,000,000,000 Wh/day nuclear plant.  Not even close.

Man muss die Sonne nutzen und das Beste daraus machen.

Auch hier kommt es darauf an, wie Sie den U-Bahn-Bereich definieren. Je kleiner Sie die U-Bahn definieren, desto mehr Extreme müssen Sie gehen, um jeden Quadratmeter Sonneneinstrahlung für den Anbau von Lebensmitteln zu nutzen. Grob in der Reihenfolge Intensität/Engagement/Kosten:

• Maximieren Sie den Ertrag des Ackerlandes bereits in der U-Bahn, indem Sie Taktiken wie Polyface Farm (lesen Sie Abschnitt 2 von The Omnivore's Dilemma ) verwenden und paradoxerweise Vorstadthäuser als „Wald“-Teil dieses Designs aufbäumen.

• Verlangen Sie, dass alle Residenzen mit Höfen Siegesgärten haben .

• Oder besser, Gewächshäuser, wie in dieser Stadt in der Ukraine (innerhalb von 10 Meilen von einem Kern- und Kohlekraftwerkskomplex, wo die von den Kraftwerksturbinen nicht nutzbare Abwärme zum Heizen der Gewächshäuser geleitet wird).

Die langen, schmalen Gewächshäuser könnten teilweise automatisiert werden, indem Maschinen auf „Eisenbahngleisen“ die Länge des Gewächshauses auf und ab fahren, mit Werkzeugköpfen, die eine mechanisierte Landwirtschaft betreiben, oder den Landwirten einfach Zugang zu allen Pflanzen verschaffen, ohne dass sie verschwenden müssen Quadratmeterzahl auf Gängen. Die Gewächshäuser könnten miteinander verbunden werden, sodass eine wertvolle Maschine einen Transfertisch verwenden könnte, um sich seitlich von Gewächshaus zu Gewächshaus zu bewegen.

• Drängen Sie in Wasserstraßen mit Mülldeponien, um Getreide anzubauen
• Fordern Sie Häuser mit Höfen auf, den gesamten Hofraum effektiv für Feldfrüchte zu nutzen, Zierbäume zu entfernen usw.
• Atomkraft zur Stromerzeugung und Abwärme für die oben genannten Gewächshäuser für das ganzjährige Pflanzenwachstum
• Lassen Sie die Menschen am Ende ihres Blocks parken, reduzieren Sie die Straßenkapazität / -breite auf genau die Breite eines Lieferwagens, und zurückgewonnenes Land und Zufahrten werden für den Anbau von Feldfrüchten umfunktioniert
• Verbessern Sie den Transit, schränken Sie das Fahren erheblich ein (muss wahrscheinlich sowieso passieren, da Autos viel Energie benötigen), veralten Sie viele Straßen und stellen Sie auf den Anbau von Feldfrüchten um.
• Fahre über Straßen und Schienen, um Feldfrüchte anzubauen
• Fordern Sie, dass alle Einfamilienhäuser erdgeschützt wieder aufgebaut werden, damit 100 % des Hofes jetzt bewirtschaftet werden können.
• In der Hochhausstadt selbst findet eine Menge Technik statt, um jeden einzelnen Strahl einzufangen. Bei bestehenden Gebäuden werden die Dächer (in der Breite) verlängert. Sehr hohe Gebäude werden verändert, um jede Ost-, Süd- und Westausrichtung in Gartenbeete zu verwandeln. Gebäudeinnenräume werden zu effektiven Gewächshäusern.

Jedes Stückchen Solarisation landet irgendwo, wo es gebraucht wird .

In den extremen Umgebungen wird künstliches Licht (möglicherweise mit Solarenergie) verwendet, um von Menschen bewohnte Räume gerade genug zum Leben zu beleuchten, wodurch sie dunkel und düster werden, ähnlich wie in der alten ummauerten Stadt Kowloon.

Wie andere Antworten gezeigt haben, könnte eine optimale Nutzung von Dachgärten und Dächern über Straßen und Parkplätzen ausreichen. Die städtischen Moties in The Mote in God's Eye nutzten diese Technologie als Backup-Plan für den Fall, dass ihre Transportnetze unweigerlich zusammenbrachen und die Nahrung von ihrem ländlichen Ackerland abgeschnitten wurde.

Aber angenommen, Sie wollen nur einen Teil einer Küstenstadt für Farmen nutzen? Die folgenden Technologien ermöglichen es, einige Gebäude auf die Landwirtschaft zu spezialisieren, während der Rest des Stadtbildes, das Sie kennen und lieben, erhalten bleibt.

1. Uran aus Meerwasser extrahieren. ( Im Moment im Prototypenstadium .)
2. Verarbeiten Sie das Uran, um Kernbrennstoff zu erhalten. (Bewährte Technologie, aber sicherheits- und geopolitische Risiken.)
3. Verwenden Sie formstabile Kernkraftwerkskonzepte. (Verhindert Kernschmelzen. Vor 15 Jahren erfolgreich als Prototyp entwickelt , aber immer noch mit Bürokratie beschäftigt.)
4. Verglasen Sie den Atommüll. ( Bewährte Technik. Auch bürokratisch gebunden.)
5. Entsalzen Sie Meerwasser, um Bewässerungswasser herzustellen. ( Bewährte Technologie. )
6. Verwenden Sie die Abwärme der Kernkraftwerke, um jedes landwirtschaftliche Gebäude auf die optimale(n) Temperatur(en) für das Wachstum der darin befindlichen Pflanzen und Tiere zu heizen. ( Bewährte Technologie. )
7. Platzieren Sie die Farmen in mehrstöckigen, niedrigen Gebäuden. (Bewiesene Technologie.)
8. Verwenden Sie Hydroponik, um das Bodengewicht zu minimieren und die Anzahl der Ernten pro Jahr zu optimieren. (Bewiesene Technologie.)
9. Verwenden Sie eine hocheffiziente Beleuchtung, um die Lichtfarbe(n) zu erzeugen, die für den Anbau der gewünschten Pflanzen optimal sind. Vermeiden Sie Kopfschmerzen verursachende Beleuchtung, da es nicht optimal ist, Ihre Mitarbeiter in den Wahnsinn zu treiben. (Technologie der nahen Zukunft. Muss wahrscheinlich aktualisiert werden, wenn die Beleuchtungstechnologie effizienter wird.)
10. Finden Sie Verwendungsmöglichkeiten für die Abwärme aus der Beleuchtung der Indoor-Farmen heraus.
11. Abwasserbehandlungsanlagen haben, um Verschmutzungen durch Viehhaltung zu beseitigen. (Bewiesene Technologie.)
12. Sterilisieren Sie den Abwasserbehandlungsabfall und verwenden Sie ihn als Dünger für Tierfutterpflanzen. ( Sicherer in dieser Anwendung als bei der Verwendung mit Abwasser, das gefährliche Abfälle enthält. )
13. Fixieren Sie Stickstoff aus der Luft, um den Dünger zu ergänzen. ( Bewährte Technologie. )
14. Extrahieren Sie optional Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium, Chloride und Sulfate aus Meerwasser . Die Extraktion dieser Elemente (und des Urans) kann aus dem konzentrierten Abwasser der Entsalzungsanlagen erfolgen.

Diese Technologien gehen davon aus, dass reichlich Kohlendioxid aus der Luft verfügbar ist. Es müssten weiterhin Düngemittel importiert werden, die Phosphate, Eisen und seltenere Elemente wie Mangan enthalten.

Ich glaube, es gibt ein Konzept der vertikalen Landwirtschaft, bei dem wolkenkratzerähnliche Gebäude auf jeder Etage Farmen anstelle von Büros haben.

Mit Hydroponik oder Aeroponik könnten viel mehr Lebensmittel pro Flächeneinheit angebaut werden als beim traditionellen Feldanbau, und vertikale Landwirtschaft würde die für die Lebensmittelproduktion in einer Stadt verfügbare Fläche vervielfachen. Die Kombination dieser beiden sollte es ermöglichen, in einem Ballungsgebiet genügend Nahrungsmittel anzubauen, um die Bevölkerung zu ernähren.

In einer Basis auf einem fremden Planeten oder einem Lebensraum im Weltraum würde alles, einschließlich Abfälle, recycelt werden. Jedes Atom von Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff usw. würde also immer wieder verwendet werden, um Lebensmittel zu produzieren. Und das wäre sicherlich auch in einer Stadt auf der Erde möglich.

Es gab hier einige Fragen zur größtmöglichen Produktion von Nahrungsmitteln pro Einheit Landfläche mit verschiedenen Techniken.

Siehe hier: Tolkien Architecture a Reality Check: Dwarvish Kingdoms 1

und hier: Wie können Zwerge unterirdisch Honig produzieren? 2

Und hier: Wie viele Menschen kann man pro Quadratkilometer Ackerland ernähren? 3

Wenn Sie bereit sind, die "Magie" der Nanotechnologie als Antwort zu akzeptieren, dann kann die Feed- (oder später die Seed-) Technologie, wie sie in Neal Stephensons "Diamond Age" gezeigt wird, dies tun. Die Räumlichkeiten sind:

1) Nanotech-Bautechniken ermöglichen es Ihnen, Diamantformen aus reinem Kohlenstoffeinsatz zu erstellen. Formen und Mischungen aller anderen Elemente und Verbindungen können mit gegebener Zeit, Energie, Vorlagen für die Baupläne, Berechnungen und anderen Überlegungen zur Infrastruktur hergestellt werden.

2 ) Perfekte Zersetzung von Müll, Abwasser und zufälligem Meerwasser in perfekt getrennte Elementarklumpen. Kombinieren Sie gefährliche Elemente wie Fluor zu sicheren Verbindungen. Eine Kugel aus Diamant ist wahrscheinlich der sicherste und zuverlässigste Transportbehälter.

3) Perfektes Pumpsystem dieser Klumpen. Verwenden Sie Kugeln anstelle von Würfeln, um besser zu pumpen. Verwenden Sie als Trägermedium und Kühlkörper reines, sauberes Wasser. Markieren Sie jede Kugel mit ihrem Nutzlastklumpen, verfolgen Sie sie und senden Sie sie aus dem Zerlegungszentrum. Oder haben Sie eine Reihe von Zerlegungszentren und verwenden Sie ein System wie TCP/IP, um Klumpen bei Bedarf zu senden. Wie auch immer, es sieht aus wie ein Gefäßsystem, das in einem Feed abpumpt.

4) Materie-Compiler in jedem Haus, Geschäft und jeder Straßenecke. Diese fordern Daten, Energie und Atomklumpen aus dem Feed an. Der Materie-Compiler erstellt physische Objekte gemäß den Vorlagen im Speicher oder die er aus dem Internet abruft.

5) Jedes Haus, Geschäft und jede Straßenecke hat ein Abfallsystem. Wenn die Zersetzungsmaschinen klein gemacht werden können, dann haben Sie einfach eine in jedem Haushalt. Wenn Sie eine große brauchen, dann haben Sie ein herkömmliches Abwassersystem, das alles zur Zersetzungsmaschine wegspült.

6) Stromerzeugung aus nuklearen, geothermischen, Sonnen-, Wind- und/oder anderen Quellen. Die perfekte Zersetzung kann auch im Bergbau oder im Meerwasser angewendet werden, sodass Uran leicht zu gewinnen und zu raffinieren ist.

In dieser Stadt kann die Bevölkerung extrem dicht sein, nur begrenzt durch die Wärmeentwicklung der Maschinen und Menschen. Wenn Menschen jeden Tag dieselben Atome mit minimaler Bewegung zerlegen und zusammensetzen (Essen, Trinken und Kleidung können aus denselben Atomen hergestellt werden, die früher im selben Gebäude oder sogar Raum als Abfall entsorgt wurden), dann gibt es relativ wenig Abfall durch den Transport.

Das mag ein wenig ekelhaft erscheinen - Kot, Urin, Atem, Hautschuppen, Kleidung usw. von gestern werden alle in den heutigen Konsum eingesponnen. Aber es ist das, was wir alle schon vor unserer Geburt getan haben. Wir sind bereits Teil des Wasserkreislaufs, des Kohlenstoffkreislaufs, des Stickstoffkreislaufs und vieler anderer biologischer Kreisläufe. Wenn Sie heute eine Erdbeere essen, war ein Teil davon noch vor einem Monat Gülle.

Das Decomposer/Feed/Compiler-System beschleunigt es lediglich, minimiert die Bewegung dummer Atome und wendet die Idee an, die gewünschte Vorlage perfekt neu zu erstellen. Wenn sie herausfinden, wie man die beste Erdbeere perfekt nachbildet, dann bekommen Sie diese, wann immer Sie wollen, ohne Makel, Insekten oder Alter seit der Ernte. Besser noch, da das Scannen eines Objekts nach einer Vorlage Zeit braucht und Vorlagen manuell überprüft werden können, um Unvollkommenheiten zu beseitigen, können Sie eine wirklich perfekte Erdbeere haben, etwas, das in einer echten Stadt niemals genossen werden könnte.

Jede Stadt gleicht jetzt einer Blume, die Kraft aus der Sonne und anderen Quellen aufnimmt und sich endlos wiederverwertet und verjüngt.

Autarke Städte werden ganz anders aussehen als die Städte, die wir kennen. Es ist wahrscheinlich eine gute Idee, sich ein paar verschiedene Taktiken zur Lokalisierung der Lebensmittelproduktion auszudenken und zu überlegen, wie diese das Gesicht der Stadt verändern werden. Vielleicht möchten Sie auch etwas Serviettenrechnung über Bevölkerungsgruppen, minimale Kalorienaufnahme, statistische Verteilung der Kalorienaufnahme über die Gesellschaftsschichten hinweg machen.

Es gibt auch viele verschiedene Umstände, die dazu führen können, dass Sie dies tun müssen oder möchten. Es könnte von Vorteil sein, auch diese zu durchdenken (erhöhte Transportkosten, Reisebeschränkungen aus dem einen oder anderen Grund).

Im Folgenden finden Sie einige Vorschläge für Taktiken zur Lokalisierung der Lebensmittelproduktion in Städten. Verwenden Sie Ihre Serviettenmathematik, um die Mischung auszuwählen, die für die Welt, die Sie bauen, funktioniert.

Zentralpark des Bauernhofs. Nichts verändert Prioritäten so wie Hunger. Öffentliche Räume könnten mit den richtigen Anreizen sehr schnell vom Rasen zum Essen werden. https://modernfarmer.com/2014/02/central-parks-sheeps-meadow/

Unterirdische Landwirtschaft. Brauchen Sie kein Sonnenlicht, wenn Sie Strom haben. Brauchen Sie keine Felder, wenn Sie reichlich unterirdischen Raum haben (U-Bahnstationen umfunktionieren?) https://www.sciencealert.com/world-s-first-underground-urban-farm-opens-for-business-in-london

Überall Austernbänke (dies schützt auch die Stadt vor Sturmfluten und reinigt das Wasser) https://observer.com/2016/07/how-a-billion-oysters-are-set-to-change-new-yorks-harbor /

Aquakultur (Fischzucht) http://www.cityfarmer.org/fish.html

Dachgärten (vielleicht kein großer Teil der Mischung, aber auffällig sichtbar) https://www.timeout.com/newyork/things-to-do/the-best-rooftop-gardens-in-nyc

Blumenkästen an jeder Wohnung (dezentralisieren Sie Ihre Lebensmittelproduktion, jeder trägt dazu bei wie die Siegesgärten des Zweiten Weltkriegs, denken Sie daran, dass das Einmachen von Dosen dann im täglichen Leben und in Gesprächen viel häufiger vorkommt) https://nutrigift.com/grow-endless-supply-cancer-fighting -lebensmittel-blumenkästen/

Fleisch aus dem Labor. Die Fleischproduktion nimmt viel Platz und Ressourcen in Anspruch. Laborfleisch wird wahrscheinlich in naher Zukunft eine großartige Proteinquelle sein. https://www.wired.com/story/lab-grown-meat/

Wie jemand vorher ausgerechnet hat, brauchen wir ungefähr 20 m2, um einen Menschen zu ernähren. Ungefähr 5 x 5 Meter, wenn wir etwas Platzverschwendung annehmen.

New York hat fast 9 Millionen Einwohner – machen wir es 10 Millionen für Touristen und andere Besucher.

Außerdem wollen wir etwas Platz für andere Zwecke, wie die Energieerzeugung, um völlig autark zu sein.

Das macht einen Block von 25*20km oder 500km2. Die Stadt NY (nicht der Bundesstaat) hat etwa 780 km2, sodass wir sogar einige Parks und Hauptverkehrsadern erhalten und einige zusätzliche Pflanzen für Bio-Artikel wie Teller, Verpackungen usw. produzieren können. Idealerweise größtenteils wiederverwendbar, um Platz in der Landwirtschaft zu sparen.

Der größte Teil des Stadtgebiets ist mit einem Gewächshaus oder einem hydroponischen Garten oben bebaut, vielleicht ein Gewächshaus mit Pflanzen, die weniger Licht benötigen, eine Etage tiefer, die Arbeits- und Wohnbereiche, die Versorgungsebenen (mit Straßen, Maschinen usw on) und bei Bedarf einige unterirdische Ebenen.

Insgesamt sollen etwa 5..10 Ebenen ausreichen, um viel Wohn- und Bürofläche, viel Platz für Gehwege und Transportsysteme zu bieten.

Die oberen Ebenen sind bündig, so dass sie Windturbinen keinen Widerstand entgegensetzen oder benachbarten unteren Gewächshäusern oder Solarmodulen im Weg stehen.

Die restlichen Parks und dergleichen werden intensiv für essbare Pflanzen, Holzproduktion usw. genutzt, damit sie auch produktiv bleiben.

Alle Abfälle (einschließlich toter Menschen) werden auf geeignete Weise kompostiert (einschließlich Pilzproduktion und dergleichen) und dann als Dünger für die Gewächshäuser oder Aquarien verwendet. Dadurch wird unter anderem auch Biogas für die Temperaturerhaltung im Winter bereitgestellt. Nicht viel mehr als aktuelle moderne Kanalisations- und Kläranlagen sind dafür nötig.

Menschen von Bedeutung oder die am Ende ihres Lebens zu viele Medikamente eingenommen haben, können in den Parks oder außerhalb der Stadt angemessen beerdigt werden. Einige werden möglicherweise eingeäschert, wobei die Abgase in Gewächshäuser geleitet und die Asche von den Angehörigen entsorgt wird.

Alles in allem ist es ohne Zukunftstechnologie leicht machbar, und es sind nur unsere kulturellen Normen, die dies verhindern.

Archaea sind ein weniger bekannter und sehr interessanter Bereich des Lebens, der plausibel modifiziert werden könnte, um zuvor ungenutzte (direkt über die Landwirtschaft) Energiequellen und molekulare Bausteine ​​für eine komplizierte großstädtische Nahrungskette zu schaffen.

Einige gedeihen unter extremen Bedingungen wie sehr hohen Temperaturen oder hohem Salzgehalt. Vielleicht könnten Sie eine Art geothermischen Prozess mit modifizierten Archaea haben, der Ihrer Nahrungskette eine weitere Energiequelle hinzufügt, anstatt direkt aus Sonnenlicht.

Sie könnten auch im Ozean verwendet werden, um nützliche organische/anorganische Stoffe aus dem Ozean an einem Ort wie NYC zu sammeln. Sie haben auch wechselseitige und kommensurale Beziehungen zu anderen Arten, die eine gewisse Inspiration für die Maximierung verfügbarer Ressourcen in vom Menschen konsumierbare Energie liefern könnten.

Sie könnten auch beim Recycling von Abfallprodukten von Menschen und anderen Teilen des Lebensmittelproduktionsprozesses hilfreich sein.

Es gibt keine moderne Technologie, die Sie brauchen. Vor 100 Jahren hatte NYC 3 Millionen Einwohner. Vor der Massenkühlung, den Autos oder dem Transport wurden alle Lebensmittel in einem Umkreis von einer Meile angebaut, am frühen Morgen von Esel und Maultier gekarrt, auf den Marktplätzen verkauft, dann an diesem Tag frisch gekocht und gegessen ... wie es getan wurde Jahrtausende um die Welt.

Auch heute noch haben viele der Metropolen auf der ganzen Welt eine beträchtliche Menge an frischen Produkten und treffen darauf, dass sie noch am selben Tag verkauft und verzehrt werden.

Das einzige, was die moderne Technologie brachte, waren billigere Lebensmittel aus weiter entfernten Orten.

Alles, was Sie brauchen, ist vielleicht mehr Ackerland. Sie müssen vielleicht zwei oder drei Meilen hinausfahren. Und man bräuchte mehr Leute, die Landwirtschaft betreiben. Lebensmittel würden mehr kosten als industriell hergestellte und transportierte Lebensmittel.

In ähnlich überfüllten Welten oder solchen, in denen die Fleischproduktion verboten wurde, habe ich gesehen, dass pflanzliche Ersatzstoffe verwendet wurden. Sie züchten nämlich handgewelltes Pflanzenmaterial in großen Bottichen unter der Stadt, die auch als CO2-Wäscher dienen. Diese Pflanze ist wahrscheinlich irgendeine Form von Algen, wie Nori oder Wakame, gentechnisch verändert, um den Proteingehalt zu erhöhen.

So wie es ist, enthält sogar nur eine Tasse 376 Kalorien, bei 14 % Fett, 40 % Kohlenhydraten, 47 % Protein. (www.fatsecret.com/calories-nutrition/generic/algae-dried). Eine schnelle Bildsuche zeigt, dass Algenfässer leicht einen Radius von 3 Fuß und eine Höhe von 10 Fuß haben können, was ungefähr 270 Kubikfuß oder 32316 Tassen Flüssigkeit entspricht. Selbst wenn Algen nur bei einer Dichte von 10 % wachsen können, sind das immer noch 3232 Tassen Algen oder genug für 646,6 Personen bei 2.000 Kalorien pro Tag.

Wenn wir davon ausgehen, dass sich die Bevölkerung von New York City verdoppelt, wenn wir den Punkt erreichen, von dem Sie sprechen, dann müssen wir 20 Millionen Menschen auf diese Weise ernähren. Wir brauchen also etwa 31.000 Algenfässer. Unter der Annahme, dass es sich um eine 310 x 100 große Reihe von Fässern mit jeweils drei Fuß auf jeder Seite handelt, beträgt die erforderliche Fläche 2790 Fuß x 900 Fuß oder etwa 0,02 % der Fläche von New York City.

Was "billig" angeht, weiß ich, dass ich einige ziemlich billig auf dem Markt kaufen kann. Eine skalierte Produktion würde die Kosten noch weiter senken.

Ich bin mir nicht sicher, was das Wachstumsmedium erfordert, aber kultiviertes Fleisch und zelluläre Landwirtschaft werden jedes Jahr rentabler. Es ist nur eine Frage der Zeit, bis die Prozesse soweit verbessert sind, dass größere Mengen kultiviert werden können.

Verabschieden Sie ein Gesetz, dass jedes Gebäude über "x" (3-5) Stockwerke gebaut werden muss, wobei die äußeren 15' an eine Farm verpachtet werden müssen. Die Gebäude sind bereits temperaturgeregelt und haben Wasser in sich. Führungskräfte verlieren ihre Sicht auf die Stadt für einen Blick durch eine Farm auf die Stadt mit einer Glaswand, die die Unternehmensmitarbeiter von der Farm trennt. Die Farmumgebung wird vollständig in sich geschlossen sein, sodass alle Kulturen, die besondere Jahreszeiten und Temperaturen benötigen, untergebracht werden können. Jedes Unternehmen muss mit einer Farm zusammenarbeiten, um Erweiterungen zu bauen.

Jeder gebaute Wolkenkratzer trägt auch zur Nahrungsmittelproduktion für die Stadt bei. In Verbindung mit anderen Ideen, die in anderen Antworten vorgestellt wurden, könnte dies die Lebensmittelproduktion erheblich steigern.