Kategorie Innovation & Technologie - 19. Dezember 2025

Kakao unter Druck: Wie Satellitendaten zur nachhaltigen Schokolade gereichen

Ob Adventkalender oder Schokonikolaus: Wann, wenn nicht jetzt ist die schokoladigste Zeit des Jahres. Im Advent steigt der Schokoladenkonsum deutlich. Was viele Konsumentinnen nicht wissen – der dafür benötigte Kakao stammt überwiegend aus Westafrika, wo der Anbau zunehmend unter Druck gerät. Krankheiten, extreme Wetterereignisse und veraltete Plantagen lassen die Erträge sinken. Die Folgen sind steigende Weltmarktpreise, Waldrodungen und neu angelegte Kakaoplantagen in ökologisch sensiblen Gebieten.

Um diesen Entwicklungen entgegenzuwirken, wird am JOANNEUM Research im Rahmen des ASAP-Programms ein neues satellitengestütztes Monitoringsystem für den Kakaoanbau entwickelt. Das Projekt CoMPASS (Cocoa Monitoring and Productivity Assessment System) wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Innovation, Mobilität und Infrastruktur (BMIMI) über die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) gestützt.

Satellitengestütztes Monitoring für Westafrika

Seit Oktober arbeitet das Institut DIGITAL der JOANNEUM RESEARCH gemeinsam mit dem Wiener Start-up Beetle ForTech und dem Grazer Technologieunternehmen Another Earth EOD FlexCo an der Entwicklung dieses Systems. Ziel ist es, Kakaoplantagen in Westafrika zu kartieren, ihre Vitalität zu bewerten und Schäden durch Krankheiten wie die Cocoa Swollen Shoot Virus Disease (CSSVD) frühzeitig zu erkennen.

„Wir wollen mit unseren Entwicklungen frühzeitig erkennen, wo eingegriffen werden muss – und das noch bevor sich Krankheitserreger großflächig ausbreiten können – und wo der Kakaoanbau in Zukunft nicht mehr produktiv ist. Neben den Krankheitserregern sind auch veraltete und unproduktive Kakao-Plantagen und klimawandelbedingte Veränderungen bei geeigneten Anbauzonen schuld daran“.
Janik Deutscher, JR-Forschungsgruppenleiter für Fernerkundung und Geoinformation

Mithilfe von Satellitendaten, Drohnenbildern, Wetter- und Klimadaten sowie synthetisch erzeugten Trainingsdaten sollen Ernteausfälle prognostiziert und die Ausbreitung von Krankheitserregern eingeschätzt werden. Die daraus abgeleiteten Karten und räumlichen Statistiken zur Plantagenverteilung, Vitalität, Ernteprognose und zum Waldzustand dienen sowohl der lokalen Landwirtschaft als auch Akteurinnen entlang der globalen Lieferkette.

Beitrag zur EU-Entwaldungsverordnung

Ein zentraler Mehrwert des Projekts liegt in der Unterstützung der EU-Entwaldungsverordnung (EUDR), die Kakaoimporte künftig an Umwelt- und Herkunftskriterien koppelt. CoMPASS identifiziert Flächen, in denen illegal gerodet wurde oder ein besonders hoher Landnutzungsdruck besteht, und schafft damit eine datenbasierte Grundlage für transparente Lieferketten und nachhaltige Beschaffung.

Technisches Kernstück ist die Analyse mehrjähriger Zeitreihen aus Sentinel-2-Satellitenbildern. Diese machen Veränderungen in der Pflanzenvitalität sichtbar und werden mit Wetter- und Klimadaten kombiniert, um Trends und Prognosen abzuleiten. Sentinel-2 ist Teil des Copernicus-Programms der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Vergleichbare Methoden kommen bereits erfolgreich im Borkenkäfermonitoring zum Einsatz – nun werden sie auf tropische Regionen übertragen.

„Unser Projektpartner Beetle ForTech nimmt mittels Drohnenbefliegung zusätzlich hochauflösende Bilder einzelner Kakaoplantagen in der Elfenbeinküste auf, um direkt vor Ort den Zustand der Pflanzen genau zu erfassen. Diese Daten nutzen wir anschließend, um daraus KI-basierte Klassifikationsmodelle für Satellitenaufnahmen zu entwickeln. Weitere In-situ-Daten, die zusätzlich von Kakaobauern über eine eigene Crowdsourcing-App erhoben werden, liefern wichtige Informationen zur Vitalität der Bestände, zum zeitlichen und räumlichen Auftreten von Krankheiten und Krankheitsbildern und zu lokalen Erntemengen“, ergänzt der Geowissenschafter Deutscher.

Wälder als natürliche Barrieren

Ziel ist es, auch kleinräumige Schäden zu erfassen, die in Satellitenbildern visuell nur schwer erkennbar sind, und daraus verlässliche Referenzdaten für die Entwicklung und Validierung KI-gestützter Analysemodelle zu gewinnen.

„Gerade in tropischen Regionen mit starken Regen- und Trockenzeiten ist die kontinuierliche Beobachtung von Vegetation mit optischen Satellitendaten aufgrund wechselnder Bewölkungssituation eine besondere Herausforderung. Wir analysieren die Anbauflächen für Kakao daher kontinuierlich und auch rückwirkend über längere Zeiträume von mehreren Jahren, um aktuelle Vitalitätsänderungen frühzeitig zu erkennen“, erklärt Deutscher.

Zusätzlich prüft das Projektteam die Einbindung von Daten des neuen ESA-Satelliten BIOMASS, der Informationen zur Waldhöhe und oberirdischen Biomasse liefert. Damit lässt sich analysieren, ob natürliche Barrieren wie angrenzende Wälder die Ausbreitung von Krankheitserregern eindämmen können. CSSV wird etwa über Schmierläuse übertragen, die sich nur begrenzt fortbewegen.

Auch Agroforst-Plantagen, in denen Kakao gemeinsam mit schattenspendenden Bäumen wächst, könnten laut Studien die Ausbreitung der CSSVD reduzieren. Die vielfältige Vegetationsstruktur wirkt als natürliche Barriere und schafft ein für Schädlinge ungünstigeres Mikroklima.

Künstliche Daten für reale Herausforderungen

Da vor Ort nur begrenzt Referenzdaten erhoben werden können, kommen im Projekt zusätzlich synthetische Satellitenbilder zum Einsatz. Diese erweitern die Trainingsdaten für KI-Modelle, die Krankheitsmuster, Ertragsverluste und Vitalitätsveränderungen automatisiert erkennen sollen. Generiert werden diese Daten von Another Earth, einem österreichischen Spezialisten für synthetische Erdbeobachtungsdaten.

Ziel von CoMPASS ist die Entwicklung eines Prototyps für ein digitales Kakao-Monitoring, das Kakaoproduzentinnen, Kooperativen, Händlerinnen, Schokoladenherstellerinnen, Förderprogramme und Zertifizierungsstellen als wirtschaftliche und nachhaltige Entscheidungsgrundlage dienen kann. Langfristig sollen die gewonnenen Erkenntnisse auch auf andere landwirtschaftliche Kulturen übertragbar sein. Denn eines ist klar: Auch in Zukunft soll uns besonders in der Vorweihnachtszeit die Schokolade nicht ausgehen.