Public Acceptance of Digital, Autonomous Farming Technologies and Other Innovations: An Economic Analysis

Abstract

Technological change in agriculture is essential to balancing environmental conservation with global food security. Robotics, artificial intelligence, and digitalization (RAD) in agriculture offer potential for greater sustainability. Given the visibility of such changes in the context of food production, societal resistance is possible – but positive public perceptions could also help build trust. Therefore, this dissertation investigates public acceptance of RAD-based agriculture and contextualizes acceptance with other sustainable farming approaches. Further, this dissertation explores whether integrating solar energy production with agriculture (Agrivoltaics) can enhance the societal acceptance of solar energy projects on agricultural land. <br/> The first two essays examine public attitudes towards crop farming robots in Germany, for which representative online survey data have been collected. Images with concrete examples were presented to the participants. Analysis of the first essay finds low awareness of automated crop farming but positive overall attitudes and high interest. A framing experiment reveals that positive information on environmental benefits improves public perceptions more than positive information about food security or labor impacts. The second essay examines heterogeneity in public acceptance of robotics and autonomous systems. Using cluster analysis, four attitudinal groups were identified, ranging from strong proponents to skeptics. While most participants support the use of robots in crop farming, concerns persist about structural impacts on family farms. <br/> Essay three compares public attitudes toward agrivoltaics and open-space solar in Germany based on another online survey. While both systems reduce landscape attractiveness, agrivoltaics is viewed more favorably. More participants stated a willingness to pay a premium for agrivoltaics electricity, suggesting that it may support socially acceptable energy transitions. The type of agricultural system in which agrivoltaics is integrated appears to have a limited impact on consumer perception. <br/> Essay four examines public acceptance of RAD systems – compared to the other sustainability-oriented systems of organic farming (OF) and genetic engineering (GE). Using experimental survey data and qualitative discussions with German residents, preferences were assessed across three decision levels: willingness to pay (WTP) for products, willingness to invest (WTI) in research, and prioritization of policy goals. Results show that OF is consistently most preferred, while GE is most strongly rejected across all levels. Effects of information treatments on WTP were higher for RAD and GE than for OF, whereas the effects on WTI exhibit the opposite pattern. Although specific information provision increases the overall acceptance of all three approaches, information does not alter the relative ranking of the approaches. The focus group discussions further reveal that the combination of OF and RAD is perceived positively, while skepticism persists in integrating GE in agricultural production. <br/> The dissertation emphasizes the need for strategic communication of RAD innovations to prevent negative narratives and promote acceptance. Actively highlighting benefits – especially environmental benefits – is essential. Communication channels, especially marketing in contexts where economic decisions are made, as well as farmers acting as multipliers, offer promising potential to enhance acceptance. Agrivoltaic systems show public support potential but require targeted subsidies; synergies with societally accepted autonomous farming could improve their economic feasibility.

<strong>Gesellschaftliche Akzeptanz digitaler, autonomer Landwirtschaftstechnologien und weiterer Innovationen: Eine ökonomische Analyse</strong> <br/> Der technologische Wandel in der Landwirtschaft ist unerlässlich, um den Schutz der Umwelt mit der globalen Ernährungssicherheit in Einklang zu bringen. Roboter, künstliche Intelligenz und Digitalisierung (RKID) in der Landwirtschaft bieten Potenzial für mehr Nachhaltigkeit. Angesichts dieser für Jedermann sichtbaren Veränderungen im Kontext der Lebensmittelproduktion ist gesellschaftlicher Widerstand möglich – eine positive Wahrnehmung in der Öffentlichkeit könnte jedoch dazu beitragen, Vertrauen aufzubauen. Daher untersucht diese Dissertation die öffentliche Akzeptanz von RKID-basierter Landwirtschaft und kontextualisiert die Akzeptanz mit anderen nachhaltigen Anbaumethoden. Darüber hinaus untersucht diese Dissertation, ob die parallele Erzeugung von Solarenergie und landwirtschaftlichen Produkten (Agri-PV) die gesellschaftliche Akzeptanz von Solarenergieprojekten auf landwirtschaftlichen Flächen verbessern kann. <br/> Die ersten beiden Aufsätze untersuchen die Einstellung der Öffentlichkeit gegenüber Robotern in der Pflanzenproduktion in Deutschland, für die repräsentative Online-Umfragedaten erhoben wurden. Den Teilnehmern wurden Bilder mit konkreten Beispielen präsentiert. Die Analyse des ersten Aufsatzes zeigt einen geringen Bekanntheitsgrad der automatisierten Pflanzenproduktion, aber eine insgesamt positive Einstellung und ein hohes Interesse. Ein Framing-Experiment zeigt, dass positive Informationen über Umweltvorteile die öffentliche Wahrnehmung stärker verbessern als positive Informationen über Ernährungssicherheit oder Auswirkungen auf die Arbeitserledigung. Der zweite Aufsatz untersucht die Heterogenität der öffentlichen Akzeptanz von Robotik und autonomen Systemen. Mithilfe einer Clusteranalyse wurden vier Meinungsgruppen identifiziert, die von starken Befürwortern bis zu Skeptikern reichen. Während die meisten Teilnehmer den Einsatz von Robotern in der Pflanzenproduktion unterstützen, bestehen insbesondere bei den skeptischen Gruppen weiterhin Bedenken hinsichtlich der strukturellen Auswirkungen auf Familienbetriebe. <br/> Der dritte Aufsatz vergleicht die Einstellung der Öffentlichkeit gegenüber Agri-PV und Freiflächen-Solaranlagen in Deutschland anhand einer weiteren Online-Umfrage. Zwar beeinträchtigen beide Systeme die Attraktivität der Landschaft, doch wird Agri-PV positiver bewertet. Mehr Teilnehmer erklärten sich bereit, einen Aufpreis für Strom aus Agri-PV zu zahlen, was darauf hindeutet, dass dieses System eine gesellschaftlich akzeptable Energiewende unterstützen könnte. Die Art des landwirtschaftlichen Systems, in das Agri-PV integriert ist, scheint nur einen begrenzten Einfluss auf die Wahrnehmung der Verbraucher zu haben. <br/> Der vierte Aufsatz untersucht die öffentliche Akzeptanz von RKID-Systemen im Vergleich zu anderen nachhaltigkeitsorientierten Systemen wie Bio-Landwirtschaft und Gentechnik. Anhand von experimentellen Umfragedaten und qualitativen Diskussionen mit deutschen Bürgern wurden Präferenzen auf drei Entscheidungsebenen bewertet: Zahlungsbereitschaft für Produkte, Investitionsbereitschaft in Forschung und Priorisierung von Politikzielen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Bio-Landwirtschaft präferiert wird, während Gentechnik am stärksten abgelehnt wird. Die Effekte von Informationen auf die Zahlungsbereitschaft waren bei RKID und Gentechnik höher als bei Bio-Landwirtschaft, während sich die Effektgrößen hinsichtlich der Investitionsbereitschaft umkehren. Obwohl spezifische Informationen die allgemeine Akzeptanz aller drei Ansätze erhöhen, verändern sie nichts an der relativen Rangfolge der Ansätze. Die Fokusgruppendiskussionen zeigen darüber hinaus, dass die Kombination von Bio-Landwirtschaft und RKID positiv wahrgenommen wird, die Integration von Gentechnik in die landwirtschaftliche Produktion wird allerdings weiterhin skeptisch gesehen wird. <br/> Diese Doktorarbeit betont die Notwendigkeit einer strategischen Kommunikation von RKID-Innovationen, um negativen Narrative vorzubeugen und die Akzeptanz zu fördern. Die aktive Hervorhebung der Vorteile – insbesondere der ökologischen Vorteile – ist essenziell. Kommunikationskanäle, insbesondere von Marketing in Kontexten, in denen wirtschaftliche Entscheidungen getroffen werden, sowie Landwirte als Multiplikatoren bieten vielversprechendes Potenzial zur Steigerung der Akzeptanz. Agri-PV Systeme zeigen Potenzial für öffentliche Unterstützung, erfordern jedoch gezielte Subventionen; Synergien mit gesellschaftlich akzeptierter autonomer Landwirtschaft könnten ihre wirtschaftliche Machbarkeit verbessern.