Världens befolkning förväntas växa till 9,7 miljarder år 2050, vilket skapar ett antal utmaningar under de närmaste åren. Det kommer att öka efterfrågan på högvärdig animalisk proteinmat, en trend som drivs av urbanisering och stigande inkomster över hela världen.
Dessa trender kommer oundvikligen att hota tillgången på naturresurser; Faktum är att prognoser för 2050 visar uppkomsten av växande brist på jordbruksmark.
I det här scenariot har klimatförändringarna också stor inverkan. Naturkatastrofer som långvariga torrperioder och översvämningar kostar jordbrukssektorn otroligt mycket i skadad eller förlorad skörd och boskapsproduktion.
Den viktigaste åtgärden att genomföra är därför att öka jordbrukets produktivitet och säkerställa ett klimattåligt jordbrukssystem. Fler entreprenörer och teknikexperter har anslutit sig till agritech-rörelsen de senaste åren, eftersom livsmedelsindustrins traditionella tillvägagångssätt genomgår en fundamental förändring. Investerare visar också ett större intresse för livsmedelsindustrin och dess startups. Mängden pengar som strömmar in i Agrifood tech har mer än sexdubblats sedan 2012 :från 3 miljarder dollar till nästan 18 miljarder dollar, enligt AgFunder.
Ett brett utbud av lösningar utvecklas av Agrifood-entreprenörer. Vi analyserar några relevanta tekniska trender som kommer att ha en enorm inverkan under de kommande åren, med fokus på vertikalt jordbruk, precisionsjordbruk, alternativa proteiner och jordbruksbioteknik. I den andra delen av den här serien kommer vi att utforska varje teknik i detalj och undersöka finansieringstrender och nystartade företag efter teknologi.
Livsmedelsindustrin står inför en mängd olika utmaningar som måste åtgärdas. De mest relevanta och effektfulla är:(1) sociodemografiska; (2) brist på naturresurser; och (3) klimatförändringar.
Världens befolkning förväntas växa till 9,7 miljarder år 2050. Denna tillväxt kommer att resultera i ökad efterfrågan på resurser och råvaror, inklusive mat . Framför allt beräknas efterfrågan på mat öka med 56 % 2050 jämfört med 2013.
År 2050 förväntas dessutom cirka 68 % av befolkningen bo i städer. Urbaniseringen påverkar också matkonsumtionsmönster – högre stadsinkomst återspeglas i ökad efterfrågan på bearbetad mat och kött, en av de mest påverkande industrierna i världen.
Dessutom utgör den ökande globala befolkningen ett hot mot tillgången på naturresurser; i själva verket indikerar prognoser för 2050 uppkomsten av växande knapphet på naturresurser. I detta avseende spelar jordbruket en avgörande roll eftersom, för att möta den samlade efterfrågan på mat, kommer fler och fler resurser att utnyttjas, vilket orsakar markförstöring, avskogning och vattenbrist.
Utbyggnaden av jordbruksmark fortsätter att vara den främsta drivkraften för avskogning, med så många som 56 000 hektar mark som röjs per dag. Därför kommer konkurrensen om naturresurser att bli mer akut om inte effektivare jordbrukssystem implementeras. I denna utsträckning bör även lantbruket omstruktureras för att minska påverkan på miljön och resursförbrukningen.
Resursbrist beror inte bara på en växande befolkning; klimatförändringarna har också stor inverkan. Enligt FAO, mellan 2005 och 2015, kostade naturkatastrofer som långvariga torrperioder och översvämningar jordbrukssektorn 96 miljarder dollar i skadade eller förlorade grödor och boskapsproduktion. Dessutom kommer klimatförändringarna att påverka alla aspekter av livsmedelsproduktionen och leda till en minskning av skörden med 10/25 % till 2050. På grund av klimatförändringarna står haven inför en temperaturhöjning som så småningom kommer att minska fångsten av havsfisk med 40 %. Utan ansträngningar för att anpassa sig till klimatförändringsrelaterade faror, mat osäkerhet kommer sannolikt att öka avsevärt, särskilt i de minst utvecklade länderna.
På grund av den ökande efterfrågan som jordbruket kommer att möta inom en snar framtid är den viktigaste utmaningen att ta itu med att förbättra jordbrukets produktivitet på ett hållbart sätt .
Dessutom flyttar människor alltmer från landsbygden till städerna, eller runt städer. Detta kommer att antyda en ökning av deras inkomst och därför förändringar i kostvanor. Köttprodukter kommer att bli mer efterfrågade, vilket ytterligare äventyrar jordbrukets kapacitet att möta de ökande livsmedelsbehoven. Boskapsuppfödning kräver en otrolig mängd naturresurser:från marken och vattnet som konsumeras till maten för djurfoder. Följaktligen en förändring mot konsumtion av alternativa proteiner kommer att inträffa, som tidigare täckts av Toptal i Beyond Meat.
För att förbättra jordbrukets produktivitet är det nödvändigt att öka effektiviteten i användningen av naturresurser , utöka produktionen med samma mängd input och minska matsvinnet och matförlusten . I detta avseende slängs cirka 1,3 miljarder ton mat årligen . Bilden nedan visar att i utvecklade länder slösas mat mestadels på konsumtionsnivå, medan i de minst utvecklade länderna och utvecklingsländerna slängs mat under hela skörden och efter skörd. Denna fråga är avgörande - när mat slösas bort slösas också vatten, jord och naturresurser som används för att producera den. När det gäller elförbrukning, till exempel, står mat för 30 % av den totala energianvändningen, och 1/3 av den andelen slängs årligen.
Dessutom, ta itu med klimatförändringar och intensifieringen av naturrisker genom genomförande av anpassningsåtgärder kommer att vara oundviklig. Klimatförändringarna påverkar faktiskt alla aspekter av livsmedelsproduktionen, och skörden förväntas minska. Utan ansträngningar för att anpassa sig till klimatförändringar genom jordbruksinnovation kommer matosäkerheten sannolikt att öka avsevärt.
Även om jordbruksinvesteringarna har ökat är nivån fortfarande otillräcklig för att avskaffa fattigdom och hunger till 2030, enligt SDGs (Sustainable Development Goals). Om vi betraktar förverkligandet av dessa mål som en proxy för att förhindra detta scenario, kommer det att kräva ytterligare investeringar på 5-7 biljoner dollar.
För att effektivt och effektivt kunna hantera alla dessa utmaningar är det nödvändigt att ta itu med andra akuta problem. Att utrota extrem fattigdom, minska ojämlikheten, få slut på alla former av undernäring och göra livsmedelssystem mer effektiva, inkluderande och motståndskraftiga är bara fyra av de hållbara utvecklingsmålen som kommer att vara nyckelutmaningar för att bygga en bättre värld. Att öka lönsamheten och produktiviteten för jordbruket kommer att vara en drivkraft för att minska ojämlikheterna och minska undernäring.
Behovet av teknisk utveckling inom Agrifood för att uppnå ett mer hållbart och produktivt jordbruk har blivit mer akut. Ett växande antal entreprenörer och teknikexperter har anslutit sig till agritech under de senaste åren, eftersom livsmedelsindustrins traditionella tillvägagångssätt måste genomgå en fundamental förändring. Root AI, till exempel, är ett USA-baserat forskningsföretag som utvecklar artificiell intelligens och robotik för att stärka inomhusjordbrukssektorn.
Ett annat intressant exempel är den Israel-baserade startupen Taranis, som har utvecklat en vetenskaplig motor som analyserar fältdata relaterade till grödans produktionscykel och väder och indikerar den perfekta tidpunkten och platserna för att distribuera jordbrukskemikalier.
Under de senaste 40 åren har spannmålsskördarna ökat med mer än 300 % på grund av moderna jordbruksmetoder. Hur som helst, effektivitetsvinsterna minskar nu, och jordbruket måste möta de kommande årens utmaningar. Ny teknik måste implementeras inte bara för innovationens skull utan för att förbättra och möta de verkliga behoven hos konsumenter och omskapa leveranskedjor.
Jordbruket kommer inte längre att behöva vara beroende av vatten, gödning och bekämpningsmedel. Jordbrukare kommer att använda minimikvantiteter, eller till och med ta bort dem från leveranskedjan och utnyttja till exempel havsvatten. Detta kommer att ha en övergripande positiv inverkan på miljön, både när det gäller utsläpp av växthusgaser och resursutnyttjande.
Lantbruksteknologistartups har vuxit för att möta dessa behov och utmaningar, och investerare visar ett större intresse för Agrifood. Mängden pengar som strömmar in i Agrifood-tekniken har mer än sexdubblats sedan 2012, som visas nedan:
I synnerhet, enligt en AgFunder-rapport, lockade European Agrifood startups investeringar på cirka 1,6 miljarder USD under 2018 , varav 900 miljoner USD för nystartade företag som arbetar från jordbruk till livsmedelsbearbetning – en enorm ökning på 200 % jämfört med föregående år.
I USA tog Agrifood startups 8 miljarder USD i riskkapital 2018 nästan hälften av de totala investeringarna i världen. De flesta affärerna gjordes i Kalifornien, som stod för 5 miljarder dollar, vilket representerade 63 % av de totala amerikanska investeringarna, följt av Massachusetts på 799 miljoner dollar och New York på 539 miljoner dollar.
Agrifood tekniska trender kan delas in i Upstream , relaterat till jordbruk och livsmedelsbearbetning, och nedströms , relaterat till matleverans och konsumtion. Upstream-tekniktrenderna är de som står inför de kommande årens största jordbruksutmaningar, och de inkluderar nya jordbrukssystem, precisionsjordbruk, alternativa proteiner, jordbruksbioteknik och andra:
Uppströmsteknologier fick investeringar på 6,9 miljarder USD under 2018, en ökning med 44 % jämfört med föregående år, den mest relevanta bland dem är jordbruksbioteknik, som lockade investeringar på 1,5 miljarder USD 2018, följt av precisionsjordbruk med 1,4 miljarder USD och midstream med 1,3 miljarder USD.
Uppströmsteknologier förbättrar jordbruket på ett sätt som kan öka produktiviteten och effektiviteten, och utvecklar även åtgärder för anpassning till klimatförändringar. Genom att följa denna väg skulle ett effektfullt svar på den ökande befolkningstrenden och ökande efterfrågan på livsmedel tillhandahållas, vilket skulle ta itu med bristen på resurser. I detta avseende kan i synnerhet fyra tekniska områden anses vara mer relevanta:jordbruksbioteknik, vertikalt jordbruk, precisionsjordbruk och alternativa proteiner .
Jordbruksbioteknik bygger på nya metoder för genomredigering (som CRISPR), vilket möjliggör större selektivitet och minskar slumpen. Dessa tekniker kan inte bara skapa raser med hög motståndskraft mot ogynnsamma förhållanden, utan de kan också användas för att föröka dem med vitaminer och näringsämnen.
En av ledarna inom jordbruksbioteknik är Indigo Ag, en USA-baserad startup som grundades 2016, som stödjer odlare i övergången till regenerativa jordbruksmetoder genom partnerskap året runt, mikrobiombehandlingar och stöd för att optimera regenerativa system. Det har samlat in totalt $809 miljoner i medel.
Vertikalt jordbruk är processen att odla mat i vertikalt staplade lager och arbeta i miljöer där odlingsbar mark inte är tillgänglig. Således är det ett enkelt svar på att tillhandahålla mat av hög kvalitet utan att ockupera andra marker. I kombination med stadsodling använder den jordar, hydroponiska eller aeroponiska odlingsmetoder som ger möjlighet att odla till exempel grönsaker i stadskärnan med 95 % mindre vatten, gödningsmedel och jord .
En intressant verklighet som använder vertikal jordbruk är Bowery Farming Inc, en USA-baserad startup som grundades 2014, som - inom sin interna teknologiplattform - kombinerar sensorer, styrsystem, datorseende, robotik och maskininlärning för att optimera många av processerna kring gården. Företaget har samlat in 172,5 miljoner dollar.
Precisionsjordbruk omfattar allt som gör jordbruket mer exakt och kontrollerat när det gäller att odla grödor och föda upp boskap. En viktig drivkraft för denna praxis är användningen av informationsteknologi och ett brett utbud av objekt som GPS-vägledning, kontrollsystem, sensorer, robotteknik, drönare, autonoma fordon, automatiserad hårdvara och mjukvara.
En lovande verklighet inom precisionsjordbruk representeras av CropX, en Israel-baserad startup som grundades 2015, som har utvecklat en uppladdningsbar trådlös sensorlösning för övervakning av markfuktighet. Det har samlat in 22,9 miljoner dollar för att optimera och automatisera gårdshanteringen.
Alternativt hållbart protein Nystartade företag återuppfinner branschen med ny livsmedelsteknik, vilket möjliggör produktion av köttfria och cellbaserade produkter som nära liknar traditionellt kött i smak och konsistens, utan att höja slutpriset. Att använda dessa tekniker möjliggör en avsevärd minskning i termer av använda insatsvaror, vilket ökar effektiviteten i livsmedelskedjan.
Impossible Foods är en av de mest mogna växtbaserade köttstartuperna. Detta USA-baserade företag grundades 2011 och designar veganska hamburgare som liknar traditionellt kött i konsistens och smak. Det har samlat in totalt 687,5 miljoner dollar.
Alla dessa tekniker säkerställer smartare användning av resurser, samt en reducerad mängd resurser, vilket ökar produktiviteten och hållbarheten i jordbruksprocesserna.
Å andra sidan inkluderar Downstream butiks- och restaurangteknik, restaurangmarknader, e-livsmedel och hem- och matlagningsteknik. Affärerna ökade med upp till 10 miljarder USD under 2018, en tillväxt på 41,8 % jämfört med 2017.
Dessa lösningar handlar mer om att omforma vårt sätt att välja och konsumera mat och mindre om att möta de viktigaste jordbruksmatsutmaningarna – även om vissa lösningar kan hjälpa till att minska matförlusten.
Livsmedelssäkerhet, klimatförändringar och hållbarhet formar allt mer individuella konsumtionsval och blir viktiga teman på politisk och social nivå. Som ett resultat blir jordbruksindustrin alltmer uppmärksammad av entreprenörer och investerare. En skörd av ny, lovande teknik som har potential att omforma jordbruket håller på att växa fram.
Nästa inlägg i den här serien kommer att beskriva de presenterade teknologierna ytterligare och överväga hur de kan svara på framväxande globala utmaningar. Den kommer också att fokusera på huvudaktörerna som utvecklar dem och på vad som väcker investerarnas uppmärksamhet.
Läs del II av den här serien:Feeding the Future:An Overview of Agrifood Technology.
Tillverkningsindustrins historia
Hur man planerar för framtiden
Är Data as a Service (DaaS) framtiden?
Att störa betalningsbranschen
Drömmer om framtiden
ICOs, Exotics och Platforms:An Insiders Perspective on the Future of Venture Capital
Online dating Industry:The Business of Love
Servera mat från molnet