John Deere, en virksomhed, der er mest kendt for at fremstille traktorer, er ved at gå ind i kunstig intelligens-branchen. I 2017 købte John Deere Labs Blue River Technology for $305 millioner, en startup med computervision og maskinlæringsteknologi, der kan identificere hver enkelt plante på en gård. Det betyder, at ukrudtsbestandigt ukrudt nemt kan skelnes fra sunde planter. Nettoresultatet? Landmænd kan reducere kemikalieforbruget med omkring 95 % og samtidig forbedre udbyttet ifølge Blue River.

Efterhånden som miljømæssige, sociale og demografiske faktorer i stigende grad lægger pres på traditionel agrofødevareproduktionsteknologi, vender både investorer og iværksættere til innovation.

Efter at have sat scenen i Feeding the Future:An Overview of the Agrifood Industry, vil vi nu gå i detaljer med de innovative teknologier, der revolutionerer fødevareproduktionsbranchen. Vi beskriver lovende nye teknologier på området såvel som interessante startups, der sætter dem i gang, såsom vertikalt landbrug, alternative proteiner, præcisionslandbrug, landbrugsbioteknologi og andre interessante fremtidige tendenser.

Lodret landbrug til kontrollerbar og bæredygtig produktion

Lodret landbrug er praksis med at dyrke afgrøder i lodret stablede lag. Dette er gjort muligt ved at bruge dyrkning af hylder ophængt på en væg eller et hegn og implementere hydroponiske teknikker til at nære planterne.

Denne teknik har et stort potentiale, da det sikrer kontrol over mange produktionsvariable. Det reducerer ikke kun antallet af forbrugte input, men giver også mulighed for kontrol over afgrødepatogener og parasitære insekter. Dette tillader væsentligt kortere afgrødecyklusser og produktion året rundt , hvilket giver mulighed for:

• Reduktion af arealanvendelsen til landbruget
• Reagerer effektivt på urbaniseringstendenser og flytter afgrøden ind i byen
• Reducerer behovet for at transportere mad i hundredvis af kilometer til markedet
• Opretholdelse af produktionen uanset årstid eller vejr
• Forebyggelse af klimaændringsrelaterede farer

Dette, kombineret med den betydelige besparelse i form af vand og input, vil være en vigtig drivkraft for succes med at imødegå stigende fødevareefterspørgsel og for succes for landbrugsfødevareindustrien.

Opskalering af vertikalt landbrug kan dog forårsage vanskeligheder, primært på grund af det høje energiforbrug denne teknik kræver, hvilket uundgåeligt har en indvirkning på dens CO2-fodaftryk. Vertikale landmænd er villige til at bruge vedvarende energi til at drive deres drift, men industrien har stadig lang vej igen.

De fleste vertikale gårde har fejlet, da de høje omkostninger til robotudstyr og kunstigt lys er gået tabt på grund af den enklere teknologi med snavs, drivhuse og solen. Men konceptet tiltrækker nu en stigning i virksomhedernes investeringer, illustreret af virksomheder som Spread eller Plenty, en amerikansk startup, der støttes af $200 millioner fra investorer, herunder SoftBanks Masayoshi Son og Amazons Jeff Bezos. Ifølge MarketsandMarkets vokser denne del af landbrugsfødevaremarkedet med en CAGR på 24,8 %, og den forventes at nå 5,8 milliarder USD i 2022.

Hydroponics og aeroponics er de to vigtigste teknologier, der anvendes på dette område. Implementeringen af ​​en af ​​de to indebærer betydelige ressourcebesparelser og en god balance mellem vandforbrug og de nødvendige gødninger/næringsstoffer.

Klimastyringsenheder vil være det hurtigst voksende hardwaresegment på dette marked, og de spiller en afgørende rolle for at øge udbyttet. For at sikre et beskyttet vækstmiljø skal flere faktorer, der påvirker klimaet, kontrolleres på et avanceret niveau.

Det vertikale landbrugsmarked i Asien-Stillehavsområdet forventes at have den største andel i 2022 sammenlignet med de andre regioner.

Lodret landbrugsmarked efter region (millioner USD)

Der er adskillige gårde i Japan, Singapore, Taiwan og andre sådanne teknologisk avancerede lande, der allerede driver markedet i regionen. Investeringerne voksede markant fra $60 millioner i 2015 og 2016 til $414 millioner i 2017 og 2018.

CapEx er høj for disse virksomheder. En lille, lavteknologisk vertikal landbrugsvirksomhed kan kræve omkring $280.000 for at starte og så meget som $15 millioner for et andengenerationsanlæg. De mest innovative anlæg omfatter datastyring, anlægsstyringsautomatisering, høstautomatisering og automatisering efter høst. I gennemsnit giver denne slags planter 55 gange mere produktion pr. enhed end traditionelle landbrug. Desuden bør innovation reducere driftsomkostningerne:for eksempel øge effektiviteten af ​​LED-lys, der anvendes i denne teknik.

De vigtigste aktører på dette marked er AeroFarms, et amerikansk-baseret firma, der har været i branchen i 15 år og har rejst 238 millioner dollars, og Plenty (US), som har rejst 226 millioner dollars.

Til det europæiske miljø er Infarm (Tyskland) en Berlin-baseret virksomhed, der allerede har rejst cirka 122 millioner dollars, Agricool (Frankrig) har rejst 36 millioner dollars og dets fokus er hovedsageligt på jordbærproduktion, Agrilution (Tyskland) har rejst 4,6 millioner dollars, og Sfera Agricola (Italien) har rejst $7,5 millioner og har en omsætning på $4,23 millioner.

Øget brug af alternative proteiner

Forskere og startups sætter deres kræfter i alternative proteiner, da fodring af den voksende befolkning med kød fra husdyr højst sandsynligt vil blive ret vanskeligt på grund af den fortsatte vækst i efterspørgslen efter kød.

Som følge heraf bruges 46 % af de samlede landbrugsprodukter i øjeblikket kun til at fodre husdyr. Løsninger til at øge effektiviteten af ​​konventionel kødproduktion er næsten udtømt, og at forfølge dem vil ikke overvinde globale landbrugs- og fødevareudfordringer.

Nye kødprodukter og markedsaktører udvikler sig således. I stedet for at øge konventionel kødproduktion fokuserer flere virksomheder på at opfinde nye produkter til at erstatte konventionelt kød . Nogle af de mest lovende områder er insektbaseret kød, nye veganske køderstatninger og kulturkød .

Insektbaseret kød er lavet af protein, der hovedsageligt kommer fra fårekyllinger og melorme. Denne tendens har nogle fordele, såsom den overlegne omdannelse af energi og protein sammenlignet med traditionelt kød. Insektmad har større potentiale til at fodre husdyr i stedet for mennesker på grund af dets smags- og teksturforskelle i forhold til traditionelt kød og den negative forbrugeropfattelse af insekter som føde i langt de fleste vestlige lande.

Global kødmarkedsprognose

De to mest interessante tendenser kunne være ny vegansk køderstatning og kulturelt kød. Den første kræver ikke animalske ingredienser, og dens sensoriske profil kommer meget tættere på kød end traditionel vegansk/vegetarisk erstatning. Hovedårsagen til dette er en sofistikeret produktionsproces, der bruger hæmoglobin og bindemidler udvundet via fermentering fra planterne. Startups inden for dette felt (f.eks. Impossible Foods , BARE , Beyond Meat ) indsamlet mere end $900 millioner i finansiering frem til 2018, og produkter er allerede tilgængelige både i supermarkeder og restauranter.

Kulturkød repræsenterer et alternativ til kød, der skabes gennem eksponentiel cellevækst i bioreaktorer. Køddyrkning vil repræsentere den største mulighed, selvom den er i en dårlig udviklingstilstand på grund af de betydelige omkostninger forbundet med det.

Processen begynder, når en celle udvindes fra et levende dyr og dyrkes i et laboratorium for permanent at etablere en kultur (kaldet en cellelinje). Cellerne kan komme fra en række kilder:biopsier af levende dyr, stykker frisk kød eller cellebanker. Cellelinjer kan enten være baseret på primære celler eller på stamceller . Når en god cellelinje er blevet udvalgt, indføres en prøve i en bioreaktor, hvor cellerne prolifererer eksponentielt og kan høstes. Resultatet er kød, der næsten ikke kan skelnes fra animalsk kød. Ingen kommercielle produkter sælges endnu , selv om denne teknik har potentialet til at forstyrre den globale kødindustri, der for mange milliarder milliarder kroner.

De mest potentielt forstyrrende tendenser kunne være nyt vegansk og kulturelt kød, som vil nå op på henholdsvis 25 % og 35 % af den globale markedsværdi i 2040 takket være deres høje kommercielle potentiale motiveret af deres høje lighed med ægte kød. Dette gør dem attraktive for venturekapital. Især kulturkød vil vinde i det lange løb, men nye veganske køderstatninger vil være afgørende i overgangsfasen.

De mest avancerede nye veganske køderstatningsvirksomheder er baseret i USA. Beyond Meat og Impossible Foods er blandt de mest berømte og har allerede samlet flere hundrede millioner dollars op.

Impossible Foods rejste $300 millioner i serie E i 2019, hvilket bringer den samlede egenkapitalværdi til $700 millioner. Investorer inkluderer så prominente navne som Bill Gates, GV (tidligere Google Ventures), UBS og Sailing Capital. Beyond Meat er allerede blevet offentliggjort.

Kilde:Crunchbase.

Disse virksomheder kommer tættest på at kommercialisere deres produkter. Det plantebaserede marked for mad og drikkevarer er forventet at nå op på 80,43 milliarder $ i 2024 og vokse med 13,82 % CAGR i prognoseperioden fra 2019 til 2024.

De største dyrkede kødvirksomheder er placeret i USA. Memphis Meats, der er baseret i San Francisco, rejste 161 millioner dollars til at bygge en pilotcellebaseret kødfabrik. Denne investeringsrunde øger den californiske cellebaserede kødvirksomheds samlede midler mere end otte gange. Investorer omfatter Tyson Food, Richard Branson og Bill Gates.

Investorer har investeret mere end 16 milliarder USD i amerikanske plantebaserede og cellebaserede kødvirksomheder i de seneste 10 år – 13 milliarder USD alene i 2017 og 2018 ifølge to rapporter frigivet fra The Good Food Institute i 2019.

Precision Farming Moving Mainstream

I løbet af de sidste to årtier har præcisionslandbrug med succes gjort overgangen fra at være et akademisk forskningsemne til en yderst gavnlig praksis inden for landbruget. Ved udgangen af ​​2030 er præcisionslandbrug klar til at blive en af ​​de mest indflydelsesrige tendenser inden for landbruget.

Marked for præcisionslandbrug – vækstrate efter region (2021-2024)

Præcisionslandbrug er et landbrugsstyringskoncept, der er baseret på observation, måling og reaktion på variationer mellem og inden for marken i afgrøder med det mål at definere et beslutningsstøttesystem (DSS) til optimering af afkastet af input, samtidig med at ressourcerne bevares.

Investeringer i præcisionslandbrug nåede 661 millioner dollars fordelt på 96 aftaler i 2015, en stigning på 140 % i forhold til 2014, ifølge AgFunder. Præcisionslandbrug oplevede dog et fald på 405 millioner dollars i 2016, primært på grund af lavere udgifter til droner. Det er muligt at identificere tre hovedretninger inden for præcisionslandbrug, der vil styre fremtiden for denne sektor:billeder og sensorer , robotik og automatisering og digitalisering og big data .

Billeder og sensorer vedrører praksis for overvågning af markpræstationer, jordovervågning og computer- eller realtidsdrift i marken gennem brug af satellit-, dronebilleder og sensorer til afgrødeforhold, med det formål at levere et system, der hjælper med at overvåge og automatisere input.

Robotik og automatisering henviser til teknologier såsom maskinsyn, luftmåling og kunstig intelligens.

Digitalisering og big data anvende feltkort, augmented reality og åbne dataplatforme for at nå avanceret analyse og intelligent maskindesign i retning af business intelligence-tjenester.

Markedet forventes at vokse med 12,8 % CAGR for at nå $5,5 milliarder i 2021. I øjeblikket dominerer EMEA-området markedet (41 %), efterfulgt af APAC (32 %) og Amerika (27 %). Bayer har oprettet et team på mere end 400 fagfolk og investeret 1,25 milliarder dollars for at drive udviklingen af ​​digitale tilbud til landmænd.

Precisionslandbrug er en overfyldt mark på grund af dets høje potentiale. At brødføde verden og tjene et afkast, mens du gør det, er yderst motiverende for mange forskellige spillere. Virksomheder som John Deere, CNH, Kubota, Bosch, Trimble og Topcon fokuserer også på dette felt, såvel som et stort antal startups, herunder:

Landbrugsbioteknologi transformerer landbrugsvirksomheden

En anden hurtigt voksende niche, der anvender et relevant antal teknologiske innovationer, vedrører Agricultural Biotech, som omfatter alle de biologiske eller kemiske værktøjer og processer, der anvendes på bedriften og også i post-farming processerne. Denne kategori involverer forskellige typer teknologi og videnskab, herunder genetik , avl , mikrobiomforskning , syntetisk kemi og dyrs sundhed .

Genetik involverer processer, der tillader overførsel af nyttige egenskaber fra en plante til en anden gennem direkte manipulation af en organismes genetiske materiale.

Avl er videnskaben om at ændre planteegenskaber for at producere ønskede egenskaber.

Mikrobiomforskning består i at generere værdifuld indsigt i mikrobielle samfunds biologi og deres indvirkning på deres omgivelser og deres værter.

Syntetisk kemi er et fremvoksende forskningsområde rettet mod skabelsen af ​​nye biologiske dele, enheder og systemer eller på at redesigne systemer, der allerede findes i naturen.

Dyresundhed omfatter teknologier, der forbedrer kvaliteten af ​​dyrefoder, dyrenes ydeevne og/eller dyresundhed, samt teknologier, der skaber nye dyrefoder, der tjener som en primær eller sekundær fødevarekilde.

Det globale biotekmarked for landbrug forventes at være 33,8 milliarder dollars i 2024 og vokse med 10,9 % CAGR (2019-2024). Nordamerika er det største landbrugsbioteknologiske marked på grund af den højeste accept af GMO'er.

Det genteknologiske marked er et hurtigt voksende marked og kan have en positiv indvirkning på miljøet - GMO-afgrøder kræver færre kemikalier, jord og maskiner, hvilket hjælper med at mindske miljøforurening og drivhusgasemissioner. Desuden er fokus for denne videnskab hovedsageligt at skabe nye frø og planter, der er i stand til at modstå herbicider, insekter og vira, mens de vokser - tolerante over for miljøbelastninger (f.eks. tørke, oversvømmelser) og med yderligere ernæringsmæssige fordele og forbedret smag.

Der er også nogle ulemper ved genteknologi. Generelt er patogener i stand til at tilpasse sig nye genetiske profiler, derfor kan der være uventede negative bivirkninger (f.eks. kan tørke-resistente planter være mindre tolerante over for direkte sollys).

Derudover er brugen af ​​ophavsret og patenter til at beskytte de intellektuelle ejendomsrettigheder (IPR) en stor fordel på dette område, kendetegnet ved lave omkostninger til efterligning.

Nogle af de startups og SMV'er, der er aktive inden for landbrugsbioteknologi, er:

Yderligere interessante trends for fremtiden

Historisk set har landbruget gennemgået en række revolutioner, der har drevet effektivitet, udbytte og rentabilitet til tidligere ufattelige niveauer. Markedsprognoser for det næste årti tyder på en digital revolution som sandsynligvis vil påvirke alle aspekter af landbrugets fødekæde.

Fra et klimaperspektiv er der et stigende behov for at finde ud af, hvordan man kan producere så meget mad som muligt med den samme mængde afgrødejord (hvis ikke mindre). Men som nævnt før, er klimaændringer ikke den eneste faktor, der truer fødevarevirksomheden i de næste par år; der vil også være en voksende efterspørgsel efter teknologiske løsninger anvendt til landbruget .

Tidligere diskuterede vi den fremtidige betydning af dyrket kød, CRISPR og genomredigering, præcisionslandbrug og vertikalt landbrug. Men disse er ikke de eneste tilgængelige teknologier, der studeres af forskere. En bred vifte af løsninger er ved at blive udforsket for at imødegå både klimaforandringer, fødevarerelaterede udfordringer og udvidelsen af ​​fødevareefterspørgslen. Nogle eksempler omfatter:

• Brug af forbindelser, der forhindrer gødning i at omdanne jordmikrober til lattergas , en meget potent drivhusgas.
• Udvikling af sorter af afgrøder, der absorberer mere nitrogen .
• Reduktion af husdyrs CO2-fodaftryk ved at fodre dem forskelligt – f.eks. ved hjælp af alger.
• Adoption af ørkenlandbrug og havvandsopdræt . På grund af den voksende mangel på ressourcer må verden forvandle ørkenen og havet til fødevareproduktionsfaciliteter.
• Anvendelse af 3D-print til fødevareproduktion . Eksperter mener, at printere, der bruger hydrokolloider, kan bruges til at erstatte basisingredienserne i fødevarer med vedvarende energikilder som alger, andemad og græs. Nu eksperimenterer nogle forskere med alger som erstatning for animalsk protein.

Desværre modtager mange af disse landbrugsfødevareteknologier endnu ikke det antal investeringer, de kræver for at blive effektivt implementeret; ikke desto mindre øger dette felt bevidstheden meget hurtigt, og investeringer vokser følgelig.

Læs del I af denne serie:Feeding the Future:An Overview of the Agrifood Industry.