John Deere, een bedrijf dat het meest bekend staat om het maken van tractoren, begint met kunstmatige intelligentie. In 2017 kocht John Deere Labs Blue River Technology voor $ 305 miljoen, een startup met computervisie en machine learning-technologie die elke individuele plant op een boerderij kan identificeren. Hierdoor zijn herbicide-resistente onkruiden goed te onderscheiden van gezonde planten. Het netto resultaat? Volgens Blue River kunnen boeren het gebruik van chemicaliën met ongeveer 95% verminderen en tegelijkertijd de opbrengst verbeteren.

Omdat ecologische, sociale en demografische factoren de traditionele agrofoodproductietechnologie steeds meer onder druk zetten, kiezen zowel investeerders als ondernemers voor innovatie.

Nu we de basis hebben gelegd voor Feeding the Future:An Overview of the Agrifood Industry, gaan we nu dieper in op de innovatieve technologieën die een revolutie teweegbrengen in de voedselproductie. We beschrijven veelbelovende nieuwe technologieën in het veld en interessante startups die ze aan het werk zetten, zoals verticale landbouw, alternatieve eiwitten, precisielandbouw, landbouwbiotechnologie en andere interessante toekomstige trends.

Verticale landbouw voor controleerbare en duurzame productie

Verticale landbouw is de praktijk van het telen van gewassen in verticaal gestapelde lagen. Dit wordt mogelijk gemaakt door kweekplanken te gebruiken die aan een muur of een hek hangen en hydrocultuurtechnieken toe te passen om de planten te voeden.

Deze techniek heeft een groot potentieel, omdat het zorgt voor controle over veel productievariabelen. Het vermindert niet alleen het aantal verbruikte inputs, maar zorgt ook voor controle over gewaspathogenen en parasitaire insecten. Dit maakt aanzienlijk kortere gewascycli mogelijk en het hele jaar door geproduceerd , wat de mogelijkheid geeft van:

• Het landgebruik voor de landbouw verminderen
• Effectief reageren op verstedelijkingstrends, het gewas binnen de stad verplaatsen
• Het verminderen van de noodzaak om voedsel honderden kilometers naar de markt te vervoeren
• Productie behouden, ongeacht het seizoen of het weer
• Het voorkomen van aan klimaatverandering gerelateerde gevaren

Dit, in combinatie met de aanzienlijke besparing op het gebied van water en inputs, zal een belangrijke drijfveer zijn voor succes bij het aanpakken van de toenemende vraag naar voedsel en voor het succes van de agrovoedingsindustrie.

Het opschalen van verticale landbouw kan echter problemen opleveren, voornamelijk vanwege het hoge energieverbruik deze techniek vereist, wat onvermijdelijk een impact heeft op de ecologische voetafdruk. Verticale boeren zijn bereid hernieuwbare energie te gebruiken om hun activiteiten van stroom te voorzien, maar de industrie heeft nog een lange weg te gaan.

De meeste verticale boerderijen hebben gefaald omdat de hoge kosten van robotapparatuur en kunstlicht verloren gingen voor de eenvoudigere technologie van aarde, kassen en de zon. Maar het concept trekt nu een golf van bedrijfsinvesteringen aan, geïllustreerd door bedrijven zoals Spread or Plenty, een Amerikaanse startup die wordt ondersteund door $ 200 miljoen van investeerders, waaronder Masayoshi Son van SoftBank en Jeff Bezos van Amazon. Volgens MarketsandMarkets groeit dit deel van de agrovoedingsmarkt met een CAGR van 24,8% en wordt verwacht dat deze in 2022 $ 5,8 miljard zal bereiken.

Hydroponics en aeroponics zijn de twee belangrijkste technologieën die op dit gebied worden toegepast. De implementatie van een van de twee betekent een aanzienlijke besparing van hulpbronnen en een goede balans tussen watergebruik en de benodigde meststoffen/nutriënten.

Klimaatbeheersingsapparatuur zal het snelst groeiende hardwaresegment in deze markt zijn en een cruciale rol spelen bij het verhogen van de opbrengst. Om een ​​beschermde groeiomgeving te garanderen, moeten verschillende factoren die het klimaat beïnvloeden op een geavanceerd niveau worden gecontroleerd.

De markt voor verticale landbouw in Azië-Pacific zal naar verwachting in 2022 het grootste aandeel hebben in vergelijking met de andere regio's.

Verticale landbouwmarkt per regio ($ miljoen)

Er zijn talloze boerderijen in Japan, Singapore, Taiwan en andere dergelijke technologisch geavanceerde landen die de markt in de regio al aandrijven. De investeringen stegen aanzienlijk van $ 60 miljoen in 2015 en 2016 tot $ 414 miljoen in 2017 en 2018.

CapEx is hoog voor deze bedrijven. Een kleinschalig, low-tech verticale landbouwbedrijf kan ongeveer $ 280.000 nodig hebben om te starten en maar liefst $ 15 miljoen voor een tweede generatie fabriek. De meest innovatieve fabrieken omvatten gegevensbeheer, automatisering van plantbeheer, oogstautomatisering en automatisering na de oogst. Gemiddeld levert dit soort planten 55 keer meer opbrengst per eenheid op dan traditionele boerderijen. Bovendien moet innovatie de bedrijfskosten verlagen:bijvoorbeeld het verhogen van de efficiëntie van LED-lampen die in deze techniek worden gebruikt.

De belangrijkste spelers op deze markt zijn AeroFarms, een in de VS gevestigd bedrijf dat al 15 jaar actief is en $238 miljoen heeft opgehaald, en Plenty (VS), dat $226 miljoen heeft opgehaald.

Voor het Europese milieu is Infarm (Duitsland) een in Berlijn gevestigd bedrijf dat al ongeveer $ 122 miljoen heeft opgehaald, Agricool (Frankrijk) heeft $ 36 miljoen opgehaald en de focus ligt voornamelijk op de aardbeienteelt, Agrilution (Duitsland) heeft $ 4,6 miljoen opgehaald, en Sfera Agricola (Italië) heeft $7,5 miljoen opgehaald en heeft een omzet van $4,23 miljoen.

Toenemend gebruik van alternatieve eiwitten

Onderzoekers en startups zetten hun inspanningen in alternatieve eiwitten, aangezien het voeden van de groeiende bevolking met vlees van vee waarschijnlijk behoorlijk moeilijk zal worden vanwege de aanhoudende groei van de vraag naar vlees.

Als gevolg hiervan wordt momenteel 46% van de totale landbouwproducten alleen gebruikt om vee te voederen. Oplossingen om de efficiëntie van conventionele vleesproductie te verhogen zijn bijna uitgeput, en het nastreven ervan zal de wereldwijde uitdagingen op het gebied van landbouw en voedsel niet overwinnen.

Zo ontstaan ​​nieuwe vleesproducten en marktspelers. In plaats van de productie van conventioneel vlees te verbeteren, richten verschillende bedrijven zich op het uitvinden van nieuwe producten ter vervanging van conventioneel vlees . Enkele van de meest veelbelovende gebieden zijn vlees op basis van insecten, nieuwe veganistische vleesvervangers en kweekvlees .

Vlees op basis van insecten wordt gemaakt van eiwitten die voornamelijk afkomstig zijn van krekels en meelwormen. Deze trend heeft enkele voordelen, zoals de superieure omzetting van energie en eiwit in vergelijking met traditioneel vlees. Insectenvoer heeft een groter potentieel voor het voeren van vee in plaats van mensen vanwege de smaak- en textuurverschillen ten opzichte van traditioneel vlees en de negatieve consumentenperceptie van insecten als voedsel in de overgrote meerderheid van westerse landen.

Wereldwijde vleesmarktprognose

De twee meest interessante trends zouden nieuwe veganistische vleesvervangers en kweekvlees kunnen zijn. De eerste vereist geen dierlijke ingrediënten en het sensorische profiel komt veel dichter bij vlees dan bij traditionele veganistische/vegetarische vervanging. De belangrijkste reden hiervoor is een uitgekiend productieproces waarbij gebruik wordt gemaakt van hemoglobine en bindmiddelen die via fermentatie uit de planten worden gewonnen. Startups op dit gebied (bijv. Impossible Foods , GEWOON , Beyond Meat ) heeft tot 2018 meer dan $ 900 miljoen aan financiering opgehaald en producten zijn al verkrijgbaar in zowel supermarkten als restaurants.

Kweekvlees is een alternatief voor vlees dat ontstaat door exponentiële celgroei in bioreactoren. Het kweken van vlees biedt de grootste kans, ook al verkeert het in een slechte ontwikkelingsstaat vanwege de aanzienlijke kosten die ermee gepaard gaan.

Het proces begint wanneer een cel wordt geëxtraheerd uit een levend dier en wordt gekweekt in een laboratorium om permanent een cultuur tot stand te brengen (een cellijn genoemd). De cellen kunnen uit verschillende bronnen komen:biopsieën van levende dieren, stukjes vers vlees of celbanken. Cellijnen kunnen gebaseerd zijn op primaire cellen of op stamcellen . Zodra een goede cellijn is geselecteerd, wordt een monster in een bioreactor gebracht waar de cellen exponentieel prolifereren en kunnen worden geoogst. Het resultaat is vlees dat bijna niet te onderscheiden is van dierlijk vlees. Er worden nog geen commerciële producten verkocht , zelfs als deze techniek de potentie heeft om de miljarden vleesindustrie wereldwijd te ontwrichten.

De meest potentieel ontwrichtende trends kunnen nieuw veganistisch en gekweekt vlees zijn, die in 2040 respectievelijk 25% en 35% van de wereldwijde marktwaarde zullen bereiken dankzij hun hoge commerciële potentieel, gemotiveerd door hun grote gelijkenis met echt vlees. Dit maakt ze aantrekkelijk voor durfkapitaal. Met name kweekvlees zal op de lange termijn winnen, maar nieuwe veganistische vleesvervangers zullen essentieel zijn in de overgangsfase.

De meest geavanceerde nieuwe veganistische vleesvervangingsbedrijven zijn in de VS gevestigd. Beyond Meat en Impossible Foods behoren tot de meest bekende en hebben al honderden miljoenen dollars opgehaald.

Impossible Foods heeft in 2019 $ 300 miljoen opgehaald in serie E, waardoor de totale waarde van het eigen vermogen op $ 700 miljoen komt. Tot de investeerders behoren prominente namen als Bill Gates, GV (voorheen Google Ventures), UBS en Sailing Capital. Beyond Meat is al naar de beurs gegaan.

Bron:Crunchbase.

Deze bedrijven komen het dichtst bij het commercialiseren van hun producten. De markt voor plantaardige alternatieven voor eten en drinken wordt verwacht om tegen 2024 $ 80,43 miljard te bereiken, met een CAGR van 13,82% tijdens de prognoseperiode van 2019 tot 2024.

De grootste kweekvleesbedrijven zijn gevestigd in de VS. Memphis Meats, gevestigd in San Francisco, heeft $ 161 miljoen opgehaald om een ​​proefcelgebaseerde vleesfabriek te bouwen. Deze investeringsronde verhoogt de totale fondsen van het Californische vleesbedrijf in cellen met een factor acht. Investeerders zijn onder meer Tyson Food, Richard Branson en Bill Gates.

Investeerders hebben de afgelopen 10 jaar meer dan $ 16 miljard geïnvesteerd in Amerikaanse plantaardige en celgebaseerde vleesbedrijven - alleen al $ 13 miljard in 2017 en 2018, volgens twee rapporten die in 2019 zijn vrijgegeven door The Good Food Institute.

Precisielandbouw wordt mainstream

In de afgelopen twee decennia heeft precisielandbouw met succes de overgang gemaakt van een academisch onderzoeksonderwerp naar een zeer nuttige praktijk op het gebied van landbouw. Tegen het einde van 2030 staat precisielandbouw op het punt een van de meest invloedrijke trends in de landbouw te worden.

Precisielandbouwmarkt - groeipercentage per regio (2021-2024)

Precisielandbouw is een concept voor landbouwbeheer dat is gebaseerd op het observeren, meten en reageren op variabiliteit tussen en binnen het veld in gewassen met als doel een beslissingsondersteunend systeem (DSS) te definiëren voor het optimaliseren van het rendement op inputs met behoud van hulpbronnen.

Volgens AgFunder bereikten de investeringen in precisielandbouw in 2015 $ 661 miljoen in 96 deals, een stijging van 140% ten opzichte van 2014. Precisielandbouw kende in 2016 echter een daling van $ 405 miljoen, voornamelijk als gevolg van lagere uitgaven voor drones. Het is mogelijk om drie hoofdrichtingen van precisielandbouw te identificeren die richting zullen geven aan de toekomst van deze sector:beelden en sensoren , robotica en automatisering , en digitalisering en big data .

Beelden en sensoren hebben betrekking op de praktijken van monitoring van veldprestaties, bodemmonitoring en in-field computer of real-time operatie door het gebruik van satelliet-, dronebeelden en gewasomstandighedensensoren, met als doel een systeem te bieden dat helpt bij het bewaken en automatiseren van invoer.

Robotica en automatisering verwijst naar technologieën zoals machine vision, detectie vanuit de lucht en kunstmatige intelligentie.

Digitalisering en big data gebruik veldkaarten, augmented reality en open-dataplatforms om geavanceerde analyses en intelligent machineontwerp voor business intelligence-services te bereiken.

De markt zal naar verwachting groeien met 12,8% CAGR tot $ 5,5 miljard in 2021. Momenteel domineert het EMEA-gebied de markt (41%), gevolgd door APAC (32%) en Amerika (27%). Bayer heeft een team van meer dan 400 professionals opgezet en $ 1,25 miljard geïnvesteerd om de ontwikkeling van digitale aanbiedingen voor boeren te stimuleren.

Precisielandbouw is een druk veld vanwege het grote potentieel. De wereld voeden en tegelijkertijd geld verdienen is zeer motiverend voor veel verschillende spelers. Bedrijven zoals John Deere, CNH, Kubota, Bosch, Trimble en Topcon richten zich ook op dit gebied, evenals een groot aantal startups, waaronder:

Landbouwbiotechnologie transformeert de agrarische sector

Een andere snelgroeiende niche die een relevant aantal technologische innovaties toepast, betreft Agricultural Biotech, dat alle biologische of chemische hulpmiddelen en processen omvat die op de boerderij en ook in de processen na de landbouw worden gebruikt. Deze categorie omvat verschillende soorten technologie en wetenschap, waaronder genetica , fokken , microbioomonderzoek , synthetische chemie , en dierengezondheid .

Genetica omvat processen die de overdracht van nuttige eigenschappen van de ene plant naar de andere mogelijk maken door de directe manipulatie van het genetische materiaal van een organisme.

Fokken is de wetenschap van het veranderen van planteigenschappen om gewenste eigenschappen te produceren.

Microbioomonderzoek bestaat uit het genereren van waardevolle inzichten in de biologie van microbiële gemeenschappen en hun impact op hun omgeving en hun gastheren.

Synthetische chemie is een opkomend onderzoeksgebied dat gericht is op het creëren van nieuwe biologische onderdelen, apparaten en systemen, of op het herontwerpen van systemen die al in de natuur voorkomen.

Diergezondheid omvat technologieën die de kwaliteit van diervoeder, dierprestaties en/of diergezondheid verbeteren, evenals technologieën die nieuwe diervoeders creëren die als primaire of secundaire voedselbron dienen.

De wereldwijde biotech-markt voor de landbouw zal naar verwachting in 2024 $ 33,8 miljard bedragen, met een CAGR van 10,9% (2019-2024). Noord-Amerika is de grootste markt voor agrarische biotechnologie dankzij de hoogste acceptatie van GGO's.

De markt voor genetische manipulatie is een snelgroeiende markt en kan een positief effect hebben op het milieu. GGO-gewassen vereisen minder chemicaliën, land en machines, wat helpt om de milieuvervuiling en de uitstoot van broeikasgassen te verminderen. Verder ligt de focus van deze wetenschap vooral op het creëren van nieuwe zaden en planten die bestand zijn tegen herbiciden, insecten en virussen terwijl ze groeien - tolerant voor omgevingsstress (bijv. droogte, overstromingen) en met extra voedingsvoordelen en verbeterde smaak.

Er zijn ook enkele nadelen van genetische manipulatie. Over het algemeen kunnen ziekteverwekkers zich aanpassen aan nieuwe genetische profielen, daarom kunnen er onverwachte negatieve bijwerkingen zijn (bijv. droogteresistente planten kunnen minder tolerant zijn voor direct zonlicht).

Daarnaast is het gebruik van auteursrechten en octrooien ter bescherming van de Intellectuele Eigendomsrechten (IPR) een groot voordeel op dit gebied, dat wordt gekenmerkt door lage imitatiekosten.

Enkele van de startups en kmo's die actief zijn in agrarische biotech zijn:

Aanvullende interessante trends voor de toekomst

Historisch gezien heeft de landbouw een reeks revoluties ondergaan die efficiëntie, opbrengst en winstgevendheid naar voorheen onvoorstelbare niveaus hebben gebracht. Marktprognoses voor het komende decennium wijzen op een digitale revolutie dat zal waarschijnlijk elk aspect van de landbouwvoedselketen beïnvloeden.

Vanuit klimaatperspectief is er een groeiende behoefte om erachter te komen hoe we met dezelfde hoeveelheid (zo niet minder) akkerland zoveel mogelijk voedsel kunnen produceren. Zoals eerder besproken, is klimaatverandering echter niet de enige factor die de voedingsindustrie in de komende jaren bedreigt; er zal ook een groeiende vraag zijn naar technologische oplossingen voor de landbouw .

Eerder bespraken we het toekomstige belang van kweekvlees, CRISPR en genome editing, precisielandbouw en verticale landbouw. Maar dit zijn niet de enige beschikbare technologieën die door onderzoekers worden bestudeerd. Er wordt een breed scala aan oplossingen onderzocht om zowel de voedselgerelateerde uitdagingen van de klimaatverandering als de toenemende vraag naar voedsel het hoofd te bieden. Enkele voorbeelden zijn:

• Gebruik van verbindingen die voorkomen dat kunstmest bodemmicroben omzet in lachgas , een zeer krachtig broeikasgas.
• Ontwikkeling van variëteiten van gewassen die meer stikstof opnemen .
• De ecologische voetafdruk van vee verminderen door ze anders te voeren, bijvoorbeeld door algen te gebruiken.
• Adopteren van woestijnlandbouw en zeewaterlandbouw . Door het groeiende gebrek aan hulpbronnen moet de wereld de woestijn en de zee veranderen in voedselproductiefaciliteiten.
• 3D-printen toepassen op voedselproductie . Experts geloven dat printers die hydrocolloïden gebruiken kunnen worden gebruikt om de basisingrediënten van voedsel te vervangen door hernieuwbare energiebronnen zoals algen, eendenkroos en gras. Nu experimenteren sommige wetenschappers met algen als vervanging voor dierlijke eiwitten.

Helaas krijgen veel van deze agrovoedingstechnologieën nog niet het aantal investeringen dat ze nodig hebben om effectief te worden geïmplementeerd; desalniettemin verhoogt dit veld bewustzijn zeer snel, en investeringen groeien bijgevolg.

Lees deel I van deze serie:Feeding the Future:An Overview of the Agrifood Industry.