Die Zukunft ernähren: Ein Überblick über die Agrar- und Lebensmittelindustrie

Die Weltbevölkerung wird voraussichtlich bis 2050 auf 9,7 Milliarden anwachsen, was in den nächsten Jahren eine Reihe von Herausforderungen mit sich bringen wird. Die Nachfrage nach hochwertigen tierischen Eiweißnahrungsmitteln wird steigen, ein Trend, der durch Urbanisierung und steigende Einkommen weltweit vorangetrieben wird.

Diese Trends werden unweigerlich die Verfügbarkeit natürlicher Ressourcen bedrohen; Tatsächlich deuten Prognosen für 2050 auf eine zunehmende Verknappung landwirtschaftlicher Flächen hin.

Auch in diesem Szenario hat der Klimawandel einen großen Einfluss. Naturkatastrophen wie anhaltende Trockenperioden und Überschwemmungen kosten den Agrarsektor unglaublich viel an beschädigter oder verlorener Ernte- und Viehproduktion.

Die wichtigste Maßnahme zur Umsetzung ist daher die Steigerung der landwirtschaftlichen Produktivität und die Gewährleistung eines klimaresilienten Agrarsystems. In den letzten Jahren haben sich immer mehr Unternehmer und Technologieexperten der Agritech-Bewegung angeschlossen, da sich der traditionelle Ansatz der Lebensmittelindustrie einem grundlegenden Wandel unterzieht. Investoren zeigen auch ein größeres Interesse an der Agrar- und Lebensmittelindustrie und ihren Start-ups. Der Geldbetrag, der in die Agrarnahrungsmitteltechnologie fließt, hat sich seit 2012 mehr als versechsfacht : von 3 Mrd. USD auf fast 18 Mrd. USD, so AgFunder.

Eine breite Palette von Lösungen wird von Agrifood-Unternehmern entwickelt. Wir analysieren einige relevante technologische Trends, die in den kommenden Jahren einen enormen Einfluss haben werden, wobei wir uns auf vertikale Landwirtschaft, Präzisionslandwirtschaft, alternative Proteine ​​und landwirtschaftliche Biotechnologie konzentrieren. Im zweiten Teil dieser Serie werden wir jede Technologie im Detail untersuchen und Finanzierungstrends und Startups nach Technologie untersuchen.

Die sich ändernden Szenarien der Agrar- und Lebensmittelindustrie

Die Lebensmittelindustrie steht vor einer Vielzahl von Herausforderungen, die es zu bewältigen gilt. Die relevantesten und wirkungsvollsten sind: (1) soziodemographisch; (2) Knappheit natürlicher Ressourcen; und (3) Klimawandel.

Soziodemografische Veränderungen

Die Weltbevölkerung wird bis 2050 voraussichtlich auf 9,7 Milliarden anwachsen. Dieses Wachstum wird zu einer erhöhten Nachfrage nach Ressourcen und Rohstoffen, einschließlich Nahrungsmitteln, führen . Insbesondere die Nachfrage nach Nahrungsmitteln wird im Jahr 2050 im Vergleich zu 2013 voraussichtlich um 56 % steigen.

Darüber hinaus werden im Jahr 2050 voraussichtlich etwa 68 % der Bevölkerung in Städten leben. Die Urbanisierung wirkt sich auch auf das Konsumverhalten von Lebensmitteln aus – höhere städtische Einkommen spiegeln sich in einer steigenden Nachfrage nach verarbeiteten Lebensmitteln und Fleisch wider, einer der einflussreichsten Industrien weltweit.

Knappheit natürlicher Ressourcen

Darüber hinaus stellt die wachsende Weltbevölkerung eine Bedrohung für die Verfügbarkeit natürlicher Ressourcen dar; Tatsächlich deuten Projektionen für 2050 auf eine zunehmende Verknappung natürlicher Ressourcen hin. In dieser Hinsicht spielt die Landwirtschaft eine zentrale Rolle, denn um den Gesamtbedarf an Nahrungsmitteln zu decken, werden immer mehr Ressourcen ausgebeutet, was zu Bodendegradation, Entwaldung und Wasserknappheit führt.

Die Ausweitung landwirtschaftlicher Flächen ist nach wie vor der Hauptgrund für die Entwaldung, wobei täglich bis zu 56.000 Morgen Land gerodet werden. Daher wird der Wettbewerb um natürliche Ressourcen schärfer, wenn nicht effizientere landwirtschaftliche Systeme eingeführt werden. Insofern sollte auch die landwirtschaftliche Nutztierhaltung umstrukturiert werden, um die Umweltbelastung und den Ressourcenverbrauch zu reduzieren.

Klimawandel

Ressourcenknappheit ist nicht nur auf eine wachsende Bevölkerung zurückzuführen; Auch der Klimawandel hat große Auswirkungen. Laut FAO kosteten Naturkatastrophen wie anhaltende Trockenperioden und Überschwemmungen zwischen 2005 und 2015 den Agrarsektor 96 Milliarden US-Dollar an beschädigten oder verlorenen Ernten und Viehzucht. Darüber hinaus wird der Klimawandel jeden Aspekt der Nahrungsmittelproduktion beeinflussen und bis 2050 zu einem Rückgang der Ernteerträge um 10/25 % führen. Aufgrund des Klimawandels sind die Ozeane mit einem Temperaturanstieg konfrontiert, der schließlich den Meeresfischfang um 40 reduzieren wird %. Ohne Anstrengungen zur Anpassung an die Gefahren des Klimawandels wird die Ernährungsunsicherheit wahrscheinlich erheblich zunehmen, insbesondere in den am wenigsten entwickelten Ländern.

Unmittelbare Herausforderungen für die Lebensmittelindustrie

Aufgrund der steigenden Nachfrage, mit der die Landwirtschaft in naher Zukunft konfrontiert sein wird, besteht die wichtigste Herausforderung darin, die landwirtschaftliche Produktivität auf nachhaltige Weise zu verbessern .

Darüber hinaus ziehen die Menschen zunehmend vom Land in die Städte oder um die Städte herum. Dies deutet auf eine Erhöhung ihres Einkommens und damit auf eine Änderung der Ernährungsgewohnheiten hin. Fleischprodukte werden stärker nachgefragt, was die Kapazität der Landwirtschaft, den steigenden Lebensmittelbedarf zu decken, weiter gefährden wird. Die Nutztierhaltung benötigt unglaublich viele natürliche Ressourcen: von der Fläche und dem verbrauchten Wasser bis hin zu den Nahrungsmitteln für die Tierfütterung. Folglich wird es zu einer Verlagerung hin zum Verzehr alternativer Proteine ​​kommen, wie bereits von Toptal in Beyond Meat behandelt.

Um die landwirtschaftliche Produktivität zu verbessern, ist es notwendig, die Effizienz bei der Nutzung natürlicher Ressourcen zu steigern, den Output bei gleicher Menge an Inputs zu steigern und Lebensmittelabfälle und Lebensmittelverluste zu reduzieren . In diesem Zusammenhang werden jährlich etwa 1,3 Milliarden Tonnen Lebensmittel verschwendet . Das folgende Bild zeigt, dass Lebensmittel in Industrieländern hauptsächlich auf Verbrauchsebene verschwendet werden, während Lebensmittel in den am wenigsten entwickelten Ländern und Entwicklungsländern während der gesamten Ernte- und Nacherntephase verschwendet werden. Dieses Problem ist von entscheidender Bedeutung – wenn Lebensmittel verschwendet werden, werden auch Wasser, Boden und natürliche Ressourcen, die zu ihrer Herstellung verwendet werden, verschwendet. In Bezug auf den Stromverbrauch machen Lebensmittel beispielsweise 30 % des gesamten Energieverbrauchs aus, und 1/3 dieses Anteils wird jährlich verschwendet.

Darüber hinaus wird es unumgänglich sein, dem Klimawandel und der Verschärfung von Naturgefahren durch Anpassungsmaßnahmen zu begegnen. Tatsächlich wirkt sich der Klimawandel auf jeden Aspekt der Lebensmittelproduktion aus, und es wird erwartet, dass die Ernteerträge zurückgehen. Ohne Bemühungen zur Anpassung an den Klimawandel durch landwirtschaftliche Innovationen wird die Ernährungsunsicherheit wahrscheinlich erheblich zunehmen.

Investitionen und Technologien für den Agrarlebensmittelmarkt

Obwohl die Investitionen in die Landwirtschaft gestiegen sind, reicht das erreichte Niveau immer noch nicht aus, um Armut und Hunger bis 2030 zu beseitigen, so die SDGs (Sustainable Development Goals). Wenn wir die Verwirklichung dieser Ziele als Ersatz für die Verhinderung dieses Szenarios betrachten, werden zusätzliche Investitionen in Höhe von 5 bis 7 Billionen US-Dollar erforderlich sein.

Um all diese Herausforderungen effizient und effektiv zu bewältigen, müssen andere dringende Probleme angegangen werden. Die Beseitigung extremer Armut, die Verringerung der Ungleichheit, die Beendigung aller Formen von Unterernährung und die Verbesserung der Effizienz, Integration und Widerstandsfähigkeit von Ernährungssystemen sind nur vier der SDGs, die die wichtigsten Herausforderungen für den Aufbau einer besseren Welt darstellen werden. Die Steigerung der Rentabilität und Produktivität der Landwirtschaft wird ein Motor sein, um Ungleichheiten zu verringern und Unterernährung zu verringern.

Aufstrebende Technologien im Agrar- und Ernährungssektor

Die Notwendigkeit einer technologischen Entwicklung in der Landwirtschaft, um eine nachhaltigere und produktivere Landwirtschaft zu erreichen, ist dringlicher geworden. Eine wachsende Zahl von Unternehmern und Technologieexperten hat sich in den letzten Jahren der Agritech angeschlossen, da die traditionelle Herangehensweise der Lebensmittelindustrie einem grundlegenden Wandel unterzogen werden muss. Root AI zum Beispiel ist ein US-amerikanisches Forschungsunternehmen, das künstliche Intelligenz und Robotik entwickelt, um den Indoor-Farming-Sektor zu stärken.

Ein weiteres interessantes Beispiel ist das in Israel ansässige Startup Taranis, das eine wissenschaftliche Engine entwickelt hat, die Felddaten in Bezug auf den Pflanzenproduktionszyklus und das Wetter analysiert und die perfekte Zeit und den perfekten Ort für den Einsatz von Agrochemikalien anzeigt.

In den letzten 40 Jahren sind die Getreideerträge dank moderner Anbaumethoden um mehr als 300 % gestiegen. Ohnehin sinken jetzt die Effizienzgewinne und die Landwirtschaft muss sich den Herausforderungen der nächsten Jahre stellen. Neue Technologien müssen nicht nur um der Innovation willen eingeführt werden, sondern um die tatsächlichen Bedürfnisse der Verbraucher zu verbessern und zu erfüllen und die Lieferketten neu zu gestalten.

Die Landwirtschaft wird nicht länger auf die Anwendung von Wasser, Düngemitteln und Pestiziden angewiesen sein. Die Landwirte werden Mindestmengen verwenden oder sie sogar aus der Lieferkette entfernen, indem sie beispielsweise Meerwasser nutzen. Dies wird sich insgesamt positiv auf die Umwelt auswirken, sowohl hinsichtlich der Treibhausgasemissionen als auch der Ressourcennutzung.

Die Landtechnik-Startups sind gewachsen, um diesen Bedürfnissen und Herausforderungen gerecht zu werden, und Investoren zeigen ein größeres Interesse an den Agrartechnologie-Startups. Der Geldbetrag, der in die Agrifood-Technologie fließt, hat sich seit 2012 mehr als versechsfacht, wie unten gezeigt:

Laut einem AgFunder-Bericht haben insbesondere europäische Agrar- und Lebensmittel-Startups im Jahr 2018 Investitionen in Höhe von rund 1,6 Milliarden US-Dollar angezogen , davon 900 Millionen US-Dollar für Startups, die von der Landwirtschaft bis zur Lebensmittelverarbeitung operieren – eine enorme Steigerung von 200 % gegenüber dem Vorjahr.

In den USA nahmen Agrifood-Startups im Jahr 2018 8 Milliarden US-Dollar an Risikokapital auf , fast die Hälfte aller Investitionen weltweit. Die meisten Deals fanden in Kalifornien statt, das 5 Milliarden US-Dollar ausmachte, was 63 % der gesamten US-Investitionen entspricht, gefolgt von Massachusetts mit 799 Millionen US-Dollar und New York mit 539 Millionen US-Dollar.

Technologische Trends in der Lebensmittelindustrie können in Upstream , bezogen auf Landwirtschaft und Lebensmittelverarbeitung, und Downstream , bezogen auf Lebensmittellieferung und -verbrauch, unterteilt werden. Die vorgelagerten Technologietrends stehen vor den wichtigsten landwirtschaftlichen Herausforderungen der kommenden Jahre und umfassen neue landwirtschaftliche Systeme, Präzisionslandwirtschaft, alternative Proteine, landwirtschaftliche Biotechnologie und andere:

Upstream-Technologien erhielten 2018 Investitionen in Höhe von 6,9 Milliarden US-Dollar, was einem Wachstum von 44 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Die relevanteste unter ihnen war die landwirtschaftliche Biotechnologie, die 2018 Investitionen in Höhe von 1,5 Milliarden US-Dollar anzog, gefolgt von Precision Farming mit 1,4 Milliarden US-Dollar und Midstream mit 1,3 Milliarden US-Dollar.

Upstream-Technologien verbessern die Landwirtschaft in einer Weise, die Produktivität und Effizienz steigern kann, und entwickeln auch Maßnahmen zur Anpassung an den Klimawandel. Auf diesem Weg würde eine wirkungsvolle Antwort auf die steigende Bevölkerungsentwicklung und die steigende Nahrungsmittelnachfrage gegeben, die das Problem der Ressourcenknappheit angeht. In dieser Hinsicht können insbesondere vier Technologiebereiche als relevanter angesehen werden: landwirtschaftliche Biotechnologie, vertikale Landwirtschaft, Präzisionslandwirtschaft und alternative Proteine ​​.

Die landwirtschaftliche Biotechnologie basiert auf neuen Ansätzen zur Genomeditierung (wie CRISPR), die eine größere Selektivität ermöglichen und den Zufallsfaktor reduzieren. Diese Techniken können nicht nur Rassen mit hoher Resistenz gegen widrige Bedingungen schaffen, sondern sie können auch verwendet werden, um sie mit Vitaminen und Nährstoffen zu vermehren.

Einer der führenden Anbieter landwirtschaftlicher Biotechnologien ist Indigo Ag, ein 2016 gegründetes US-amerikanisches Startup, das Erzeuger beim Übergang zu regenerativen Anbaumethoden durch ganzjährige Partnerschaften, Mikrobiombehandlungen und die Unterstützung zur Optimierung regenerativer Systeme unterstützt. Es hat insgesamt 809 Millionen US-Dollar an Mitteln aufgebracht.

Vertikale Landwirtschaft ist der Prozess des Anbaus von Lebensmitteln in vertikal gestapelten Schichten, wobei in Umgebungen gearbeitet wird, in denen kein Ackerland verfügbar ist. Daher ist es eine einfache Antwort auf die Bereitstellung hochwertiger Lebensmittel, ohne andere Länder zu besetzen. In Kombination mit urbaner Landwirtschaft werden Erden, hydroponische oder aeroponische Anbaumethoden eingesetzt, die die Möglichkeit bieten, beispielsweise Gemüse im Stadtzentrum anzubauen, wobei 95 % weniger Wasser, Düngemittel und Erde benötigt werden .

Eine interessante Realität, die vertikale Landwirtschaft einsetzt, ist Bowery Farming Inc, ein 2014 gegründetes US-Startup, das innerhalb seiner internen Technologieplattform Sensoren, Steuerungssysteme, Computer Vision, Robotik und maschinelles Lernen kombiniert, um viele der Prozesse zu optimieren der Bauernhof. Das Unternehmen hat 172,5 Millionen US-Dollar aufgebracht.

Precision Farming umfasst alles, was die landwirtschaftliche Praxis beim Anbau von Pflanzen und Viehzucht genauer und kontrollierter macht. Ein wichtiger Treiber dieser Praxis ist der Einsatz von Informationstechnologie und einer breiten Palette von Artikeln wie GPS-Führung, Steuerungssystem, Sensoren, Robotik, Drohnen, autonome Fahrzeuge, automatisierte Hardware und Software.

Eine vielversprechende Realität in der Präzisionslandwirtschaft ist CropX, ein 2015 gegründetes israelisches Startup, das eine wiederaufladbare drahtlose Sensorlösung zur Überwachung der Bodenfeuchte entwickelt hat. Es hat 22,9 Millionen US-Dollar aufgebracht, um das Farmmanagement zu optimieren und zu automatisieren.

Alternative nachhaltige Protein- Startups erfinden die Branche mit neuer Lebensmitteltechnologie neu und ermöglichen die Herstellung von fleischlosen und zellbasierten Produkten, die traditionellem Fleisch in Geschmack und Textur sehr ähnlich sind, ohne den Endpreis zu erhöhen. Der Einsatz dieser Technologien ermöglicht eine erhebliche Reduzierung der verwendeten Inputs und erhöht die Effizienz in der Lebensmittelkette.

Impossible Foods ist eines der ausgereiftesten Startups für pflanzliches Fleisch. Dieses 2011 gegründete Unternehmen mit Sitz in den USA entwirft vegane Burger, die in Textur und Geschmack traditionellem Fleisch ähneln. Insgesamt wurden 687,5 Millionen US-Dollar aufgebracht.

All diese Technologien sorgen für eine intelligentere Nutzung von Ressourcen sowie eine geringere Ressourcenmenge und erhöhen so die Produktivität und Nachhaltigkeit der landwirtschaftlichen Prozesse.

Auf der anderen Seite umfasst Downstream In-Store-Einzelhandels- und Restauranttechnologie, Restaurantmarktplätze, eGrocery sowie Haushalts- und Kochtechnologie. Die Deals stiegen 2018 auf 10 Milliarden US-Dollar, ein Wachstum von 41,8 % im Vergleich zu 2017.

Bei diesen Lösungen geht es mehr darum, die Art und Weise, wie wir Lebensmittel auswählen und konsumieren, umzugestalten, und weniger darum, uns den größten Herausforderungen der Agrarernährung zu stellen – auch wenn einige Lösungen dazu beitragen könnten, Lebensmittelverluste zu verringern.

Fazit

Ernährungssicherheit, Klimawandel und Nachhaltigkeit prägen zunehmend individuelle Konsumentscheidungen und werden zu wichtigen Themen auf politischer und gesellschaftlicher Ebene. Infolgedessen wird die Agrar- und Lebensmittelindustrie zunehmend von Unternehmern und Investoren ins Auge gefasst. Eine Reihe neuer, vielversprechender Technologien, die das Potenzial haben, die Landwirtschaft neu zu gestalten, entsteht.

Im nächsten Beitrag dieser Serie werden die vorgestellten Technologien weiter detailliert und untersucht, wie sie auf neue globale Herausforderungen reagieren können. Es wird sich auch auf die Hauptakteure konzentrieren, die sie entwickeln, und darauf, was die Aufmerksamkeit der Investoren weckt.

Lesen Sie Teil II dieser Serie: Die Zukunft ernähren: Ein Überblick über die Agrarlebensmitteltechnologie.