Dân số thế giới dự kiến sẽ tăng lên 9,7 tỷ người vào năm 2050, tạo ra một số thách thức trong vài năm tới. Nhu cầu về thực phẩm protein động vật có giá trị cao sẽ tăng lên, một xu hướng đang được thúc đẩy bởi quá trình đô thị hóa và thu nhập tăng trên toàn thế giới.
Những xu hướng này chắc chắn sẽ đe dọa sự sẵn có của các nguồn tài nguyên thiên nhiên; trên thực tế, các dự báo cho năm 2050 cho thấy sự xuất hiện ngày càng nhiều đất nông nghiệp ngày càng khan hiếm.
Trong kịch bản này, biến đổi khí hậu cũng có tác động lớn. Các thảm họa thiên nhiên như khô hạn kéo dài và lũ lụt đã khiến ngành nông nghiệp thiệt hại, mất mùa và sản xuất vật nuôi bị thiệt hại nặng nề.
Do đó, hành động quan trọng nhất cần thực hiện là tăng năng suất nông nghiệp và đảm bảo một hệ thống nông nghiệp thích ứng với khí hậu. Nhiều doanh nhân và chuyên gia công nghệ đã tham gia phong trào agritech trong những năm gần đây, khi cách tiếp cận truyền thống của ngành công nghiệp thực phẩm đang trải qua một sự chuyển đổi cơ bản. Các nhà đầu tư cũng đang thể hiện sự quan tâm nhiều hơn đến ngành Nông sản và các công ty khởi nghiệp của nó. Số tiền đổ vào Agrifood tech đã tăng hơn sáu lần kể từ năm 2012 :từ 3 tỷ đô la đến gần 18 tỷ đô la, theo AgFunder.
Một loạt các giải pháp đang được phát triển bởi các doanh nhân Agrifood. Chúng tôi phân tích một số xu hướng công nghệ liên quan sẽ có tác động rất lớn trong những năm tới, tập trung vào canh tác theo chiều dọc, canh tác chính xác, protein thay thế và công nghệ sinh học nông nghiệp. Trong phần thứ hai của loạt bài này, chúng ta sẽ khám phá chi tiết từng công nghệ và xem xét các xu hướng tài trợ và khởi nghiệp bằng công nghệ.
Ngành công nghiệp thực phẩm đang phải đối mặt với nhiều thách thức cần được giải quyết. Những yếu tố có liên quan và có tác động mạnh nhất là:(1) nhân khẩu học xã hội; (2) khan hiếm tài nguyên thiên nhiên; và (3) biến đổi khí hậu.
Dân số thế giới dự kiến sẽ tăng lên 9,7 tỷ người vào năm 2050. Sự gia tăng này sẽ dẫn đến tăng nhu cầu về tài nguyên và nguyên liệu, bao gồm cả thực phẩm . Trong đó, nhu cầu thực phẩm ước tính tăng 56% vào năm 2050 so với năm 2013.
Ngoài ra, vào năm 2050, khoảng 68% dân số dự kiến sẽ sống ở các thành phố. Đô thị hóa cũng ảnh hưởng đến các mô hình tiêu dùng thực phẩm - thu nhập thành thị cao hơn được phản ánh trong nhu cầu gia tăng đối với thực phẩm chế biến và thịt, một trong những ngành có tác động mạnh nhất trên toàn thế giới.
Hơn nữa, dân số toàn cầu ngày càng gia tăng gây ra mối đe dọa đối với sự sẵn có của các nguồn tài nguyên thiên nhiên; Trên thực tế, các dự báo cho năm 2050 cho thấy sự xuất hiện của các nguồn tài nguyên thiên nhiên ngày càng khan hiếm. Về mặt này, nông nghiệp đóng vai trò then chốt vì để đáp ứng tổng cầu về lương thực, ngày càng nhiều tài nguyên bị khai thác, gây thoái hóa đất, phá rừng và khan hiếm nước.
Việc mở rộng đất nông nghiệp tiếp tục là nguyên nhân chính dẫn đến nạn phá rừng, với 56.000 mẫu đất bị phá mỗi ngày. Do đó, sự cạnh tranh về tài nguyên thiên nhiên sẽ trở nên gay gắt hơn trừ khi các hệ thống nông nghiệp hiệu quả hơn được thực hiện. Ở mức độ này, chăn nuôi trồng trọt cũng cần được tái cơ cấu để giảm tác động đến môi trường và tiêu thụ tài nguyên.
Sự khan hiếm tài nguyên không chỉ do dân số ngày càng tăng; biến đổi khí hậu cũng có tác động lớn. Theo FAO, từ năm 2005 đến 2015, thiên tai như đợt khô hạn kéo dài và lũ lụt đã gây thiệt hại cho ngành nông nghiệp 96 tỷ USD do cây trồng và vật nuôi bị thiệt hại hoặc mất trắng. Hơn nữa, biến đổi khí hậu sẽ ảnh hưởng đến mọi khía cạnh của sản xuất lương thực và dẫn đến sản lượng cây trồng giảm 10/25% vào năm 2050. Do biến đổi khí hậu, các đại dương đang phải đối mặt với sự gia tăng nhiệt độ, cuối cùng sẽ làm giảm sản lượng đánh bắt cá biển 40 %. Nếu không có nỗ lực thích ứng với các hiểm họa liên quan đến biến đổi khí hậu, thì mất an ninh lương thực có khả năng sẽ tăng lên đáng kể, đặc biệt là ở các nước kém phát triển nhất.
Do nhu cầu ngày càng tăng mà ngành nông nghiệp sẽ phải đối mặt trong tương lai gần, thách thức quan trọng nhất cần giải quyết là cải thiện năng suất nông nghiệp một cách bền vững .
Hơn nữa, ngày càng có nhiều người di chuyển từ nông thôn đến thành phố, hoặc xung quanh các thành phố. Điều này sẽ cho thấy thu nhập của họ tăng lên và do đó, thay đổi thói quen ăn uống. Các sản phẩm thịt sẽ có nhu cầu nhiều hơn, gây nguy hiểm hơn nữa cho năng lực nông nghiệp để đáp ứng các yêu cầu ngày càng tăng về lương thực. Chăn nuôi gia súc đòi hỏi một lượng tài nguyên thiên nhiên đáng kinh ngạc:từ đất và nước tiêu thụ đến thức ăn cho gia súc. Do đó, sự thay đổi đối với việc tiêu thụ protein thay thế sẽ xảy ra, như đã đề cập trước đó bởi Toptal trong Beyond Meat.
Để cải thiện năng suất nông nghiệp, cần phải tăng hiệu quả sử dụng tài nguyên thiên nhiên , mở rộng đầu ra với cùng một lượng đầu vào và giảm lãng phí thực phẩm và thất thoát thực phẩm . Về vấn đề này, khoảng 1,3 tỷ tấn thực phẩm bị lãng phí hàng năm . Hình ảnh dưới đây cho thấy, ở các nước phát triển, lương thực bị lãng phí hầu hết ở mức tiêu dùng, trong khi ở các nước kém phát triển và đang phát triển, lương thực bị lãng phí trong suốt giai đoạn thu hoạch và sau thu hoạch. Vấn đề này rất quan trọng — khi thực phẩm bị lãng phí, nước, đất và tài nguyên thiên nhiên được sử dụng để sản xuất cũng bị lãng phí. Về tiêu thụ điện, chẳng hạn, thực phẩm chiếm 30% tổng năng lượng sử dụng và 1/3 phần đó bị lãng phí hàng năm.
Hơn nữa, giải quyết biến đổi khí hậu và việc gia tăng các hiểm họa tự nhiên thông qua việc thực hiện các biện pháp thích ứng sẽ không thể tránh khỏi. Trên thực tế, biến đổi khí hậu đang ảnh hưởng đến mọi khía cạnh của sản xuất lương thực, và năng suất cây trồng dự kiến sẽ giảm. Nếu không có những nỗ lực thích ứng với biến đổi khí hậu thông qua đổi mới nông nghiệp, tình trạng mất an ninh lương thực có thể sẽ gia tăng đáng kể.
Mặc dù đầu tư vào nông nghiệp đã tăng lên nhưng mức đạt được vẫn không đủ để xóa đói giảm nghèo vào năm 2030, theo SDGs (Mục tiêu Phát triển Bền vững). Nếu chúng ta coi việc thực hiện các mục tiêu đó như một biện pháp để ngăn chặn viễn cảnh này, thì nó sẽ đòi hỏi các khoản đầu tư bổ sung từ 5-7 nghìn tỷ đô la.
Để đối phó hiệu quả và hiệu quả với tất cả những thách thức này, cần phải giải quyết các vấn đề cấp bách khác. Xoá nghèo cùng cực, giảm bất bình đẳng, chấm dứt mọi hình thức suy dinh dưỡng và làm cho hệ thống lương thực trở nên hiệu quả hơn, bao trùm hơn và có khả năng phục hồi chỉ là bốn trong số các mục tiêu phát triển bền vững sẽ là thách thức chính để xây dựng một thế giới tốt đẹp hơn. Tăng lợi nhuận và năng suất nông nghiệp sẽ là động lực để giảm bất bình đẳng và giảm suy dinh dưỡng.
Nhu cầu phát triển công nghệ trong Agrifood để đạt được nền nông nghiệp năng suất và bền vững hơn ngày càng trở nên cấp thiết. Ngày càng có nhiều doanh nhân và chuyên gia công nghệ tham gia vào agritech trong những năm gần đây, vì cách tiếp cận truyền thống của ngành công nghiệp thực phẩm cần phải trải qua một sự chuyển đổi cơ bản. Ví dụ:Root AI là một công ty nghiên cứu có trụ sở tại Hoa Kỳ đang phát triển trí tuệ nhân tạo và robot để tăng cường lĩnh vực nông nghiệp trong nhà.
Một ví dụ thú vị khác là công ty khởi nghiệp Taranis có trụ sở tại Israel, đã phát triển một công cụ khoa học phân tích dữ liệu thực địa liên quan đến chu kỳ sản xuất cây trồng và thời tiết, đồng thời chỉ ra thời gian và địa điểm hoàn hảo để triển khai hóa chất nông nghiệp.
Trong 40 năm qua, sản lượng ngũ cốc đã tăng hơn 300% do thực hành canh tác hiện đại. Dù sao đi nữa, hiệu quả đạt được đang giảm xuống, và nông nghiệp phải đối mặt với những thách thức trong những năm tới. Các công nghệ mới phải được thực hiện không chỉ vì mục tiêu đổi mới mà còn để cải thiện và giải quyết nhu cầu thực sự của người tiêu dùng và tái cấu trúc chuỗi cung ứng.
Nông nghiệp sẽ không còn phải phụ thuộc vào việc bón nước, phân bón và thuốc trừ sâu. Nông dân sẽ sử dụng số lượng tối thiểu, hoặc thậm chí loại bỏ chúng khỏi chuỗi cung ứng, khai thác ví dụ như nước biển. Điều này sẽ có tác động tích cực tổng thể đến môi trường, cả về phát thải KNK và khai thác tài nguyên.
Các công ty khởi nghiệp công nghệ nông nghiệp đã phát triển để đáp ứng những nhu cầu và thách thức này, và các nhà đầu tư đang thể hiện sự quan tâm nhiều hơn đến các công ty Agrifood. Số tiền đổ vào công nghệ Agrifood đã tăng hơn sáu lần kể từ năm 2012, như hình dưới đây:
Đặc biệt, theo một báo cáo của AgFunder, các công ty khởi nghiệp Agrifood ở Châu Âu đã thu hút được khoản đầu tư khoảng 1,6 tỷ đô la trong năm 2018 , trong đó 900 triệu đô la cho các công ty khởi nghiệp hoạt động từ trồng trọt đến chế biến thực phẩm — tăng 200% so với năm trước.
Tại Hoa Kỳ, các công ty khởi nghiệp Agrifood đã nhận được 8 tỷ đô la đầu tư mạo hiểm vào năm 2018 , gần một nửa tổng số đầu tư trên toàn thế giới. Hầu hết các giao dịch được đặt tại California, chiếm 5 tỷ đô la, chiếm 63% tổng đầu tư của Hoa Kỳ, tiếp theo là Massachusetts với 799 triệu đô la và New York với 539 triệu đô la.
Xu hướng công nghệ nông nghiệp có thể được chia thành Ngược dòng , liên quan đến nông nghiệp và chế biến thực phẩm và Hạ nguồn , liên quan đến giao hàng và tiêu thụ thực phẩm. Xu hướng công nghệ thượng lưu là những xu hướng phải đối mặt với những thách thức nông nghiệp chính trong những năm tới, và chúng bao gồm các hệ thống canh tác mới, canh tác chính xác, protein thay thế, công nghệ sinh học nông nghiệp và các xu hướng khác:
Các công nghệ thượng nguồn đã nhận được khoản đầu tư 6,9 tỷ đô la vào năm 2018, tăng 44% so với cùng kỳ năm ngoái, trong đó có liên quan nhất là công nghệ sinh học nông nghiệp, thu hút 1,5 tỷ đô la đầu tư vào năm 2018, tiếp theo là nông nghiệp chính xác với 1,4 tỷ đô la và trung tuyến với 1,3 tỷ đô la.
Các công nghệ thượng nguồn đang cải tiến nông nghiệp theo cách có thể tăng năng suất và hiệu quả, đồng thời phát triển các biện pháp thích ứng với biến đổi khí hậu. Theo con đường này, một câu trả lời có tác động cho xu hướng dân số ngày càng tăng và nhu cầu lương thực ngày càng tăng sẽ được cung cấp, giải quyết vấn đề khan hiếm tài nguyên. Về vấn đề này, cụ thể, bốn lĩnh vực công nghệ có thể được coi là phù hợp hơn: công nghệ sinh học nông nghiệp, canh tác theo chiều dọc, canh tác chính xác và protein thay thế .
Công nghệ sinh học nông nghiệp dựa trên các phương pháp tiếp cận mới để chỉnh sửa bộ gen (như CRISPR), cho phép chọn lọc cao hơn và giảm yếu tố may rủi. Những kỹ thuật này không chỉ có thể tạo ra những con giống có khả năng chống chịu cao với các điều kiện bất lợi mà còn có thể được sử dụng để nhân giống chúng với vitamin và chất dinh dưỡng.
Một trong những nhà lãnh đạo của công nghệ sinh học nông nghiệp là Indigo Ag, một công ty khởi nghiệp có trụ sở tại Hoa Kỳ được thành lập vào năm 2016, hỗ trợ người trồng trọt trong quá trình chuyển đổi sang phương thức canh tác tái sinh thông qua quan hệ đối tác quanh năm, phương pháp xử lý vi sinh và hỗ trợ tối ưu hóa hệ thống tái sinh. Nó đã huy động được tổng cộng 809 triệu đô la tiền quỹ.
Canh tác dọc là quá trình nuôi trồng thực phẩm trong các lớp xếp chồng lên nhau theo chiều dọc, làm việc trong môi trường không có đất canh tác. Như vậy, việc cung cấp thực phẩm chất lượng cao mà không chiếm đất của nơi khác là một câu trả lời dễ dàng. Kết hợp với canh tác đô thị, nó áp dụng các phương pháp trồng trọt bằng đất, thủy canh hoặc khí canh mang lại cơ hội phát triển, chẳng hạn như rau ở trung tâm thành phố sử dụng nước, phân bón và đất ít hơn 95% .
Một thực tế thú vị sử dụng canh tác theo chiều dọc là Bowery Farming Inc, một công ty khởi nghiệp có trụ sở tại Hoa Kỳ được thành lập vào năm 2014, - trong nền tảng công nghệ nội bộ - kết hợp các cảm biến, hệ thống điều khiển, thị giác máy tính, robot và học máy để tối ưu hóa nhiều quy trình xung quanh nông trại. Công ty đã huy động được 172,5 triệu đô la.
Canh tác chính xác bao gồm tất cả mọi thứ giúp thực hành trồng trọt chính xác hơn và được kiểm soát khi nói đến trồng trọt và chăn nuôi. Động lực chính của hoạt động này là việc sử dụng công nghệ thông tin và một loạt các hạng mục như hướng dẫn GPS, hệ thống điều khiển, cảm biến, robot, máy bay không người lái, phương tiện tự động, phần cứng tự động và phần mềm.
Một thực tế đầy hứa hẹn trong canh tác chính xác được đại diện bởi CropX, một công ty khởi nghiệp có trụ sở tại Israel được thành lập vào năm 2015, đã phát triển một giải pháp cảm biến không dây có thể sạc lại để theo dõi độ ẩm của đất. Nó đã huy động được 22,9 triệu đô la để tối ưu hóa và tự động hóa việc quản lý trang trại.
Protein bền vững thay thế các công ty khởi nghiệp đang tái tạo lại ngành công nghiệp thực phẩm mới, cho phép sản xuất các sản phẩm không thịt và tế bào gần giống với thịt truyền thống về hương vị và kết cấu mà không làm tăng giá cuối cùng. Việc sử dụng các công nghệ này cho phép giảm đáng kể lượng đầu vào được sử dụng, tăng hiệu quả trong chuỗi thực phẩm.
Impossible Foods là một trong những công ty khởi nghiệp thịt dựa trên thực vật trưởng thành nhất. Được thành lập vào năm 2011, công ty có trụ sở tại Hoa Kỳ này thiết kế bánh mì kẹp thịt thuần chay giống với thịt truyền thống về kết cấu và hương vị. Nó đã quyên góp được tổng cộng 687,5 triệu đô la.
Tất cả những công nghệ này đảm bảo sử dụng tài nguyên thông minh hơn, cũng như giảm thiểu lượng tài nguyên, do đó tăng năng suất và tính bền vững của các quá trình nông nghiệp.
Mặt khác, Downstream bao gồm công nghệ nhà hàng &bán lẻ tại cửa hàng, khu chợ nhà hàng, tạp hóa điện tử và công nghệ nấu ăn &gia đình. Các giao dịch đã tăng lên tới 10 tỷ đô la trong năm 2018, tăng trưởng 41,8% so với năm 2017.
Những giải pháp này thiên về định hình lại cách chúng ta lựa chọn và tiêu thụ thực phẩm chứ không phải đối mặt với những thách thức chính của Agrifood — ngay cả khi một số giải pháp có thể giúp giảm thất thoát lương thực.
An ninh lương thực, biến đổi khí hậu và tính bền vững đang ngày càng định hình các lựa chọn tiêu dùng cá nhân và trở thành những chủ đề quan trọng ở cấp chính sách và xã hội. Do đó, ngành nông nghiệp đang ngày càng được các doanh nhân và nhà đầu tư để mắt đến. Một loại cây trồng gồm các công nghệ mới, đầy hứa hẹn có tiềm năng định hình lại nền nông nghiệp đang xuất hiện.
Bài tiếp theo trong loạt bài này sẽ trình bày chi tiết hơn về các công nghệ được trình bày và xem xét cách chúng có thể ứng phó với những thách thức toàn cầu đang nổi lên. Nó cũng sẽ tập trung vào các tác nhân chính đang phát triển chúng và vào những gì đang thu hút sự chú ý của các nhà đầu tư.
Đọc Phần II của loạt bài này:Nuôi dưỡng tương lai:Tổng quan về Công nghệ Nông sản.