Будущее пищевой промышленности: меньше газов — больше искусственного интеллекта

Производство еды активно истощает ресурсы планеты и негативно влияет на климат. Пищевая промышленность — источник 30% глобальных выбросов парниковых газов и потребитель 70% доступных объемов пресной воды. В условиях изменения климата и нарастающего дефицита водных ресурсов новые технологии способны сохранить природу и гарантировать продовольственную безопасность. 

По оценкам авторов доклада, инновации снизят потребление воды как минимум на 50%, сократят эмиссию парниковых газов на 30–40% и обеспечат рост урожайности на 10%. Консультанты также отметили, что максимальное число патентов на технологии для производства еды было выдано в 2021 году — 76 279 единиц; в 2023 году показатель упал почти втрое, до 24 793 патентов. Однако инвестиции в пищевой сектор сократились не так сильно: с $95 млрд в 2021 году до $71 млрд в 2023 году. Снижение объемов вложений ощутило на себе большинство компаний фудтеха за исключением разработок в области аквакультуры, снижения выбросов парниковых газов, использования спутниковых данных в сельском хозяйстве и прогнозов погоды.

Регенеративное сельское хозяйство

Большинство современных сельскохозяйственных практик сосредоточено на повышении урожайности за счет интенсивного землепользования и применения химикатов. Если эти методы останутся неизменными, к 2050 году 90% пахотных земель деградируют. Это приведет к ежегодной потере десятой части урожая и в условиях роста населения вызовет катастрофический дефицит продовольствия. Поэтому регенеративное сельское хозяйство должно заменить существующие методы агрономии. Этот метод позволит восстановить экосистемы, повысить плодородие почв, снизить объемы пестицидов, уменьшить глубину обработки почвы, использовать регулируемый выпас скота вместо механизмов для скашивания травы, внедрить компостирование, севооборот и другие экологически безопасные практики. 

Биотехнологии

С помощью биотехнологий аграрии выведут растения, устойчивые к засухам, вредителям и болезням. Например, генная инженерия и CRISPR (технология редактирования генома, которая дает возможность вносить точечные изменения в ДНК организмов) позволяют быстро получать сорта устойчивых к болезням и стрессам культур, а также растения с лучшими питательными свойствами.  

В области синтетической биологии идет работа над созданием организмов, которые улучшают способность растений усваивать азот из воздуха и снижают потребность в удобрениях. Кроме того, разрабатываются методы повышения плодородия почвы без использования химикатов.

Вертикальные фермы и гидропоника

Вертикальные фермы — будущее городского сельского хозяйства. Они позволяют выращивать растения на минимальной площади. Кроме того, такая агрономическая практика существенно экономит воду. В вертикальных фермах применяются технологии светодиодного освещения и автоматического контроля погодных условий.

Гидропоника предлагает метод выращивания культур в питательных растворах без использования почвы. Гидропонные системы можно применять как в домашних условиях, так и в крупных коммерческих хозяйствах. Особенно они актуальны в регионах с дефицитом воды и плодородной земли.

Искусственный интеллект

Использование искусственного интеллекта увеличит эффективность сельскохозяйственной техники, внесения удобрений и контроля за урожайностью. Цифровизация ферм позволяет улучшить управление хозяйством за счет получения данных о состоянии окружающей среды, скота, возделываемых культур в режиме реального времени. 

Вместе с разработкой софта для аграриев растут инновации в области датчиков, беспилотных аппаратов, цифровых систем полива и внесения удобрений, а также адаптации информации от спутников для нужд фермеров.

Технологии сокращения выбросов метана

Сельское хозяйство отвечает за 40% глобальной эмиссии парникового газа — метана — в атмосферу. В условиях климатического кризиса ученые пытаются снизить этот показатель. Одна из возможных технологий — изменение рациона кормления скота. Например, добавление в меню коров морских водорослей или специальных ферментов значительно уменьшает количество метана, производимого в процессе пищеварения.

Еще одна инновация будущего — улавливание метана из навоза с помощью анаэробных бактерий. Аккумулированный газ затем можно использовать в качестве источника энергии. 

Белок из грибов и мясо из пробирки

Привычка людей есть слишком много мяса приводит к избыточному его производству и дополнительным выбросам метана. Особенно это касается стран с достаточно высоким доходом на душу населения, таких как США, ЕС и Россия. Пристрастию к мясу способствует доступность продуктов питания и возможности их транспортировки. Стейк, котлета и колбаса оказываются на тарелках жителей этих стран ежедневно, а иногда и несколько раз в день. Между тем такое обилие блюд из мяса вредит здоровью и окружающей среде. 

Чтобы снизить нагрузку на экологию и разнообразить меню потребителей, производители будут предлагать больше растительных белков из сои, гороха и других культур. Альтернативные белки также можно получать с помощью ферментации, то есть при участии микроорганизмов, таких как бактерии, дрожжи или грибы. Они превращают органические субстраты в белковые продукты. 

Кроме того, на рынке появится культивированное мясо, изготовленное из клеток животных. А белки из насекомых уже стали часто употребляемым продуктом: например, муку из сверчков используют в качестве добавки для повышения калорийности.

Онлайн-рынки

Фермерские рынки окончательно перейдут в онлайн и станут похожи на маркетплейсы с огромным выбором продуктов у множества продавцов. При этом небольшие хозяйства смогут представлять свою продукцию, получать информацию о спросе, а также кооперироваться с другими небольшими хозяйствами и обмениваться технологиями и знаниями. Потребители смогут заказывать фермерскую еду из дома.