1. 17-10-13
Voedselcrisis onnodig
Een rol voor de Friese landbouw
Inhoud
Prof. dr ir Rudy Rabbinge
! Voedselvoorziening in historisch perspectief
! Megatrends
! Mondiale uitdagingen
! Mogelijkheden en perspectieven
! Friese bedrijfstakken
! Conclusies
Emeritus Universiteitshoogleraar
Duurzame Ontwikkeling & Voedsel zekerheid
Tresoar, 15 oktober 2013
1
! Malthus: ‘An essay on the principle of population’, 1798
! RIVM: ‘Zorgen voor morgen’, 1987
! Brundland: ‘Our common future’, 1988
! WRR: ‘Duurzame risico’s, een blijvend gegeven’, 1994
Global population & sources of agricultural production
pastoralism
gathering
farming
irrigation
500
6000
400
300
aquatic (prim. & sec. prod.)
terrestrial (sec. prod.)
rearing
plough
200
24
3
fishing
hunting
5
(-10000 BC / 2010 CE)
<1
population (x mln)
Voedselvoorziening in historisch perspectief
2
manuring
terrestrial (prim. prod.)
Ancient fish trap (9000 BC)
2000
1500
1000
0
500
-2,500
-5,000
-7,500
-10,000
year
Discovery 2012,
Swedish coastal line
Source: BK Gross
3
9,000
5,000
6,000
7,000
4,000
1,000
3,000
Global urbanisation towards 2050
9,000
5,000
6,000
7,000
4,000
3,000
1,000
2,000
(1700 / 2050)
2,000
Global population & sources of agricultural production
blue
revolution
green
revolution
population
2050
2000
1950
1900
1850
1800
1750
1700
metropolitan farming
2050
2000
1950
1900
arable
land
HYV, irrigation, fertilizers,marine farming
marineaqua culture (fish ponds)
greenhouse culture
animal husbandry (poultry) (LED)
catch
aqua horticulture
indoor
(hydroponics)
pestcontrol
(algae)
1850
1800
1750
1700
aquatic (prim. & sec. prod.)
terrestrial (sec. prod.)
terrestrial (prim. prod.)
adapted from Land Commodities Asset Management AG (2009) with data from FAOstat, NEAA & UNPD
1
2. 17-10-13
Megatrend (1): Productiviteitsverhoging
10,0
x5-6
arbeidsproductiviteit
x 200 - 300
energie, andere inputs
x2-4
ton graan per ha
grondproductiviteit
7,5
9
600
600
350
2,5
400
1,8
5,0
200
0,8
0,0
1250
800
arbeidsuren per ha
Megatrends in landbouw
12
0
1500
1750
jaar
2000
7
Megatrends (2): Van ambachtelijk naar
industrieel
8
Megatrends (3): Integratie van de keten
! Van grond tot mond
! Keten-omkering: consument (of retail) dicteert
! Kwaliteit, food safety, gemaksvoedsel, etc.
! Efficientie in logistiek (on time delivery), kostprijs
! Toegevoegde waarde op diverse schakels van de
! Van adaptief (aanpassen aan omgeving) naar
maximale controle (kunstmest, pesticiden, irrigatie)
! Introductie van niet-grondgebonden landbouw
keten " cumulatief
kasteelt
substraatteelt
! Hoge toegevoegde waarde !!
9
Megatrends (4): Verbreding van doeleinden
10
Megatrends (5): Koppeling aan gezondheid
! Milieuvriendelijk
! Diervriendelijk
! Landschap
! Groente, fruit en vis zijn goed voor de gezondheid
! Gezondheidsbevorderende componenten nastreven door
keuzes in uitgangsmateriaal, teeltmethodes en
verwerking: meervoudig onverzadigde vetzuren
! Good Agricultural Practices: landbouwproducten vrij van
residuen (nitraat, pesticiden)
www.eceat.nl
! Food safety: tracking and tracing (BSE, dioxine)
11
12
2
3. 17-10-13
Megatrends (6): Biobased economy
Mondiale uitdagingen
! Materialen kunnen doeltreffender en doelmatiger worden
vervaardigd
! De plant als fabriek
! Verschillende producten en technieken in ontwikkeling en
gebruik
! biocascadering, bioraffinage
13
Uitdaging (1): Voedselzekerheid
14
Vraag
Uitbannen honger
Groeiende bevolking
Meer vlees consumptie
=
Bevolking
x
Bevolking
(miljard)
Dieet
Graan equivalenten per jaar
(miljard ton)
15
15
10
10
5
5
0
1700
Meer voedsel
1800
1900
2000
2050
2100
0
dieet-typen
(medium bevolking 2050)
16
15
Verhoging primaire productie
Verhoging primaire productie
Global grain production (1950-2010)
Global grain production (1950-2010)
300
population
200
per capita
production
100
0
1950
Source: FAOstat
400
production
1960
1970
1980
1990
year
2000
2010
Index value
Index value
400
ton/ha
300
200
area
100
0
1950
2020
production
Source: FAOstat
1960
1970
1980
1990
year
2000
2010
2020
17
18
3
4. 17-10-13
Voedsel per capita (1950 – 2010)
Naar een duurzame voedselzekerheid
met minder
meer
Index value
150
beter
Asia
S. America
125
SS Africa
100
75
50
1950
1960
1970
Source: FAOstat
1980
1990
year
2000
2010
2020
19
Verhoging primaire productie / trendbreuk
Groene revoluties ook elders
6
0
1900
1925
1950
1975
1925
1950
1975
African start
2000
discontinuities ?
Africa
UK
USA
1900
SE Asia
2
0
1875
2000
Maize
3
1
2
Rice
SE Asia
15 kg ha-1 y-1
Wheat
4
Indonesia
6
5
150 kg ha-1 y-1
yield (ton/ha)
8
Groene revolutie
Graan opbrengst (NL)
ton graan ha-1
10
4
20
2025
22
21
Uitdaging (2): Klimaatverandering
Uitdaging (3): Voedsel & gezondheid
Verwoestijning
Overstroming
Verzouting
Obesitas
Allergie
Anti-oxidanten
Bestrijding
Gezonde voeding
producten
Aanpassing
23
24
4
5. 17-10-13
Voeding & gezondheid: voedselkeuze
Voeding & gezondheid: voedselkeuze
Bron: Groene economie (2011)
25
Lifestyles
26
Uitdaging (4): Planeet
Natuur
Biodiversiteit
GHG
gezonder voedsel = gezonder oud
Health / “Quality of life”
100 %
Monitoren van
conservatie
Time
27
Onduurzaamheid en natuurlijke hulpbronnen
28
Verhogen agrarische productie
human-induced causes of soil degradation
over-grazing
35%
deforestation
29%
productiviteitsverhoging
areaaluitbreiding
mismanagement
28%
bio-industry
1%
overexploitation
7%
Oldeman LR et al. (ISRIC 1991)
5
6. 17-10-13
Think blue !
Uitdaging (5): Biobased economy
Bio-brandstoffen
Bio-materialen
Bio-raffinaderij
Wereld areaal (Gha)
overig landareaal
restant landbouw areaal
(tbv bio-diversity) 2,9
grasland
7
3,4
akkerbouw 1,6
36,1
water
(~ 71%)
Aangepaste
gewassen
Nieuwe
agrosystemen
31
32
H2O
flowers
CxHyOzNuPvKw fruits
fresh vegetables
food crops
CaHbOcNmPnKo
fibers
CdHeOfNqPrKs
farma
fragrances
fodder
NPK primaire
productie
H2O, CO2
CO2
H2O, CO2
zonneenergie
H2O, CO2
Minimaliseer lekstromen, upcycle reststoffen
flavours
fermentation products
fuel
secundaire
tertiaire
functional molecules
productie
productie
…Mogelijkheden & Perspectieven…
34
33
Productie-ecologische principes & praktijk
yield
increasing
measures
Reducing factors
• weeds
• pests
• diseases
• pollutants
yield
protecting
measures
Post-harvest
losses
• microbial
• insects
• rodents
• waste
bio
techno
logy
Defining factors
• temperature
• genetics
postharvesttechnology
Limiting factors
• energy
• proteins
• minerals
• water
yield
increasing
measures
yield level
Limiting factors
• water
• nutrients
(N,P,K)
yield gap
Defining factors
• CO2
• radiation
• temperature
• crop genetics
yield level
bio
techno
logy
Reducing factors
• stress
• pests
• diseases
• pollutants
yield
protecting
measures
• storage
• packing
potential
production
attainable
production
actual
production
PRODUCTION SITUATION
Post-harvest
losses
• microbial
• waste
yield gap
Productie-ecologische principes & praktijk
postharvesttechnology
• storage
• packing
available
production
potential
production
attainable
production
actual
production
PRODUCTION SITUATION
available
production
35
36
6
7. 17-10-13
Twee strategieën
Voedselketen in groter verband
potentiële
opbrengst
opbrengst kloof
kloof
verhoog
potentiële
opbrengst
actuele
opbrengst
potentiële
opbrengst
verklein
opbrengst
kloof
actuele
opbrengst
Naar: www.GECAFS.org
37
Beïnvloeding keten NL
38
Beïnvloeding keten EU
Voedselketen in Nederland
The supply chain funnel in Europe
16.700.000 Consumenten
7.000.000 Huishoudens
160,000,000 Consumers
89,000,000 Customers
4.400 Supermarkten
macht
170,000 Outlets
25 Supermarket formules
600 Supermarket formats
power
5 Inkoopkantoren
110 Buying desk
1.500 Leveranciers
8,600 Manufacturers
6.500 Levensmiddelenfabrikanten
80,000 Semi-Manufacturers
160,000 Suppliers
3,200,000 Farmers
65.000 Boeren en tuinders
data: www.pbl.nl/nederlandverbeeld, 2012
Bron: J. Grievink, Cap Gemini/OECD (2003)
39
Verandering in Europese voedselsystemen
40
Keten denken
• verhoog resource use efficiency
• verminder vervuiling door armoede
• voorkom verspilling door rijkdom
! integratie verschillende culturen: gevarieerde diëten
! consumentendruk: o.a. voedsel veiligheid, dierenwelzijn
! voedselindustrie en technologie: gemak
! afname agrarische sector
! toename regelgeving EU
! milieu-veranderingen
! grotere collectieve verantwoordelijkheid
GROND
landbouw
voedsel
industrie
retail
MOND
sluit de keten
41
42
7
8. 17-10-13
Ketendenken
Biobased economy: productie oppervlak/pers.
nutrienten
sluit de keten
BIOMASSA
horizontale keten traditioneel
(back end)
(akkerbouw)
CHEMISCHE
INDUSTRIE
verticale keten
(laterale verbanden)
design keten
(front end)
verwerken
BIOMASSA
nieuw
(GMO, algen)
PRODUCT 1
(aardappelzetmeel)
2 m2
10 rozen/week
reststroom
verwerken
cascaderen
6 m2
regelmatig portie ‘nederwiet’
PRODUCT 2
(lysine eiwit)
100 m2
vegetarisch dieet
PRODUCT 1
(biopolymeer)
reststroom
CHEMISCHE
INDUSTRIE
cascaderen
1000 m2
vlees dieet
PRODUCT 2
(fermentatie)
vele hectares
43
farma
fragrances
flavours health
flowers
fruits
fresh vegetables
nutrition
food crops
fodder
functional molecules
fermentation products
chemicals & materials
fibers
fuel
energy
fill…
ca
sc
ad
er
en
farma
fragrances
flavours health
flowers
fruits
fresh vegetables
nutrition
food crops
fodder
functional molecules
fermentation products
chemicals & materials
fibers
fuel
energy
Cascaderen: maximale grondstof benutting
volume
toegevoegde waarde
Van Food tot Fashion (RR’s 12 F’s)
44
45
Toegevoegde waarde voedselsystemen
46
De 21ste eeuw van dromen & verhalen
omgekeerde piramide van Maslow
piramide van Maslow
Meta:
dromen, verhalen
& ‘virtual reality
added value
consument
voeding & gezondheid
Cultuur
tertiaire productie
verwerking tot
voedsel, biofeed stock
Sociale
cohesie
primaire & secundaire
productie systemen
Voedsel &
veiligheid
plantaardige & dierlijke
suikers, eiwitten, vetten
47
48
8
9. 17-10-13
Bio-chemische (bulk)precursors
oud fossiel
Ter vervanging 5,75%
brandstof door biodiesel:
jong fossiel
+ Secundaire metabolieten
fijn
chemie
1,4 millioen ha koolzaad
CxHzN
CxHzN
CxHy
ie
ol
koolhydraten
CxHzOy(OCHz)v lignine
Chemische
bouwstenen
Vele producten
# Één ruw uitgangsmateriaal
# Eindig
olie / vet
CxHzOy
CxHzO
Petro-chemische route
eiwit
CxHyOz
CxHy
s
ga
amine
CxHzOyN Sv
Biomassa
Biobased economy: Biodiesel ?
Bio-chemische route
Vele ruwe uitgangsmaterialen #
Hernieuwbaar #
49
++
D
+/ongunstige
energie balans
5% chemie
low end
solar
oil
coal
wind
20-25 % bulk &
fijnchemie
gas
hydro
bulk
chemicals
fuel
power
Y
transport
brandstof
fiber
G
+
biomass fodder
ER
hernieuwbaar
chemie
75-80 % tbv food
& non-food
(bv constructiehout)
EN
voorraad
fine
high end… chemicals
food
MA
TE
%
+
95% energie
CO2
complexity
$
eindig
jong fossiel
BI
OB
AS
E
oud fossiel
Complexiteit & toegevoegde waarde
RI
AL
S
Chemie aandeel ‘biomassa’ consumptie
50
added value
51
Energie: organische zonne-energie collector
!
!
52
Europe 2050: 650 mln people = 2 TW Power
Efficiency of
solar
conversion
Surface
per capita
Total area needed
Bio-mimicry fotosynthese dmv nanotechnologie
Duurzame, flexibele, goedkope productie
100 %
30 m2
0,5 x Netherlands
10 %
300 m2
0,5 x Sweden
1%
3000 m2
3 x France
0.4 %
7500 m2
! EU
Artificial Leaf
Algae
2. Electron-transfer
1. Light absorption
Energy
increase
Plants
3. Photo-voltage
Bio fuel
Acceptor
Antenna
adapted from H. De Groot (2011)
53
54
9
10. 17-10-13
Biobased economy:
Elektriciteit opwekkende kas
Alternatieve eiwitten
55
De gouden driehoek voor succes
publiek-privaat partnerschap
Economisch Perspectief
Nederlandse agri-sector
Onderzoek
University
nieuwe
oplossingen
innovaties
Beleid
Extension
Industrie
Research
Maatschappij
station
57
Verpakte waarde
58
Bedrijfstakkenanalyse van de Nederlandse
economie
rund embryo
kunstmatig zaad
kennis
Op basis van 2 criteria (Diamond Model Porter):
1. Economische potentie van bedrijfstak:
" mate van investeren,
" marktaandeel,
" financiële positie
lucht
water
gezondheid
2. Innovatiekracht, vernieuwingskracht bedrijfstak:
" mate van koppeling bedrijfstak en kennisinstellingen
energie
59
60
10
11. 17-10-13
Bedrijfstakkenanalyse van de Nederlandse
economie
Bedrijfstakkenanalyse van de Nederlandse
economie: +3 aanvullende criteria
8 agrofood bedrijfstakken scoren bij de 10 economisch
beste van de 200 geanalyseerden
1. Denken in ketens en in laterale verbanden (naast
verticale dus ook horizontale structuren) met als doel
producten en productiewijze te verbeteren
Twee oorzaken:
2. Ecologische vernieuwing: begrip van ecologie en
biologie gebruiken voor betere benutting van
grondstoffen en IPM " verliezen/vervuiling dalen
1. Innovatie- en concurrentiekracht als gevolg van
particuliere initiatieven
3. Investering in sociale orientatie zowel mbt eigen
personeel, maar ook dierenwelzijn en civil concerns
omdat deze het maatschappelijk contract bepalen
2. Facilitatie door overheid via voorlichting, onderzoek &
onderwijs
61
62
Bedrijfstakkenanalyse van de Nederlandse
economie (op basis alle 5 criteria)
Toppers
! 200 NL bedrijfstakken: 9 van top10 uit agrofoodsector
! Toppers zijn m.n. de sectoren die kennisintensief zijn en
goede handelsnetwerken hebben. Zoals bedrijven die
uitgangsmateriaal produceren.
! 15 van de 20 NL agrofood bedrijfstakken behoren zelfs
bij de 30 % beste ter wereld
! Alle genoemde toppers, subtoppers en ook
middenmoters scoren positief qua
vernieuwingsperspectief
! 11 NL agrofood bedrijfstakken horen zelfs bij de top 5 %
van de wereld
! Matig/slecht presterende bedrijfstakken kunnen goed
worden
63
Verschillende aggregatieniveaus
Gewassysteem
Mm
! 5 jarige rotatie (bv. tarwe,aardappelen, suikerbieten,
km
uien en luzerne
" Hogere efficiëntie
" Bodemvruchtbaarheid
" Veel minder ziekten en plagen
m
mm
h
sociaal-economische factoren
gewas
bedrijf
regio
64
continentaal
mondiaal
bio-fysische factoren
day
year
centu
ry
65
11
12. 17-10-13
Bedrijfsniveau
Regionaal
! Ruime rotatie
! Ontkoppeling / Herkoppeling
! Optimaal landgebruik
! Optimaal gebruik water en nutrienten
! Geografische positioneringssystemen (GPS)
" Herkoppeling plantaardig / dierlijk
" Ontkoppeling puur bedrijfsmatig
Continentaal (Europa) / grondgebruik
Continentaal (Europa) / N-input
12
120
10
100
N (mln ton)
Acreage (mln ha)
140
80
60
40
8
6
4
2
20
0
0
free market & regional
nature &
trade
development landscape
enviroment
protection
reference
(1992)
free market & regional
nature &
trade
development landscape
enviroment
protection
reference
(1992)
69
Continentaal (Europa) / pesticiden
70
De Noordwest Europese Deltametropool
Active agent (mln kg)
500
400
300
200
100
0
free market & regional
nature &
trade
development landscape
enviroment
protection
reference
(1992)
Kaart afgeleid van Van den Broeck et al. 1996
71
72
12
13. 17-10-13
Overlappende Agglomerationsräume in
Noordwest Europa
Metropolitane landbouw
Source: Green Living Technologies
Design: Hamzah & Yeang (Singapore)
73
74
Bedrijfstakken & mogelijkheden in Friesland
! Pootaardappelen
! Zuivel
! Uitgangsmateriaal
! Bloemen
…Conclusies…
75
76
Een aantal conclusies (1)
Een aantal conclusies (2)
! Landbouw perspectiefvol mits ecologisch vernieuwend
! Beïnvloed de trends
! Benut de ketens
! Kracht door kiezen, Kiezen voor kracht
! Doorgaan met verhoging kennisintensiteit
Hoogproductieve landbouw op basis van
‘best ecological means’:
! economisch efficiënt
! voor milieu minst belastend
! creëert veel ruimte voor biodiversiteit
! schept mogelijkheden voor de biobased economy
! beste garantie voor voedselzekerheid
77
78
13