Tulevaisuuden ruokatuotanto kaupungistuvalle väestölle

Transkriptio

1 VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND LTD Tulevaisuuden ruokatuotanto kaupungistuvalle väestölle Ennakointi ja sosiotekninen muutos 2017 seminaari, Paasitorni, Helsinki Emilia Nordlund, VTT Oy

2 Turvallisuus Yli puolet asuu Ekologisuus 11.2 bilj. kaupungeissa Ruoan tarve kasvaa 9.2 bilj. Miten 60 % tulevaisuuden Ilmastonmuutos vuoteen 2050 Yksilöllisyys on torjuttava 7.4 bilj. ruokatuotanto vastaa Hyvinvointi Nautinto 30 % ihmisistä näihin kärsii haasteisiin? 4.4 bilj. Digitalisaatio virheravitsemuksesta muuttaa toimintoja 1.65 bilj. 0.9 bilj. Läpinäkyvyys Helppous

3 Elintarviketalous 4.0 Ruokahaasteet ovat moniulotteisia Global National Personal

4 Elintarviketalous 4.0 tarkoittaa moniulotteisesti älykästä ruoantuotantoa Metsästys- ja keräilytalous Maanviljelytalous Teollinen ruoantuotanto Älykäs ruoantuotanto

5 Muutos ruokatuotannossa on väistämätön Perinteisesti ruokaa on tuotettu suurissa laitoksissa, joilla on katettu sekä kaupunkien että maaseudunkin väestön tarpeet Keskitetty ruuantuotanto on murroksessa, sillä väestönkasvu vaatii tuotantokapasiteetin nostoa, jota maapallon kapasiteetti ei kestä WASTE

6 Elintarviketalous 4.0 Kuluttajakeskeinen kestävä ruokatuotanto Food 4.0 Smart use of nature s raw materials Circular food chains, from side- to mainstreams Food without fields Agile production systems New production and service processes Modular and partly distributed production Web-based platforms for manufacturing and logistics Consumer Consumercentric solutions From mass production to mass customization Consumer and prosumer centric approach Value creation via digital solutions, self-monitoring

7 Ruokatuotannon raaka-ainepohja tulevaisuudessa New plants and species for ingredient sources Sidestreams and non-food raw materials Cell, microbe and plant factory concepts

8 Urbanisaatio eli kaupungistuminen haastaa perinteiset tuotantokonseptit Väestönkasvun kiihtyminen ja lisääntyvä muuttoliike kohti kaupunkeja pakottavat elintarviketeollisuuden muuttamaan tuotantokonseptejaan Siirtyminen keskitetystä osin hajautettuun ja vertikaaliseen tuotantoon on väistämätöntä Kehitystarpeita tuotantoteknologioille ja jakeluverkostoille, jotta soveltuvat pienelle pinta-alalle ja noudattavat kestävän ruuantuotannon ideologiaa Väestö tuplaantuu: v yli 11 miljardia asukasta 54 % maailman väestöstä asuu suurkaupungeissa, osuus kasvaa 66 %:iin vuoteen ,5 miljardia urbaania asukasta enemmän vuonna 2050 kuin tällä hetkellä

9 Ruoantuotanto kaupunkikuluttajan näkökulmasta Convenience Energy Nutrients Healthy food Easy to get My data Be part of the society Wellbeing Grow your own food Safe food for me

10 Teknologiaa urbaaniin ruuantuotantoon (1/2) Vaatimuksena turvallinen tuotanto ympärivuotisesti, tehokkaasti ja kestävästi pienessä tilassa Kerrosviljelyteknologiat, joissa ravintokierto tapahtuu ilman tai veden kautta, suljetussa kiertovesijärjestelmässä ilman maa-ainesta Hyönteisten kasvatus konteissa proteiininlähteeksi Mikrobien ja soluviljelmien kasvatus bioreaktoreissa ruoaksi Aquaponics: vesieliöitä, kuten kaloja tai katkarapuja, kasvatetaan symbioottisesti kasvien kanssa. Hydroponics: pääpaino on kasvien kasvattamisessa

11 Kaupunkiruokaa trenditietoisille edelläkävijöille Urbaani ruuantuotanto nojautuu pitkälti pieniin yrityksiin, jotka ovat brändänneet onnistuneesti tuotteensa elämyshakuisille kaupunkilaisille Pienten pioneeriyritysten malli osoittaa mahdollisuudet todeksi: Lontoossa tuotetaan aquaponics-teknologialla kalaa, vihanneksia ja yrttejä Berliinissä pilotoitu hydroponics-tekniikkaan perustuvaa tuotantoa supermarketissa suoraan kuluttajien hyödynnettäväksi Maailman parhaimmaksikin ravintolaksi valittu tanskalainen Noma on ilmoittanut ottavansa käyttöön katolleen rakennettavan oman kaupunkiviljelmän Suomessa kasvatetaan kaupunkiviljelmissä mm. salaattia (Snafu/Silmusalaatti), sieniä (Helsieni) ja kotisirkkoja (Entocube)

12 Kasvisoluja tuottava bioreaktori on esimerkki kaupunkiympäristöön soveltuvasta ruuantuotantoratkaisusta, jota voidaan hyödyntää jopa kotikeittiöissä ZellPod - A bioreactor for growing edible plant cell cultures - fresh at home Low cost Co-designed with users Easy to use FARMING PLANT CELL Sustainable source of active biomolecules Natural bioencapsulation Re-defined local & clean More proteins than berries & versatile fatty acids CELL CULTURE 12 More about ZellPod: lauri.reuter@vtt.fi

13 Vastuullista ja kestävää ruuantuotantoa kaupungeissa Lähituotanto lyhentää kuljetusmatkoja sekä pienentää varastoja ja hävikkiä Suljetut prosessit: sivuvirrat hyödynnetään raaka-aineina Sisätiloissa tapahtuvan vertikaaliviljelyn etuna kasvatusolojen tasaisuus Tehostaa tuotantoa ja mahdollistaa ympärivuotisen ja tasalaatuisen saatavuuden Suljetussa tai konttiviljelyssä etuja perinteiseen viljelyyn verrattuna Olosuhteita helppo kontrolloida, takaa tuotteen puhtauden Kontti voidaan siirtää halutulle kasvatusalueelle Kasvispainotteisesta ravintoa - kansanterveydellisestä näkökulmasta hyvä asia

14 Haasteita? Laiteratkaisujen osalta tarvitaan vielä tutkimusta ja kehitystä Testiympäristöt: pilotoinnit helposti skaalattavissa konteissa Teollisen tuotannon vaatima prosessikehitys, automaatio Liiketoimintaekosysteemien arviointi: mikä järkevää kaupungissa Uusia ruuantuotantoteknologioita vastaava infrastruktuuri Kunnallistekniikkaa suljettujen kiertojärjestelmien toiminnan tukemiseksi Olemassa olevan infrastruktuurin hyödyntäminen: teollisuuden hukkalämpö lämmönlähteenä tai tuotanto sijoitetaan käyttämättömiin tiloihin tai rakennusten katoille Kaupunkiviljelyn laajentaminen vaatii joustavuutta logistiikalta Urbaanit viljelykeskittymät sijoitettava siten, että tuotanto kätevästi logistiikkakeskusten tai kauppojen yhteydessä Infrastructure Logistics Test-beds

15 Vertikaalinen ruoantuotanto ratkaisuna myös kriisialueille? Bioreaktoreihin perustuvan ruuantuotannon käyttöalueina voivat olla suurkaupungit, joissa ei ole saatavilla tuoreita kasviksia tai kriisialueille, joissa puhtaasta ruuasta on pulaa Bioteknisen ruoantuotannon mahdollisuus ja länsimaisten yritysten laajenemispotentiaali kriisi- ja nälänhätäalueet, joissa perinteinen ruuankasvatus on hankalaa tiiviisti asutut suurkaupungit, joissa on kasvavaa kysyntää turvalliselle, puhtaalle ja tuoreelle ravinnolle Urbaanin ruuantuotannon ratkaisut helpottavat ruokaturvaa, kun esimerkiksi konteissa voidaan lähituotantona valmistaa ruokaa kierrätetyistä raaka-aineista korkealla hyötysuhteella

16 Solutehtaat ruoan ja proteiinien tuotannossa Entsyymien sijasta eläinproteiinia? Trichoderma reesei -protein production platform A well known industrial producer of cellulolytic and hemicellulolytic enzymes and recombinant proteins An efficient protein secretor; the highest reported total protein production levels > 100 g/l GRAS status (US-FDA) for manufacture of food products Potential solution for sustainable food protein production?

17 Solutehtaat ruoan ja proteiinien tuotannossa Ruokaa sähköstä Food production via electricity and CO2 as the raw materials instead of sugar

18 Ruoka lisää kaupunkikuluttajan hyvinvointia Convenience Energy Nutrients Healthy food Easy to get My data Be part of society Wellbeing Grow your own food Safe food for me

19 Miten kaupungit integroituvat tulevaisuuden ympäristöihin Peltoviljelyn merkitys Metsäalueiden rooli Energiantuotanto?

20 Tulevaisuuden ruokatuotanto Lineaarisesta keskittyneestä ketjusta.... ketterään valmistukseen ja jakeluun

21 Ota yhteyttä Emilia Nordlund Research Team Leader

22

23 TEKNOLOGIASTA TULOSTA