ANALYSIS OF WORLD INNOVATIVE TRENDS IN THE AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX
Abstract and keywords
Abstract (English):
The article considers significant changes taking place in the global agro-industrial complex, which is influenced by the main factors: information technology, new materials, nanotechnology, biotechnology and transport systems. The authors showed the global problems of today, which in the future may become a threat to food security and cause a shortage of resources to meet the growing food needs of the population in the world. Providing food on a global scale, at a new stage of development, takes into account the technological development of the agro-industrial complex, through the use of an innovative eco-production chain, traced from the production of products on farms, the production of agricultural products, packaging, storage, preparation and disposal of waste and residues food. Thus, the agro-industrial complex, at present, is at the stage of innovative technological transformation, the development of "AgroTech 4.0". The transformation of the agro-industrial complex in the transition period to a new way can be traced through the activation of investment processes in technological projects (startups), where the main directions for investment attractiveness in the relevant technological projects are determined. The agro-industrial complex of the Russian Federation, of course, needs a technological transformation, however, like any such large-scale transformation, it first of all needs no less large-scale investments. Investments are not only a determining factor in ensuring economic growth, but also in neutralizing key threats to the economic security of the Russian Federation.

Keywords:
innovations, technological projects, food security, environmental problems, innovative products
Text

Изложение основного материала исследования

За последние 50 лет отрасль сельского хозяйства радикально изменилась. Фундаментальные научно-технические открытия расширили масштабы, скорость и производительность сельскохозяйственной техники, что привело к более эффективному возделыванию большего количества земель. Улучшились и показатели урожайности, за счет введения удобрений и модификации семян растений.

Одновременно с этим актуализируется ряд глобальных проблем современности.

  1. Увеличение численности населения – по прогнозам ООН население Земли к 2050 г. достигнет 9,7 млрд, что потребует соответствующего увеличения на 70% количества калорий, доступных для потребления [1].
  2. Рост покупательской способности населения и его урбанизация – в соответствии с прогнозами World Data Lab, к 2030 г. численность мирового среднего класса вырастет на 30% по сравнению с 2020 г., достигнув 5,3 млрд человек. Также ожидается, что в 2050 г. количество городских жителей вырастет на 2,4 млрд. Все это влияет на рацион питания и потребительское поведение населения, приводя к устойчивому росту спроса на ресурсоемкое продовольствие: свежие фрукты и овощи, молочные продукты и высокоценный животный белок [2].
  3. Истощение природных ресурсов вследствие ведения сельского хозяйства – интенсивный путь ведения хозяйства с сопутствующими ему агрохимическим загрязнением и эрозией почв привело к сокращению потенциала дальнейшего развития сельскохозяйственных угодий. 25% общемировых угодий признаны FAO сильно деградированными, еще 46% - умеренно или слабо деградированными [3].
  4. Изменение климата – постепенное повышение средней температуры Земли может сказаться на снижении площади земель, пригодных для земледелия, по причине затоплений, опустынивания и сокращения запасов пресной воды для орошения. Также резкие температурные перепады могут вызвать снижение урожайности и качества выращиваемых культур.
  5. Продовольственные отходы – по оценкам FAO, от 33 до 50% всех произведенных в мире продуктов не будет употреблено в пищу, ущерб таких потерь оценивается в 1 трлн. долл. Это является не только экономической катастрофой, т.к. в мире по-прежнему около 800 млн. голодающих людей по всему миру, но и экологической. Так как, при производстве невостребованного продовольствия задействовано около 28% мировой площади сельхозугодий, а также до 25% потребляемой пресной воды. Основные потери в развитых странах связаны с проблемой «выброшенной еды», а в развивающихся — с потерями на стадии производства [4].
  6. Эпидемиологическая обстановка в мире — доминирующий фактор-вызов ценообразования активов и динамики макропоказателей стран мира. От прогресса мировой фарминдустрии и социальной дисциплины зависят темпы возвращения к «мирной жизни».

В перспективе 10–20 лет развитие глобального АПК будет диктоваться ростом угроз дефицита ресурсов для обеспечения растущих потребностей на фоне кризиса сложившихся моделей продовольственных систем и усиления проблем обеспечения биобезопасности. Комплекс социокультурных и фундаментальных факторов закладывает ряд трендов, которые в той или иной степени уже получили распространение сегодня и в последующее десятилетие будут придавать дополнительную фактуру процессу трансформации АПК (рис. 1)

 

Рисунок 1 - Технологические ответы на социальные и ценностные вызовы

 

Производственная парадигма, доминирующая в мировом агропромышленном комплексе в 1960–70-х годах, поменялась самым существенным образом и представляет собой сближения информационных технологий, новых материалов и нанотехнологий, биотехнологий и транспортных систем. Этот новый этап технологического развития называют «AgroTech 4.0» (АПК 4.0). Ключевым показателем данного этапа является повсеместное применение инноваций на всех этапах производственной цепочки: от фермерских хозяйств и пищевых производств до упаковки, хранения, приготовления и утилизации еды.

Об активизации процессов трансформации мирового АПК и его переходе на новый уклад свидетельствует рост инвестиций в соответствующие технологические проекты (стартапы). По данным AgFunder, за период с 2012 по 2020 гг. их объём увеличился в 9 раз (CAGR 27,6%), достигнув в 2020 г. 26,1 млрд долл., а с учетом прогнозируемой задержки отчетности – 30,1 млрд долл. Совокупный объём инвестиций за рассматриваемый период составил 106,4 млрд долл., а общее количество сделок достигло 13 тыс. Компания разграничивает данные по 2 сегментам: upstream или «от поля до прилавка» (технологии производства, переработки, хранения и утилизации пищевых продуктов), и downstream или «от прилавка до тарелки» (технологии дистрибуции и доставки пищевых продуктов) (рис. 2).

 

 

Рисунок 2 – Объём инвестиций в агротехнологии [5]

*- прогнозное значение

 

Выделяют следующие ключевые направления разработок в каждом из сегментов.

1. «От поля до прилавка»: агробиотехнологии - генетика и селекция, проектирование микробиомов, защитные технологии для растений и т.д.; роботизированное оборудование - дроны, автоматизированная техника и системы выращивания; IT cистемы управления фермами - сенсорные технологии и IoT, Big Data и т.д.; продовольственные маркетплейсы - платформы для торговли сырьевыми товарами, лизинг оборудования, электронный документооборот; новые системы земледелия - городские и домашние фермы, технологии по выращиванию нетрадиционного сырья (например, насекомых и водорослей); переработка и логистика - разработки в области обеспечения безопасного производства, упаковки, товародвижения и хранения;инновационная продукция - культивируемое мясо, растительные белки и разработка новых пищевых ингредиентов; биоэнергетика и биоматериалы: непродовольственные технологии по переработке сырья, фармацевтические препараты из каннабиса.

2. «От прилавка до тарелки»: eGrocery - онлайн сервисы по доставке продуктов из онлайн магазинов и маркетплейсов; ресторанные маркетплейсы - доставка готовых блюд из широкого перечня ресторанов; ресторанные и розничные технологии - складские роботы, POS-системы, IoT мониторинг пищевых отходов; доставка полуфабрикатов и ингредиентов для готовки - готовые продуктовые наборы с рецептами в стиле «сделай сам»; домашняя кухонная техника - устройства для тестирования состава и качества продукции, технологии питания и «умной кухни»; технологии «облачного ритейла» - беспилотные роботы с функцией доставки заказов, «рестораны-призраки» (формат «только доставка»).

В сегменте технологий «от фермы до прилавка» (upstream) общий объем инвестиций за рассматриваемый период (2012–2020 гг.) составил около 46,7 млрд долл. (44% от их общего объема). Это направление преобладает с точки зрения числа сделок (7 тыс. за период, или 55% от их общего количества). Средневзвешенная стоимость проектных инвестиций в сегменте upstream ниже, чем у направления downstream, что является следствием сравнительно более высокой стоимости НИОКР подобных разработок, а также худшему прогнозированию результатов исследований. С 2015 г. объем инвестиций в сегмент был меньше, чем в downstream, но к 2020 г. намечается тренд на смену лидирующих позиций. Это может быть связано с тем, что большинство инвесторов считает сектор потребительских технологий перегретым и переоцененным [6].

Сегмент технологий «от прилавка до тарелки» (downstream) ассоциируется с фактами растущей урбанизации и цифровизации, а также сменой ценностных трендов потребителей. В денежном выражении он показывает опережающие темпы роста (CAGR 41%) и преобладает в общем объеме инвестиций —c долей до 60% (совокупно 58,8 млрд долл. за 2012–2020 гг.). По числу сделок, однако, он уступает сегменту промышленных технологий (upstream) — доля 45% (5,8 тыс.). Показатель среднего размера сделки в данном сегменте на треть превышает размер сделки в секторе upstream (15 млн долл. против 9,8 млн долл. соответственно по данным на 2020 г.) Данные представлены в табл. 1.

 

Таблица 1 - Структура глобальных инвестиций в Agtech 4.0 в 2020 г. [6].

Сегмент

Объем инвестиций, млрд долл.

Число сделок

Средний размер сделки, (млн долл./сделка)

«От поля до прилавка» (upstream)

13,626

1387

9,8

Переработка и логистика (midstream)

5,3

338

15,7

Инновационная продукция

2,3

260

8,8

Агробиотехнологии

1,6

179

8,9

Новые системы земледелия

1,3

99

13,1

Продовольственные маркетплейсы

1,1

89

12,4

IT cистемы управления фермами

0,879

188

4,7

Биоэнергетика и биоматериалы

0,772

131

5,9

Роботизированное оборудование

0,375

103

3,6

«От прилавка до тарелки» (downstream)

12,225

813

15,0

eGrocery

5,1

202

25,2

Ресторанные и розничные технологии

2,4

294

8,2

Ресторанные маркетплейсы

2,1

72

29,2

Технологии «облачного ритейла»

1,9

66

28,8

Доставка полуфабрикатов и ингредиентов для готовки

0,574

120

4,8

Домашняя кухонная техника

0,151

59

2,6

Другое

0,38

39

9,7

 

Рассмотрим тенденции деловой активности в разных Agtech разработках за период с 2017 по 2020 гг. (рис. 3)

 

 

Рисунок 3 – Объём инвестиций в разрезе различных направления Agtech в 2017-2020 гг., в % [6-7]

 

Исходя из схемы можно видеть, как менялось лидерство в отдельных направлениях разработок, и куда сместился интерес инвесторов до и после вспышки коронавирусной инфекции COVID-19. Практически все отрасли за рассматриваемый период показали значительный среднегодовой темп роста, от 15% в робототехнике, до рекордных 50% в сферах логистики и инновационной продукции. Несмотря на снижение доли eGrocery в 2020 г. до 19%, в сегменте downstream они по-прежнему занимают лидирующее положение, показывая 20% CAGR и привлекая в 2 раза больше инвестиций, чем в 2017 г. [7]. Это может быть связано с длительным локдауном во всем мире, вынуждающем супермаркеты переходить на новый уровень взаимодействия с клиентом. Пандемия также негативно сказалась на отрасли ресторанных маркетплейсов, многие заведения потерпели масштабные убытки. Это доказывает отсутствие прироста инвестиций в данное направление в 2020 г. Вопросы этического отношения в сфере животноводства, а также продолжающийся тренд на экологичное потребление проявляются в буме интереса к инновационной продукции, в частности альтернативных источников белка. Об этом свидетельствует 6-ти кратное увеличение инвестиций в такого рода проекты всего за 3 года.

По мнению экспертов AgFunder инвесторы сосредоточат внимание преимущественно на сегменте «от поля до прилавка» (upstream), в то время как большинство проектов сегмента «от прилавка до тарелки» (downstream) признано переоцененными [6]. Так, выделены три инвестиционно- привлекательных направления [8]: агробиотехнологии, технологии переработки и логистики, а также инновационное продовольствие. При этом, менее привлекательными определены следующие направления: сервисы по доставке полуфабрикатов и ингредиентов, сервисы по доставке продуктов из интернет-магазинов, сервисы по доставке готовой еды из ресторанов.

Целесообразно будет также рассмотреть объём международного рынка Agtech, который складывается на основе продуктов тех стартапов, в которые в последние годы делаются значительные вливания средств со стороны инвесторов. Объем мирового рынка Agtech в 2018 г. составил почти 191 млрд долл. и, согласно прогнозам компании J’son & Partners Consulting, в ближайшие 4 года будет демонстрировать 7.2% CAGR, благодаря чему составит более 310 млрд долл. к 2025 году (рис. 4). Предоставленные оценки рассматривают объем рынка с позиции следующих ключевых сегментов Agtech: сельскохозяйственные биотехнологии, новые источники белка и инновационные продукты питания, IT технологии и IoT в сельском хозяйстве, интеллектуальная и активная упаковка, sustainable packaging (устойчивая упаковка), а также персонализированное питание.

 

Рисунок 4 – Объем мирового рынка Agtech в 2018-2025 гг. в разрезе ключевых отраслей, млн долл. [9]

 

В настоящее время 65% объема всего рынка приходится на сегмент Sustainable Packaging. Огромное количество отходов и, главным образом, использованной упаковки, создает непосильную нагрузку на экологию. Ужесточение вопросов охраны окружающей среды стимулирует производителей упаковочных материалов и изделий активно использовать новые технологии.

В экологичную упаковку включается перерабатываемая и биоразлагаемая упаковка, а также упаковка для многоразового использования. Наиболее высокие темпы роста рынка экологичной упаковки характерны для Азиатско-Тихоокеанского региона (например, инициатива Китая по запрету на импорт 24 видов твердых материалов, включая низкокачественный пластик, 2018 г.) Ключевыми трендами на мировом рынке экологичной упаковки являются: переход на перерабатываемые материалы; повторное использование; замена пластика на биопластик; замена пластика бумагой; общее сокращение упаковки отказ от нее; переход на моно-материалы.

Сельскохозяйственные биотехнологии развиваются в направлении генетического редактирования растений и животных, с целью придачи им широкого спектра полезных свойств. В США в настоящее время на сельскохозяйственном рынке представлено более 20 видов растений с отредактированным геномом, в числе которых в основном злаки и бобовые культуры. С помощью технологий геномного редактирования в США, странах Евросоюза и Китае получены животные, характеризующиеся повышенным накоплением мышечной ткани, продуцирующие низкоаллергенное молоко, обладающие повышенной устойчивостью к заболеваниям.

Большая часть растущего рынка сельскохозяйственных биотехнологий будет обеспечена сегментом гарантированно безопасного в санитарно-эпидемиологическом отношении мяса животных от генетически модифицированных пород (60 млрд долл.) В соответствии с оценками Zion Market Research сегмент редактирования генома в 2018 году оценивается в 3,7 млн долл. с перспективами роста к 2025 году до 9,66 млрд. ключевым драйвером этого рынка будет растущий спрос на технологии, способствующие повышению урожайности (в условиях сокращения ресурсов и роста потребления). Считается, что более 50% прогнозируемого роста мирового рынка сельскохозяйственных биотехнологий обеспечит США, в том числе, благодаря своей одобрительной законодательной политике в области генной инженерии.

Использование разнообразных приложений на основе IoT в сельском хозяйстве, таких как точное земледелие, мониторинг сельскохозяйственных животных, интеллектуальные теплицы, мониторинг и системы управления рыбных хозяйств, будет способствовать такому всплеску урожайности, какого человечество не наблюдало даже во времена появления тракторов, изобретения гербицидов и генетически измененных семян. В настоящее время точное земледелие доминирует в сфере IoT — на его долю приходится около 44,7% всего объема мирового рынка. По прогнозам Gartner, общий экономический эффект от внедрения IoT во всех отраслях экономики в глобальном масштабе составит к 2020 г. 1,9 трлн долл., из них на долю сельского хозяйства приходится 4%, то есть примерно 76 млрд долл. GoldmanSachs оценивают совокупный рост производительности растениеводства за счет внедрения решений точного земледелия на 70%, с возможностью принести 800 млрд долл. дополнительной продукции к 2050 году. Средний уровень проникновения технологий точного земледелия в США оценивает в 30-50%. До 80% респондентов уже применяют анализ почвенных проб, карты урожайности, навигационные GPS-системы. Спутниковые снимки и анализ вегетативного индекса растений применяют не более 30% фермеров. В Европе же, несмотря на то, что 70-80% сельхозтехники уже продается со встроенными умными и навигационными системами, количество «подключенной» техники находится на уровне 25-30%. Основными барьерами европейского рынка являются меньшая доля крупных фермерских хозяйств по сравнению с США (наличие «семейных» многовековых преемственных бизнесов), для которых покупка техники с подключенной электроникой является дорогостоящей, а также тот факт, что большинство хозяйств уже имеют в использовании тракторную технику, что препятствует ее замене на более инновационную.

Инновационная продукция, в частности, культивируемое мясо появились на международном рынке относительно недавно, но ожидается, что к 2025 году оно сформирует отдельный рынок объемом более 200 млн долл., а к 2032 — почти 600 млн долл. По мнению аналитиков из Barclays, сегмент аналогов мяса, в том числе, воссозданного на основе растительного белка, может составить 10% мирового рынка мяса, оценивающегося в 1,4 трлн долл., и в ближайшие 10 лет перерастет в индустрию стоимостью 140 млрд долл. Технология мультиплицирования клеток животных и протеин из растительного сырья как технологии производства новых продуктов питания уже сформировались в США и с точки зрения привлечения инвестиций, и с точки зрения формирования реальных рынков потребления. Так, объем мирового рынка мясных продуктов на основе растительного протеина (аналоги Impossible Foods и Beyond Meat) на 2018 г. составлял около 160 млн долл, а прогнозируемый объем этого направления к 2025 г. составляет около 4 млрд долл.

Еще один тренд рынка инновационных белков — это рост сегмента протеина из насекомых. По оценкам компании Meticulous Research мировой рынок съедобных насекомых будет демонстрировать средние ежегодные темпы роста с 2019 г. на уровне 45% и к 2025 г. достигнет 1,3 млрд долл. При этом, наибольшая прибавка ожидается не за счет Азиатско-Тихоокеанского региона (где употребление в пищу насекомых является привычным делом), а как раз за счет Европы и Латинской Америки — по прогнозам FAO за 5 лет эти регионы покажут почти трехкратный рост — с 170 млн долл. до 500 млн долл. Рынок Северной Америки вырастет более, чем в 3 раза — до 154 млн долл. [9]. На традиционных потребителей будет приходиться менее половины емкости рынка (477 млн долл.) В настоящее время в мире более 60% всего рынка насекомых приходится на сельскохозяйственный сектор (корма для животных).

Персонализация питания – еще один быстро развивающийся рынок в рамках Agtech 4.0. Целью персонифицированной диеты является, прежде всего, компенсация тех или иных особенностей генотипа и связанных с ним рисков развития заболеваний, обеспечивая при этом вкусной пищей, которая будет удовлетворять всем потребностям человека с учетом его физической активности, возраста и других факторов. Параллельно идет развитие направления создания новых пищевых продуктов с функциональным, лечебным или профилактическим действием. Мировой рынок персонализированного питания уже достаточно большой. По оценкам Axiom Market Research & Consulting, его объем в 2018 году составил 7,2 млрд долл., а его прогнозный рост в период с 2018 по 2025 гг. составит 7% ежегодно и к концу прогнозного периода достигнет 11,5 млрд долл. [10].

На данный момент в разработке уже находятся проекты со следующими сферами применения: интеграция сервисов персонализированного питания в систему здравоохранения (компания DayTwo, занимающаяся подбором питания на основе микробиома кишечника сотрудничает с сетью израильских клиник, в будущем эта опция может войти в государственную систему страхования); сервисы персонализированного питания для очень узких групп потребителей (работа компаний Nutrino и Medtronic по разработке питания для больных сахарным диабетом, Astarte – для недоношенных младенцев, MDSure – для онкобольных); интегрированные платформенные решения (персонализированные рецепты на основе генетического теста, с последующей доставкой из AmazonFresh).

В будущем все эти разработки могут быть интегрированы в единую платформу телемедицины, позволяющую создать единую базу данных о влиянии потребляемой пищи на здоровье и активность человека. Это будет реализовано путем сочетания одноразового генетического теста, периодических анализов крови и потоком real-time данных о физическом состоянии человека с носимых устройств. Такая база позволит производителям продуктов питания создавать новые продукты более тагретировано.

 

Выводы и перспективы дальнейших исследований

Таким образом, в разделе проанализированы глобальные инновационные тренды в сфере АПК, свидетельствующие о переходе на новый технологический уровень развития (АПК 4.0) Потребители задают ориентир на здоровое, безопасное и этично произведенное продовольствие, с упором на кастомизацию. Отмечена высокая инвестиционная активность в сектор Agtech, как в промышленные технологии (upstream), так и в потребительские (downstream). Совокупный объем инвестиций вырос в 9 раз меньше чем за 10 лет. Проанализированы суммы сделок в каждом из направлений сектора за период 2012-2020 гг., сделан вывод о постепенной смене фокуса венчурных инвесторов в сторону upstream к 2020 г. в связи с переоцененностью технологий в сфере доставки и макретплейсов. Определены ключевые отрасли, а именно генетическое редактирование растений и животных, культивируемое и растительное мясо, протеин из насекомых, а также технологии логистики. Наиболее развитыми в сфере инноваций АПК являются США и Китай, большинство компаний-стартапов отрасли зарождаются именно там. Сделан вывод о высоком уровне проникновения технологий АПК 4.0, опираясь на растущий объем рынка Agtech и повсеместное использование разрабатываемых технологий.

Можно констатировать, что развитие инновационных трендов и технологий АПК-4.0 позволит снизить угрозы обеспечения продовольственной безопасности страны, в то же время, создавая единую систему, позволяющую развивать и эффективно осуществлять внедрение инноваций.

В современных условиях каждому агропредприятию необходимо самостоятельно выбирать инструментарий, предоставляющий возможность предвидеть или просчитать все возможные реальные или потенциальные риски и угрозы, а также принятия своевременных решений для их предотвращения или минимизации их последствий.

References

1. Accelerating digital innovation inside and out URL.: https://sloanreview.mit.edu/projects/accelerating-digital-innovation-inside-and-out/

2. Biychuk A. N. Cifrovaya transformaciya biznesa v sovremennoy ekonomike // Ekonomicheskaya sreda. 2017. № 2. S. 14-16.

3. Global'noe issledovanie cifrovyh operaciy v 2018 g. «Cifrovye chempiony»: PwC Strategy URL.: https://www.pwc.ru/ru/iot/digital-champions.pdf (data obrascheniya: 08.06.2019).

4. Issledovanie «Na puti k cifrovoy organizacii» URL.: http://www.docflow.ru/docflowpro2016/materials/Makarov.pdf (data obrascheniya: 08.06.2019).

5. Babkin A.V., Burkal'ceva D.D., Kosten' D.G., Vorob'ev Yu.N. Formirovanie cifrovoy ekonomiki v Rossii: suschnost', osobennosti, tehnicheskaya normalizaciya, problemy razvitiya // Nauchno-tehnicheskie vedomosti SPbGPU. Ekonomicheskie nauki. 2017. № 3. S. 9-25.

6. Global'nyy opros PwC po cifrovoy transformacii biznes-processov, 2019 g. URL.: https://www.dellemc.com/uk-ua/storage/it-transformation-assessment/results.htm?&stage=2&score=49.5&id=8188&percentile=49th (data obrascheniya: 08.06.2019).

7. Cifrovoe buduschee uzhe nastupilo: BCG URL.: https://www.bcg.com/ru-ru/digital-bcg/overview.aspx (data obrascheniya: 08.06.2019).

8. YuNKTAD: Investicii i cifrovaya ekonomika (osnovnye tendencii i obschiy obzor) URL.:http://www.invest.gov.kg/upload/file/ OverviewUNCTAD2018.pdf (data obrascheniya: 08.06.2019).

9. ICT Development Index URL.: https://www.itu.int/net4/ITU-D/idi/2017/index.html (date accessed: 08.06.2019).

10. Networked Readiness Index: World Economic Forum URL.: http://reports.weforum.org/global-information-technology-report-2016/economies/#economy=DEU (date accessed: 08.06.2019).

11. Semin, A.N. Otechestvennyy opyt formirovaniya lokal'nogo urovnya sel'skoy ekonomiki sredstvami cifrovyh tehnologiy / A.N. Semin, M.M. Kislickiy, I.Yu. Agnaeva, V.Yu. Vorona // ETAP: Ekonomicheskaya Teoriya, Analiz, Praktika. - 2018. - № 6. - S. 73-85.


Login or Create
* Forgot password?