”Det handlar om vår överlevnad”

Följande text ingick även i temat ”Grön innovation” som publicerades i Entré nr 3, 2019:

De gröna näringarna är på väg in i en era där robotisering, elektrifiering, artificiell intelligens och big data är lika viktigt som agronomi och klassisk teknik. En effektiv livsmedelsförsörjning är inte bara angelägen ur svenskt perspektiv. Med en växande befolkning och klimatkris är det en global framtidsfråga. För att öka innovationstakten startas nu stora forsknings- och utvecklingsinitiativ som ska möta tekniska och kulturella utmaningar i en konservativ bransch.

Många fick nog en tankeställare förra sommaren med alla skogsbränder, och lantbrukare som tvingades nödslakta.

– Det gick ju inte ens att vattna några pallkragar med sallad, säger Charlotte Norrman.

Hon är innovations- och entreprenörskapsforskare på institutionen för ekonomisk och industriell utveckling vid Linköpings universitet. Norrman ingår i den grupp av forskare och praktiker som utgör processledningen för Vinnväxtinitiativet Agtech 2030.

– Forskare började larma om den här utvecklingen redan på 1970-talet. Men signalerna verkar har nått fram först nu, när fler medborgare har klimatångest och vill ha hållbar matproduktion. Det handlar om vår överlevnad.

Av OECD-rapporten Innovation, Agricultural Productivity and Sustainability in Sweden (OECD Publishing, 2018) framgår att målmedveten forskning har gjort det möjligt att införa högteknologiska system i jordbruket. Sveriges produktivitet inom jordbruk och livsmedel har visserligen ökat mer än EU-snittet, men graden av innovation är lägre i den här sektorn än i resten av den svenska ekonomin.

Agtech 2030 är en av flera samhällsfinansierade tvärsektoriella forskningssatsningar inom de gröna näringarna just nu. Satsningarna förväntas leda till nya metoder för att minska klimatavtrycket och samtidigt öka produktionen av livsmedel till jordens växande befolkning.

Målet för Agtech 2030 är att skapa en inkluderande innovationsmiljö som genererar betydande teknik-, affärs- och kompetensutveckling, samt ny kunskap inom jordbruksteknik – och göra Sverige världsledande inom några av dessa områden. Med i Vinnväxtinitiativet finns bland andra Science Park Mjärdevi, Vreta Kluster, teknikbolag, Hushållningssällskapet, SMHI, och stora lantbruks- och maskinföretag som Väderstad. Finansieringen avser 2018–2021 med möjlig förlängning till 2028.

– Vi är på väg att lämna paradigmet med linjära innovationssystem bakom oss. Enligt det kom de innovativa idéerna primärt från forsknings- och utvecklingsavdelningar på företag eller inom akademi, och kommersialiserades därifrån. Det nya paradigmet utgår ifrån att världen är mer komplex. Det innebär att många parter med olika kompetens måste vara med och lösa utmaningarna, säger Norrman.

Globalt sett ska effektiviseringen av lantbruket möta utmaningen att försörja en växande befolkning. Utöver det direkta lidande och de hälsoeffekter som hunger för med sig, leder matbrist också till väpnade konflikter. Det har Charlotte Norrmans forskarkollega Per Frankelius visat i litteraturstudien Back to the root causes of war: food shortages, som publicerades i The Lancet tidigare i år.

– När vi tog fram Agtech 2030 tittade vi på de globala hållbarhetsmålen. ”Ingen hunger” är ett som vi vill jobba med genom att utveckla metoder för att effektivisera livsmedelsproduktionen, säger Norrman.

– Ytorna att odla på är begränsade. Den jordbruksmark som bryts i dag, globalt sett, är regnskogsområden där man vräker ner hektar efter hektar, gör orangutanger hemlösa och intensivodlar enstaka grödor som dränks i bekämpningsmedel. Det kanske inte är den typ av jordbruk som man tycker är hållbart.

Ett annat stort forskningsprojekt drivs av Rise på SLU Campus Ultuna i Uppsala, ”Testbädd digitaliserat jordbruk”. Även det är finansierat av Vinnova tillsammans med projektets 18 parter, däribland Telia, Ericsson och Jordbruksverket.

– Det handlar om att koppla ihop kunskap inom agronomi med kunskap om teknik, säger Jonas Engström, forskare och projektledare på Rise.

Projektet ska utmynna i en testbädd dit alla organisationer som vill utveckla teknik för jordbruk ska kunna vända sig. Redan nu har projektet tillgång till både åkrar och en verkstad där man kan bygga prototyper, och en grunduppsättning data att laborera med. Minst lika viktigt är att projektet och den kommande testbädden ska fungera som en arena där olika aktörer kan mötas och samverka.

– Digitaliseringen är en del av den här paletten. Centralt för att kunna dela data är att vi arbetar tillsammans, säger Engström.

Med hjälp av digitaliseringen går det till exempel att öka precisionen för hur en åker brukas. En åker kan ha olika behov på olika platser, med hjälp av sensorer som bidrar med information kan insatserna styras mer effektivt. Gödning och ogräsbekämpning kan begränsas till specifika områden.

– Det här kallas för precisionsjordbruk. I dagsläget kräver det mycket intresse, kunskap och investeringar. Digitaliseringen skulle kunna bidra till att göra verktyg och redskap mer användarvänliga, så att de inte förutsätter specialkunskap. Redan i dag finns gott om sensorer i jordbruksmaskiner, men all data stannar ofta i maskinen. Det finns många isolerade öar med data som är svåra att koppla ihop för att göra övergripande analyser.

Samtidigt handlar jordbruk främst om biologiska system som är oerhört komplexa. Mycket av den kunskap som en skicklig jordbrukare har, bygger på erfarenhet och intuition, enligt Jonas Engström.

– Det är en kunskap som är svår att fånga. Med data kan vi hjälpa lantbrukare som inte är lika bra på att förutse vädertrender och olika scenarier att fatta bättre beslut, säger Jonas Engström.

Sverige har striktare regler för djurhållning, livsmedelssäkerhet och användning av växtskyddsmedel än EU kräver, vilket påverkar lantbrukarnas lönsamhet negativt. Till det kommer höga skatter och krav på rapportering till myndigheterna. Regelverket är omfattande men speglar konsumenternas och medborgarnas önskemål, enligt nämnda OECD-rapport.

Charlotte Norrman tror att bristande lönsamhet är en av de främsta faktorerna som bromsar utvecklingen. I Sverige finns 50 000–60 000 lantbruksföretag som använder teknik i varierande grad, och det kan skilja väldigt mycket i effektivitet mellan olika gårdar.

– På papperet är nästan alla jordbrukare miljonärer, men för den sakens skull är det inte säkert att de har en hög lön. De har stor kapitalbindning i maskiner och mark, det kan begränsa utrymmet för investeringar. Företagen måste vara ekonomiskt hållbara för att kunna utvecklas, säger hon.

Också attityder, värderingar och arbetsvillkor behöver förändras för att de tekniska innovationerna ska få genomslag.

– Lantbrukarna vill ha garantier för att de ska kunna räkna hem investeringar. Få vill riskera att driva en ärvd gård ur släkten.

– Många lantbrukare ser sig inte som företagare i första hand, utan som producenter. Här behövs sannolikt en attitydförändring. Genom att hitta och exploatera intressanta marknadsnischer går det ofta att öka lönsamheten. Många svenska lantbrukare skulle kunna verka inom premiumsegmentet med ekokött utan antibiotika, säger Norrman.

En annan utmaning är att hitta arbetskraft till lantbruken. Arbetet är säsongsbetonat och betraktas som omodernt, menar Jonas Engström.

– Jag tror att det går att förändra genom att öka kunskapen om att också jordbruk jobbar med avancerad teknik. Automatiserade maskiner, som är i sin linda, kan skapa förutsättningar för normala arbetstider. Man behöver inte jobba dygnet runt när det är vårsådd till exempel, säger han.

Utveckling av jordbruksmaskiner är en viktig del i det forskningsprojekt som Rise driver. I dag har en traktor hög förarkostnad i relation till maskinen, därför tenderar maskinerna att bli större och större. Det är en utveckling som automatisering och robotisering kan vända, enligt Engström.

– I dag kan batteridrivna förarlösa prototypmaskiner väga ner till 50 kg, medan en vanlig jordbrukstraktor väger 5–20 ton. En mindre gård kanske kan klara sig med en liten maskin. De kan köra 80–90 procent av tiden själva, med hjälp av en operatör som ställer in redskapen. Då kan även mindre gårdar bli lönsamma.

Vad gäller koldioxid och klimatpåverkan, finns det många utsläppskällor inom jordbruket. En är jordbruksmaskiner som drivs med fossila bränslen, ofta diesel. Här kan automatisering och robotisering i kombination med elektrifiering, få stor betydelse.

– Om du har en batteridriven maskin som körs av en förare så måste batteriets kapacitet passa ihop med människans arbetsdag. Batteriet måste i praktiken räcka under åtta timmars arbetsdag och laddas på natten. En automatiserad, självkörande, maskin kan arbeta oberoende av hur ofta och hur länge batteriet behöver laddas. Maskinen kan lika gärna arbeta på natten, säger Jonas Engström.

– För närvarande arbetar vi med simuleringar, där vi simulerar allt arbete på en gård om 200 hektar. Vi har jämfört ett autonomt system med ett vanligt dieseldrivet. För den gården kom vi fram till att två maskiner på 36 kilowatt per styck – ganska små maskiner som väger omkring två ton – skulle klara av arbetet lika snabbt som en dieseldriven traktor körd av en människa.

Elektrifieringen och automatiseringen öppnar upp för nya komponenter som kan användas i olika grundplattformar. En aktör som är bra på eldrivlinor kan komma in på ett nytt sätt i den här branschen. Här finns alltså stora möjligheter för personer med nyskapande idéer kring teknik, affärsmodeller, paketering och marknadsföring – gröna innovatörer behöver inte vara agronomer. Men självklart finns det också utmaningar.

– Maskiner för jordbruket används bara en liten del av året. Då är det inte rationellt att investera i dyra batterier. Jag tror på en lösning där det går att hyra batterier, eller att batterier standardiseras och kan användas på många olika sätt. Med ett modulsystem skulle man kunna hyra ett batteri eller ett flak med färdigladdade batterier som kan användas i många olika maskiner för till exempel jordbruk, skogsbruk, försvaret, byggen och båtar.

I framtiden kommer vi troligen få se många olika lösningar, tror Engström. Gårdar som producerar biogas, kan köra på det. För gårdar som har egen elproduktion kan eldrivna maskiner passa bättre.

Charlotte Norrman tror att den teknik som utvecklas nu, delvis inom ramen för de stora sektorövergripande forskningsprojekten, kan leda till en förändring av lantbruket.

– I Sverige har vi sett en substantiell minskning av odlingsmarken, som nu i stället är granplantage.

Det handlar om skiften som har varit olönsamma, antingen för att marken inte har varit tillräckligt god, för att åkrarna har varit för små, eller för att de har legat så att de inte har medgett rationell drift. Det är en del i den strukturrationalisering som fortfarande pågår, där brukningsenheterna blir allt större i jakten på lönsamhet. Charlotte Norrman håller med om att den nya tekniken kan bidra till att göra också mindre gårdar lönsamma.

– I stället för att arrendera eller köpa mark kan man arbeta med dikning och jordanalyser, och vidta åtgärder för att öka jordens fertilitet. På så sätt går det att få en större skörd per ytenhet, och bli mer lönsam per yta, säger Norrman.

– Data kan kombineras med AI för att underlätta beslutsfattande. Sensorer kan avslöja brunröta i potatisen, som kan vara svår att skilja från frostskador till exempel. Eller om jag upptäcker hål i mina kålblad kan sensorer tala om vad som har gjort hålen. Då vet man exakt vilken åtgärd som behöver vidtas. Det skulle kunna spara mycket bekämpningsmedel.

Det är sådana metoder som behöver utvecklas för att vi tillsammans ska kunna möta det globala målet ”Ingen hunger”, menar Charlotte Norrman.

Ett exempel på teknik i framkanten utvecklas av Fredrik Gustafsson, professor i sensorinformation vid Linköpings universitet. Han förser noshörningar i Nigeria med fotboja och små transpondrar. Deras rörelsemönster loggas och djuren kan följas via mobiltelefoner och drönare. Då vet parkvakterna hur djuren rör sig och kan förebygga att de blir dödade av tjuvskyttar. Samma teknik skulle kunna användas för att övervaka betesdjur i Sverige. Sensorteknologi i kombination med drönare kan även användas för att från luften bevaka hur olika typer av grödor utvecklas.

Men grön innovation är inte bara en angelägenhet för landsbygden. År 2050 förväntas 80 procent av alla livsmedel konsumeras i städer, enligt den nya rapporten Cities and Circular Economy for Food (Ellen MacArthur Foundation, 2019).

– Urbana miljöer anses i allt högre grad vara en aktiv del av livsmedelsindustrin. Städerna bör inte längre ses som slutstationen, utan som en del av värdekedjan, säger Per-Anders Langendahl, forskare i innovation och bioekonomi på Sveriges lantbruksuniversitet, SLU.

Langendahl intresserar sig bland annat för urban odling. Med sin forskning vill han sätta innovation i sitt sammanhang och göra innovationsprocessen begriplig. Han studerar hur människa och teknik samverkar och utvecklas, som en socioteknisk process. Innovation handlar inte bara om att utveckla nya produkter eller teknologi, utan också om våra dagliga rutiner, och hur de behöver förändras, menar Per-Anders Langendahl.

– Att odla mat i staden är ingen ny företeelse. Till exempel har människor historiskt sett odlat på kolonilotter och i villaträdgårdar för eget bruk. Det nya ligger i de högteknologiska metoderna som växer fram, och i viljan att kommersialisera odling i urbana miljöer. Än så länge finns ett fåtal producenter i Sverige, som företaget Grönska i Stockholm.

Kommersiell urban odling kännetecknas av att man odlar inomhus i näringslösning, så kallad hydroponisk odling. Odlingen sker i vertikala strukturer i stället för enbart horisontella och görs i odlingskammare som är lätta att skala upp eller ner efter behov. Det går att odla i en övergiven container eller i ett bergrum under marken. Metoden lämpar sig främst för odling av sallad, örter och vissa grönsaker.

– Förespråkarna för den här metoden menar att det är resurseffektivt. Det behövs inte så mycket vatten eller kemikalier och sparar markyta. Produkterna anses vara miljövänliga och går att producera lokalt för en urban marknad, säger Per-Anders Langendahl.

Systemet har en arkitektur som gör det möjligt att använda sig av informationsteknologi på helt nya sätt.

– Ny teknik kan användas för att styra över klimatet i odlingskamrarna, som temperatur och luftfuktighet. Med hjälp av data från sensorer och mjukvara går det att utveckla unika klimat- och näringslösningar, för att skapa olika smaker eller produktegenskaper. Det kan leda till helt nya produkter som kan paketeras och marknadsföras utifrån det specifika receptet.

Men de nya urbana odlingarna konkurrerar med andra om utrymmet i staden, som bostadsområden och infrastruktur för energiförsörjning. Än så länge är odlingsformen också energikrävande, men nya lampor utvecklas för att göra det blå ljuset som möjliggör fotosyntes mer effektivt.

– En annan reflektion är att det handlar om odling av premiumprodukter, som bidrar marginellt till livsmedelsförsörjningen. Produkterna är bara tillgängliga för de få som har råd och ska inte jämföras med volymprodukter som ris eller vete – som behövs för att mätta den växande befolkningen globalt, konstaterar Langendahl.

Forskning och utveckling kring odling i slutna system – som hydroponisk odling – kan leda till att tekniken i sig blir en exportprodukt, och till att nya aktörer kommer in i sektorn, tror Per-Anders Langendahl. Även inom området urban odling finns alltså utrymme för digitala entreprenörer och teknikföretag som kan utveckla odlingssättet tillsammans med biologer.

– Bland konsumenterna finns en ökad efterfrågan på lokalproducerade och hållbara livsmedel. Dessutom ska alla livsmedel vara säkra att konsumera, och tillgången ska vara stabil. I dag är hälften av alla livsmedel som vi konsumerar i Sverige importerade.

Langendahl menar att det finns ett växande intresse för forskning inom området, som spänner över livsmedels-, teknik- och stadsutveckling. Några frågeställningar som han vill arbeta vidare med handlar om vilka konsekvenser – önskade och oönskade – som den här typen av odling kan få i större skala.

– Det finns en idé i samhället om att vi ska gå från ohållbar till hållbar livsmedelsproduktion. Som en konsekvens behöver forskningen fokusera mer på hur innovation utvecklas i olika sammanhang för att påskynda omställning. Forskningsområdet spänner över många fält och behöver utvecklas tillsammans med samhället, säger Per-Anders Langendahl.

Kontakta charlotte.norrman@liu.se
jonas.engstrom@ri.se
per.anders.langendahl@slu.se

Fakta om Agtech

Agtech är en sammanslagning av agriculture, som omfattar växtodling, skog och djurhållning, och technology. Begreppet ska inte blandas ihop med greentech eller cleantech, som snarare handlar om hållbara drivmedel och återvinning.

Källa: Charlotte Norrman

Fakta om Vinnväxt

Vinnväxt 2019 är ett program från Vinnova som ska främja hållbar tillväxt i regioner genom att utveckla internationell konkurrenskraft inom specifika tillväxtområden. Programmet har fokus på innovationsmiljöernas bidrag till omställning och förnyelse. En förutsättning för att få finansiering är aktiv medverkan från näringsliv, offentlig verksamhet, forskning och politiska aktörer.

Källa: Vinnova—–