Værditilvækst og bedre miljø en bioteknologisk forskningsstrategi for nonfood og foder

Transkript

1 Miljø- og Planlægningsudvalget MPU alm. del - Bilag 305 Offentligt Ministeriet for Fødevarer, Landbrug og Fiskeri Direktoratet for FødevareErhverv Nyropsgade København V Tlf Fax Værditilvækst og bedre miljø en bioteknologisk forskningsstrategi for nonfood og foder ISBN

2 Værditilvækst og bedre miljø en bioteknologisk forskningsstrategi for nonfood og foder Det Rådgivende Udvalg for Fødevareforskning

3 Det Rådgivende Udvalg for Fødevareforskning Værditilvækst og bedre miljø en bioteknologisk forskningsstrategi for nonfood og foder Fotos: istockphoto, Bruno Sander Nielsen og Elsam Layout & grafisk tilrettelæggelse: Zornig A/S Tryk: Holbæk Express ISBN Direktoratet for FødevareErhverv Nyropsgade København V Tlf Fax

4 Indholdsfortegnelse Forord Strategien sammenfatning og anbefalinger Anbefalinger Biotechnology strategy summary and recommendations Recommendations Værditilvækst og bedre miljø med produkter baseret på biologisk nonfood og foder Baggrund og afgrænsning Introduktion Vision Perspektiver Produktområderne Bioenergi Biobaserede materialer Makrokomponenter Mikrokomponenter og finkemikalier Planter og mikroorganismer til miljøformål Planter til rekreative formål inklusive prydplanter og frø Foder Forudsætninger og rammer Samspil med den øvrige forskning Nationalt Internationalt Etik Miljø Økonomi og beskæftigelse Forskningsbehov Værditilvækst og bedre miljø 3

5

6 Forord I forlængelse af rapporten Sunde, sikre og velsmagende fødevarer gennem bioteknologi en bioteknologisk forskningsstrategi for fødevareområdet besluttede Det Rådgivende Udvalg for Fødevareforskning at udarbejde denne bioteknologiske forskningsstrategi for nonfood og foder. Strategien skal medvirke til, at vi gennem en styrket bioteknologisk forskningsindsats kan omsætte bioteknologiens brede potentiale i nye højteknologiske produkter. Indsatsen vil skabe værditilvækst, forbedret miljø, konkurrenceevne samt øget beskæftigelse til gavn for samfundet og erhvervslivet, herunder jordbruget og fødevareindustrien. Strategien baner vej for delvist at erstatte fossile brændsler og produkter med klimaneutral bioenergi og fornybare nonfoodprodukter samt reduktion af miljøpåvirkningerne fra dansk jordbrug, gartneri, akvakultur og forarbejdningsindustri. Fødevarestrategien og den nye strategi for nonfood og foder supplerer hinanden, og der er store synergier ved at samtænke den bioteknologiske forskningsindsats indenfor fødevarer, nonfood og foder. Vi vil her benytte lejligheden til at takke både styregruppen og arbejdsgrupperne for deres store engagement og aktive indsats i udarbejdelsen af strategien og de faglige rapporter. Samtidig takker vi Fødevareøkonomisk Institut for bidrag til belysning af det beskæftigelsesmæssige og økonomiske potentiale. Leo Larsen Formand for RUFF Arne Jensen Formand for styregruppen Værditilvækst og bedre miljø 5

7 Strategien sammenfatning og anbefalinger Gennem generationer har verdensøkonomien været baseret på kul, olie og naturgas, som har leveret energi til elektricitet og varme, brændstoffer til transport og råstoffer til den kemiske industri. På globalt plan er der nu en stærk udvikling hen imod en biobaseret økonomi, hvor brændsler, kemikalier, lægemidler og materialer produceres ud fra biomasse. Udviklingen åbner helt nye muligheder for at anvende bioteknologi til at skabe værditilvækst i samfundet, opnå øget bæredygtighed gennem optimal udnyttelse af fornybare bioressourcer, modvirke den menneskeskabte drivhuseffekt og mindske de nuværende miljøbelastninger fra jordbrug, industri og akvakultur. Samtidig kan produktion af biomasse til nonfood og foder integreres med pleje af natur og landskab, reduktion af luftforurening, beskyttelse af vandmiljøet samt bevarelse af jordens frugtbarhed. De erhvervsmæssige og beskæftigelsesmæssige potentialer i den biobaserede økonomi er store i Danmark, fordi vi har en højteknologisk primærproduktion og forarbejdningsindustri. Desuden har Danmark en meget stærk bioteknologisk tradition og er på flere områder internationalt førende både når det gælder den offentlige forskning og vor forskningsbaserede bioteknologiske industri. Ved hjælp af bioteknologi kan vi udnytte biomasse, der ikke anvendes til fødevarer, på helt nye måder, og vi kan designe optimerede råvarer til fremstilling af nye og forbedrede produkter indenfor nonfood og foder. En fortsat forbedring af foderkvaliteten og foderudnyttelsen er en forudsætning for at kunne fastholde det danske husdyrbrugs konkurrenceevne og for at opfylde kravene om en stadig mere miljøvenlig produktion. En fokuseret dansk bioteknologisk indsats vil kunne bidrage til at opfylde en række højt prioriterede samfundsmæssige mål: 6 Værditilvækst og bedre miljø

8 Jordbruget kan medvirke til at nedbringe udslippet af drivhusgasser gennem produktion af bæredygtig bioenergi Jordbruget kan levere råvarer, som kan erstatte fossilt baserede industrielle produkter med biobaserede materialer Bioteknologi kan forædle prydplanter, træer og græsser til rekreative formål, så de kan dyrkes mere miljøvenligt Mere robuste foderafgrøder med øget ernæringsværdi kan forbedre kvaliteten af animalske fødevarer og nedbringe jordbrugets forbrug af pesticider samt tabet af næringsstoffer til grundvand, vandløb, søer og havet Nye nonfoodproduktioner og forbedrede foderafgrøder kan udvikle landdistrikterne gennem skabelse af nye arbejdspladser og fastholdelse af en stor og bæredygtig husdyrproduktion og beskæftigelse i fødevareindustrien Værditilvæksten i samfundet kan øges gennem integreret anvendelse af jordbrugets, akvakulturens og fiskeriets produkter til fremstilling af fødevarer, foder, industrielle produkter og energi Nye arbejdspladser kan skabes i industrien, herunder jobs med højt vidensniveau, som kan styrke dansk bioteknologisk industri i den globale efterspørgsel efter miljø- og ressourcemæssigt optimale produktioner I strategien er en række vigtige produktområder behandlet, hvor der gennem forskning og innovation kan opnås en betydelig værditilvækst til samfundet i løbet af de næste ti år. Den biobaserede industris bæredygtighed kan samtidig forbedres gennem bedre udnyttelse af affald og sidestrømme til fremstilling af nye nonfood- og foderprodukter ved hjælp af bioteknologiske processer. Produkterne skal produceres etisk og miljømæssigt forsvarligt med metoder, som er acceptable for forbrugerne og samfundet. Strategien tager udgangspunkt i syv produktområder, som er udførligt behandlet i strategiens del II: Bioenergi Biobaserede materialer Makrokomponenter Mikrokomponenter og finkemikalier Planter og mikroorganismer til miljøformål Planter til rekreative formål inkl. prydplanter og frø Foder Værditilvækst og bedre miljø 7

9 Strategien beskæftiger sig således med potentialet for den bioteknologiske forskning og innovation i hele produktionskæden på nonfood- og foderområdet. Vision Danmark som en af verdens førende nationer, hvad angår forskning, innovation og bæredygtig produktion af biologisk baserede nonfoodprodukter og foder. Der udvikles nye biomasseressourcer og teknologier til omsætning og forædling af disse. Biomassen udnyttes optimalt i nye produkter af højeste kvalitet og markedsværdi produkter, som skåner ressourcer og miljø mest muligt, og som er til gavn for befolkningens velfærd og livskvalitet. Den højteknologiske udvikling i Danmark baseret på biologisk produktion danner grundlag for en betydelig eksport af produkter, viden og teknologi til bæredygtig anvendelse i fremtidens videnbaserede samfund i den øvrige del af verden. Målsætning Nonfood- og foderområdet skal være en integreret del af og et højt prioriteret område indenfor den bioteknologiske forskning i Danmark. Strategien skal bidrage til, at den bioteknologiske forskning og udvikling styrker samspillet mellem innovationen i primærjordbruget, nonfooderhvervene og den bioteknologiske industri. Den primære målgruppe for strategien er politikere og beslutningstagere i de relevante erhverv samt offentlige myndigheder, herunder offentlige råd, udvalg og fonde, der medvirker til prioriteringer af offentlige forskningsmidler på bioteknologi-, jordbrugs-, fødevare-, energi- og nonfoodområdet. Med målgruppen for øje angiver strategien retning og mål for den fremtidige satsning på områderne: Jordbrug, gartneri, akvakultur og fiskeri med følgeindustrier, den bioteknologiske industri, nonfoodindustrien samt det forskningsbaserede myndighedsberedskab. Perspektiver Moderne bioteknologiske metoder vil i høj grad kunne bidrage til at udvikle nye produkter og produktionsprocesser og ikke mindst forædle afgrøderne, så de bliver et bedre udgangspunkt for nye miljøfremmende anvendelser f.eks. biobrændstoffer, nye fibermaterialer med specifikke egenskaber, intelligente bionedbrydelige emballager, nye planter til rekreative formål samt forbedrede foderafgrøder, som vil bidrage til, at dansk landbrug kan fastholde sin konkurrenceevne og samtidig leve op til skærpede miljøkrav vedrørende forbruget af pesticider og gødning. Det er meget vigtigt at opnå en maksimal værditilvækst af de dyrkede afgrøder og ligeledes af biprodukterne fra jordbrugsproduktionen. Dette gælder også for biprodukter fra fødevareindustrien, dvs. sidestrømme fra forarbejdning af vegetabilske fødevarer og produktion af animalske fødevarer fra både husdyr og fisk. En bioteknologisk forskningsindsats kan åbne for produktion af en række nye højværdiprodukter og muliggøre en betydelig værditilvækst til samfundet. 8 Værditilvækst og bedre miljø

10 Hertil kommer, at produktion af biomasse til nonfood og foder kan integreres med pleje af natur og landskab, reduktion af luftforurening, beskyttelse af vandmiljøet samt bevarelse af jordens frugtbarhed. Det er muligt at beskytte drikkevandsressourcer både gennem planteforædling og udvikling af flerårige energiafgrøder samt ved udvikling af nye sædskifter baseret på lav-input dyrkning af traditionelle landbrugsafgrøder kombineret med efterafgrøder. Desuden kan biomasse fra plejekrævende miljøfølsomme områder og våde enge, som ikke kan afgræsses, anvendes til produktion af bioenergi samtidig med, at næringsstofferne recirkuleres via biogasanlæg som gødning på den dyrkningssikre jord. Samspil med den øvrige forskning Danmarks Forskningspolitiske Råd definerer et kernefelt i dansk forskning som et område af højeste internationale kvalitet, der forekommer særlig løfterigt. Forskningsinstitutionerne har i 2005 foreslået omkring 400 kernefelter, hvoraf ca. 60 er relevante for en satsning indenfor bioteknologisk forskning på fødevare-, nonfood- og foderområdet. Der er således et solidt grundlag i den offentlige danske forskningsverden for en særlig indsats på det bioteknologiske område. Dette gælder specielt i samspil med den private sektor, hvor der er opbygget stærke forskningskompetencer på en række bioteknologiske og molekylærbiologiske områder, som knytter sig til agroindustriel produktion. Danske virksomheder er med i hele spændet indenfor planteproduktion, animalsk produktion og fødevareindustri både i de primære sektorer, forædlingen, forarbejdningen og på ingredienssiden og der satses meget kraftigt på udvikling af nye produkter, som lever op til forbrugernes ønsker. Danske virksomheder er på flere områder førende på verdensmarkedet med produkter baseret på bioteknologiske processer. Bioteknologisk viden, metoder og værktøjer er i stigende grad anvendelige på tværs af de enkelte områder. De bioteknologiske synergieffekter mellem fødevarer, nonfood og foder giver store perspektiver gennem en intensiveret og målrettet satsning. Danmark har således et særdeles godt udgangspunkt for bioteknologisk forskning og dens anvendelse indenfor fremstilling af biologisk baserede nonfoodprodukter og foder. Den bioteknologiske forskningsindsats skal støtte op om regionale kompetenceklynger og sikre en tæt kobling i hele forsknings- og innovationskæden frem til nyttiggørelsen i virksomhederne. Værditilvækst og bedre miljø 9

11 Forslaget til EU s 7. rammeprogram for Forskning, teknologisk udvikling og demonstration lægger op til en forstærket europæisk forskningsindsats indenfor udvikling og anvendelse af fornybare ressourcer. Derfor vil der være gode muligheder for samspil mellem en dansk bioteknologisk satsning på nonfood- og foderområdet og de prioriterede områder på EU-niveau. Det er afgørende, at forskningsindsatsen koordineres på tværs af ministerier og mellem de forskellige forskningsrådgivende og bevilgende råd og fonde. Herved sikres en dansk forskningskompetence på højt internationalt niveau, som også kan sikre et tilsvarende højt niveau af viden i dansk jordbrug og industri. Etik Strategien er båret af en fundamental etisk målsætning om at skabe større bæredygtighed ved øget brug af biologiske ressourcer. Den øgede bæredygtighed fremkommer ved: Effektiv udnyttelse af biologiske ressourcer, som ellers ville gå til spilde eller blive udnyttet mindre effektivt Et skifte fra ikke-fornybare fossile ressourcer til fornybare bioressourcer Udnyttelse af bioteknologiske fremstillingsprocesser, som er mindre energikrævende og mindre miljøbelastende end traditionelle fremstillingsprocesser Der er en global dimension i strategiens fokus på øget bæredygtighed. I takt med den økonomiske udvikling i en række tidligere udviklingslande vokser presset på verdens ressourcer dramatisk, og det samme gælder for belastningen af miljøet og den menneskelige påvirkning af Jordens klima. En investering på dette forskningsområde er af væsentlig betydning for at kunne håndtere nogle af verdens store miljø- og ressourceproblemer. Fra en dansk synsvinkel, hvor der traditionelt er fokus på at hjælpe meget fattige og dårligt stillede mennesker i udviklingslandene, er det afgørende, at strategien tænkes sammen med udviklings- og bistandspolitikken, så de nye muligheder også kommer de fattigste til gode. Det er væsentligt, at etiske aspekter medtages i planlægningen af bioteknologiske forskningsprojekter og bliver en integreret del af projekterne. Et eksempel er dyrkning af genetisk modificerede planter til brug på nonfood- og foderområdet, hvor det er en afgørende forudsætning at opnå befolkningens accept. Miljø Det er vigtigt at se produktionen af fødevarer, foder og nonfood i en helhed, fordi det skaber det bedste grundlag for, at vi gennem en bioteknologisk forskningsindsats og erhvervsmæssig udnyttelse kan fremme en bæredygtig udvikling, hvor sociale, økonomiske og miljømæssige hensyn tilgodeses samtidig. Miljøperspektivet ligger i, at biomassens fiksering af kuldioxid fra luften giver vedvarende energi, og i at bioteknologiske processer både kan øge udbyttet, udnyttelsen 10 Værditilvækst og bedre miljø

12 og værditilvæksten og samtidig reducere miljøbelastningen ved biomassens dyrkning, forarbejdning og anvendelse. Målet kan realiseres gennem en kombination af større udbytte via forbedrede planter og mikroorganismer, øget effektivitet i dyrkningsprocesserne, formindsket brug af kemiske hjælpestoffer, forbedret næringsstoføkonomi og bedre udnyttelse af restprodukter i produktionskæderne. Miljøforbedringer og bevarelse af landskabsværdier kan endvidere opnås ved, at nonfoodafgrøder og deres industrielle udnyttelse inddrages mere aktivt i den overordnede planlægning i Danmark. Miljøaspektet er centralt i forbindelse med nonfood og foder, men der er tale om en generel udvikling, som også er relevant indenfor produktion af fødevarer. Den bioteknologiske udvikling omfatter produktionskæder i det hele taget og udtrykker ønsket om ren teknologi, produktsikkerhed og miljørigtig fremstilling, markedsføring, forbrug og affaldshåndtering i samfundet. Økonomi og beskæftigelse Anvendelse af bioteknologi til fremstilling af nonfood og foder vil åbne nye muligheder på såvel den produktionsmæssige som den anvendelsesmæssige side. Nonfoodog foderområdet er uhyre bredt og har betydelige direkte og indirekte erhvervs- og samfundsøkonomiske potentialer. Bioteknologi kan indgå i de fleste led i hele værdikæden fra råvareproduktion til slutprodukt: Råvaren/afgrøden Forarbejdning Slutprodukt Dyrkning Kvalitet Nye indholdsstoffer Nye anvendelsesområder Forbedring af kendte processer Udvikling af nye processer Forbedret kvalitet Nye brugsegenskaber Nye anvendelsesområder Øget genanvendelse En dansk bioteknologisk forskningsindsats på nonfood- og foderområdet vil give dansk landbrug fordele i den internationale konkurrence. De erhvervsøkonomiske potentialer spænder fra besparelser, der sikrer, at en eksisterende produktion fortsat kan være økonomisk konkurrencedygtig, til udvikling af helt nye produkter og anvendelsesområder, som kan åbne nye markeder og skabe nye virksomheder og arbejdspladser. Hertil kommer store muligheder for systemeksport; dvs. eksport af viden og teknologi til bæredygtig anvendelse i fremtidens højteknologiske og videnbaserede verdenssamfund. En række forhold ud over de rent driftsøkonomiske har kommerciel betydning, f.eks. markedsmæssig accept af genteknologi. Derfor er det vigtigt at benytte et bredt metodegrundlag til at vurdere de erhvervs- og samfundsøkonomiske potentialer for anvendelse af bioteknologi på nonfood- og foderområdet. Værditilvækst og bedre miljø 11

13 Produktområderne, som strategien omfatter, er alle lovende med hensyn til marked, værditilvækst, eksportmuligheder, beskæftigelse og miljø. Forskningsbehov Hvis Danmark skal bevare sin internationale konkurrenceevne og udvikle en international førerposition på nonfood- og foderområdet, er det nødvendigt at satse på forskning og udvikling på følgende tværgående områder: Bioteknologiske processer Miljø- og ressourceeffektiv produktion og konvertering af biomasse Genomics og functional genomics på foderafgrøder kombineret med nutrigenomics på husdyrområdet Opskalering af lovende forskningsresultater fra laboratorieskala til produktion i pilotskala Produkter af høj kvalitet, herunder optimal sammensætning Etiske, samfundsmæssige og erhvervsmæssige aspekter En indsats på disse områder er afgørende for primærjordbrugets og industriens fremtidige udviklingsmuligheder og for myndighedernes videngrundlag. Strategien identificerer perspektivrige indsatsområder og fremhæver specifikke forskningsbehov indenfor syv produktområder. I strategiens del II er behovene for forskning yderligere specificeret på de enkelte produktområder, og der er mange eksempler på, hvordan bioteknologi nu og i fremtiden kan skabe betydelig værditilvækst gennem udvikling af nye og bedre produkter indenfor nonfood og foder. 12 Værditilvækst og bedre miljø

14 Anbefalinger Strategiens overordnede mål er at udpege lovende indsatsområder, hvor bioteknologisk forskning kan bidrage til nye og bedre produkter på nonfood- og foderområdet. Strategien beskriver den samfundsmæssige nytte og angiver pejlemærker for organiseringen af forskningsindsatsen. På baggrund af de syv faglige rapporter i strategiens del II og styregruppens overvejelser, vurderinger og overordnede prioriteringer anbefales følgende: Anbefaling 1 Der iværksættes en dansk bioteknologisk forskningsindsats, som fremmer udviklingen af miljøvenlige og konkurrencedygtige produktionssystemer, der sikrer en optimal udvikling og udnyttelse af de biologiske ressourcer til foder og nonfoodprodukter. Anbefaling 2 Udvikling af nye produkter og bioteknologiske procesteknologier, herunder opskalering, skal inddrage etiske aspekter, arbejdsmiljø og effekter på human sundhed. Anbefaling 3 Den bioteknologiske forskningsindsats skal omsættes til produktion og eksport af viden, produkter og teknologi, så de erhvervs- og samfundsøkonomiske potentialer udnyttes. Anbefaling 4 Den bioteknologiske forskning og kompetenceopbygning skal også fokusere på nyttiggørelse i udviklingslandene samt i bistands- og udviklingsprojekter. Anbefaling 5 Forskningen bør formaliseres i forskergrupper med ansvar og forpligtelser indenfor specifikke fagområder og sikres den nødvendige faglige styrke, ledelsesmæssige kompetence og ressourcer til effektiv projektstyring. Anbefaling 6 Samfundsvidenskabelige og humanistiske forskningsaspekter skal være en integreret del af de bioteknologiske forskningsprogrammer. Anbefaling 7 De bioteknologiske forskningsmiljøer skal deltage i uddannelsen af kandidater og forskere. Anbefaling 8 Der skal sikres aktiv dansk deltagelse i EU s rammeprogrammer, herunder ERA-net vedrørende anvendelse af fornybare ressourcer. Anbefaling 9 Den bioteknologiske forskningsindsats skal koordineres på tværs af ressortministerier og hele det forskningsrådgivende system. Anbefaling 10 For at virkeliggøre strategiens vision anbefales, at der foretages offentlige investeringer på 70 mio. kr. pr. år i de kommende 10 år. Værditilvækst og bedre miljø 13

15 Biotechnology strategy summary and recommendations For generations the world economy has relied on coal, oil and natural gas as sources of energy for electricity and heating, fuels for transport and as raw materials for the chemical industry. There is now globally a strong move towards a knowledge-based bio-economy, where fuels, chemicals, medicines and other materials are based on biomass. The development opens up new opportunities for biotechnology to be used to create added value in society, to enhance sustainability through the optimal use of renewable resources, to mitigate the anthropogenic emissions of greenhouse gases and reduce the adverse impact on the environment of agriculture, industry and aquaculture. The production of biomass for non-food and animal feed purposes can also be integrated with landscape and nature conservation, with reductions in air pollution, the protection of watercourses and with the maintenance of soil fertility. Because Denmark already has a highly advanced primary production and processing industry, the trade and employment opportunities provided by a knowledgebased bio-economy are substantial. Moreover, Denmark has a very strong tradition 14 Værditilvækst og bedre miljø

16 in biotechnology, both in public research and in the research-based biotech industry, where they are world leaders in many areas. With the help of biotechnology, we can make advances in the use of biomass in non-food production areas and we can optimise the design of raw materials for the manufacture of new and improved non-food and feed products. A continued improvement in the quality and utilization of animal feed is a prerequisite for Danish livestock farming to remain competitive and to reduce the adverse environmental impacts of the production. A focused Danish initiative within biotechnology will thus contribute to a number of major social objectives: Agriculture can help mitigate the emission of greenhouse gases through the production of sustainable bioenergy. Agriculture can deliver raw materials to enable fossil-based industrial products to be substituted by bio-based products. Biotechnology can be used for a more eco-friendly production of ornamental plants, trees and grasses for amenity purposes. Increased robustness and nutritional value of animal feed crops can improve the quality of animal-based food products and reduce the agricultural use of pesticides and the loss of nutrients to groundwater, surface and coastal waters. New non-food production and improved animal feed crops can develop rural areas through the creation of new employment opportunities and the protection of a large and sustainable livestock production and jobs in the food industry. Social benefits can be boosted through the integrated use of products from agriculture, aquaculture and the fisheries in the production of foods, feeds, industrial products and energy. New employment opportunities can be created in industry, including jobs that require a high level of knowledge, to strengthen the Danish biotech industry in the global demand for products that are eco-efficient. The strategy pinpoints a number of important areas, where research and innovation will bring considerable added value to society during the coming decade. The sustainability of the bio-based industry can be increased through an improved utilization of waste and by-products in the manufacture of new non-food and food products using biotechnological processes. The products will be ethically and environmentally sound and should be produced in ways that are acceptable to consumers and to society as a whole. Værditilvækst og bedre miljø 15

17 The strategy is based on seven product areas that are described in detail in Part II of the strategy: Bioenergy Bio-based materials Macrocomponents Microcomponents and fine chemicals Plant and microorganisms for environmental purposes Plants for amenity purposes Animal feeds The strategy thus deals with the potential in biotech research and innovation throughout the production chain in the non-food and feed areas. Vision Denmark will be a leader in terms of research, innovation and the sustainable production of bio-based non-food and feed products. New biomass resources and technologies will be developed for biomass conversion and use. The biomass will be optimally utilised in new high-value, quality products products that allow the best management of resources and environment and will enhance social welfare and quality of life. The bio-based high-tech development in Denmark will support a considerable export of pruducts, technology and know-how to other parts of the world for sustainable application in the knowledge-based societies of the future. Objective The non-food and feed areas should be an integral part of and a high-priority area within biotech research in Denmark. The strategy will contribute to a research and development-driven strengthening of the interaction between innovation in primary agriculture, in the non-food industry and in the biotech industry. The strategy is primarily targeted at politicians and decision-makers in the relevant industries and public authorities, including the public research councils, committees and foundations that are involved in the prioritising of the public research funds in biotechnology, agriculture, food, energy and non-food areas. With the target group in mind, the strategy defines the direction and target for future initiatives in the areas of agriculture, horticulture, aquaculture, fisheries and associated industries, the biotech industry, non-food industry and in the area of policy advice to authorities. 16 Værditilvækst og bedre miljø

18 Future prospects Modern biotechnological methods will be able to make a significant contribution to the development of new products and production processes. This includes the breeding of new crops as a basis for new eco-friendly applications such as biofuels, innovative fibres, intelligent biodegradable packaging, new plants for amenity purposes and crops with improved nutritional value. It is very important to obtain maximum added value from farmed crops and also from the by-products of an agricultural production. This includes the by-products from the food industry, i.e. the secondary products resulting from the processing of food crops and the manufacturing of food products based on livestock and fish. A biotech research venture would open up for the production of a number of new highvalue products and create considerable added value for society. The production of biomass for non-food and feed can, furthermore, be integrated with nature and landscape conservation, reductions in air pollution, the protection of water resources and the maintenance of soil fertility. It is possible to protect groundwater resources both through plant breeding programmes and the development of perennial energy crops and through the development of new crop rotations based on low-input systems using a combination of traditional crops and catch crops. Biomass from sensitive nature conservation areas and ungrazed wetlands could be used for the production of bioenergy, while the nutrients could be recycled via biogas plants and used as fertilizer on farmland. Interaction with other research According to The Danish Council for Research Policy, in Danish research a core area is defined as an area of the highest international quality that shows particular promise. In 2005, the research institutes came up with approximately 400 core research areas, 60 of which are relevant for a biotech research initiative in food, non-food and feed areas. There is thus a very solid base in the Danish public research system for a special initiative in the biotech area. The collaboration with the private sector is particularly relevant as they have a strong research expertise in a number of biotechnological and molecular biological areas associated with the agro-industrial production. Danish companies are involved in the full range of activities within plant production, animal productions and the food industry, both in the primary sectors and in the breeding, processing and ingredient side, and there is a very strong emphasis on the development of new products that live up to consumer expectations. Several private companies are market leaders of products based on biotechnological processes. Biotechnological know-how, methods and tools are increasingly cross-disciplinary. The biotechnological synergies between foods, non-foods and feeds give considerable future prospects through an intensified and targeted investment. Denmark thus has a very sound basis for investment in biotech research and for its application within the production of bio-based non-food products and feeds. Værditilvækst og bedre miljø 17

19 The biotech research effort should support regional clusters of expertise and ensure a strong coherence throughout the entire research and innovation chain, ending in commercial application. The proposal for the 7th Framework Programme of the European Community for research, technological development and demonstration activities ( ) is projected to include a strengthening of European research initiatives in the sustainable development and use of renewable bio resources. There will therefore be significant opportunities for interactions between Danish biotechnological research ventures in the non-food and animal feed areas and the areas prioritised at EU level. It is crucial that the research effort is coordinated across ministries and between the various research councils and granting bodies. This ensures a high international level of research expertise and thus a high level of knowledge within Danish agriculture and industry. Bioethics The strategy rests on the fundamental ethical ambition of enhancing sustainability by the increased use of biological resources. Improvements in sustainability are based on: The efficient use of biological resources that would otherwise be wasted or be les s efficiently used. A shift from non-renewable resources towards renewable bioresources. The adoption of biological production processes that are less energy-demanding and less polluting than traditional production processes. The strategic focus on sustainability has global dimensions. With the continued economic development in a number of former developing countries, the pressure on world resources will grow dramatically, as will consequently the environmental impact and the anthropogenic impact on the global climate. An investment in this research area is very important for the control of some of the largest environmental and resource challenges the world faces. In Denmark, where the focus traditionally has been on helping the poor and underprivileged in developing countries, it is crucial that the strategy forms part of the public policy on development and aid, so that the poorest will also be able to benefit from new opportunities. 18 Værditilvækst og bedre miljø

20 It is important that ethical aspects are included in the planning of biotech research projects and become an integral part of the projects. An example is the production of genetically modified plants for non-food and feed purposes, where it is crucial that public acceptance is achieved. Environment It is important to have a holistic approach to the production of foods, feed and non-food products. This gives the best basis for sustainable development driven by biotech research ventures and commercial applications, where social, economic and environmental considerations are all accommodated. The eco-efficiency opportunities are in the plant uptake of atmospheric carbon dioxide to produce a renewable energy source and in the ability of biological processes to increase the yield, use efficiency and added value of biomass, combined with a reduction of any adverse environmental impacts resulting from its production, processing and marketing. This can be achieved through a combination of increases in yield, courtesy of improvements to plants and microorganisms, through more efficient crop production processes, a reduction in the use of chemical aids, increased nutrient use efficiency and a more efficient use of the residual products in the production chains. Environmental improvements and nature conservation can furthermore be achieved by a more active inclusion of non-food crops and their industrial applications generally in the Danish strategy. The environmental aspect is pivotal with regard to non-food and feed products, but the development is also a general one and thus also relevant to the production of foodstuffs. The development within environmental biotechnology includes production chains per se and is a statement of a public desire for clean technology, product safety and for the environmentally friendly production, marketing, consumption and waste management of all products. Economy and employment The use of biotechnology for the production of non-food and feeds will open up new opportunities both on the production and the application side. The non-food and feed area is very extensive and has considerable direct and indirect commercial and socio-economic impacts. Værditilvækst og bedre miljø 19

21 Biotechnology has a role to play in most sections of the value chain, from the production of raw materials to the end product: Raw material/crop Processing Final product - crop production - quality - new ingredients - new applications - improvement of current processes - development of new processes - improved quality - new useful qualities - new areas of application - increased use of recycling A Danish biotech research initiative in the non-food and feed areas would give Danish agriculture a competitive edge in international competition. The commercial potentials range from economic savings that ensure the existing production can remain economically competitive, to the development of completely new products and areas of application that can open up new markets and create new commercial ventures and employment opportunities. To this should be added the considerable potential for export of systems, i.e. export of know-how and technology for the sustainable utilization in the high-tech and knowledge-based society of the future. A number of conditions are of commercial significance in addition to the purely operational advantages. An example is market acceptance of gene technology. It is therefore important to use a broad range of methods to evaluate the commercial and socio-economic potentials for the application of biotechnology in the non-food and feed areas. The seven product areas named in the strategy all show promise in terms of market, added value, export opportunities, employment and environment. Research requirements If Denmark is to retain its competitive edge and become internationally leading in the non-food and feed areas, it will be necessary to invest in research and development in the following crossdisciplinary areas: Biotechnological processes. Eco-efficient production and conversion of biomass. Genomics and functional genomics in feed crops combined with nutrigenomics in livestock. The upscaling of promising research results from laboratory scale to pilot-scale studies. High-quality products, including optimisation of composition. Ethical, social and commercial aspects. 20 Værditilvækst og bedre miljø

22 A research initiative in these areas is crucial for the future development of primary agriculture and industry and for the knowledge base on which the authorities can base their policies. The strategy identifies several visionary action areas and highlights specific research requirements within seven product areas. Part II of the strategy specifies the research requirements in the individual product areas and there are many examples of how biotechnology now and in the future can add value to the development of new and improved non-food and feed products. Recommendations The general aim of the strategy is to identify the most promising action areas, where biotech research can contribute to new and improved products in the non-food and animal feed sector. The strategy describes the social benefits that can be achieved and includes guidelines for the organisation of the research action. Værditilvækst og bedre miljø 21

23 Based on the seven technical reports in Part II of the strategy and the deliberations, assessments and the general prioritisation of actions, the Steering Committee recommends the following: Recommendation 1 A Danish biotech research initiative should be initiated to promote the development of eco-friendly and competitive production systems in order to optimise the development and use of the biological resources for non-food and feed purposes. Recommendation 2 The development of new products and biotechnological process technologies, including upscaling, must take ethical, working environment and affects on human health issues into account. Recommendation 3 The biotech research initiative should be converted to production and export of knowledge, products and technology so the commercial and socio-economic potentials can be fully utilized. Recommendation 4 Biotech research and skills development should also focus on their application in developing countries and in development and aid projects. Recommendation 5 Research should be formalised in research groups with responsibilities and obligations within specific areas of expertise and should be ensured the necessary scientific expertise, leadership abilities and resources for effective project management. Recommendation 6 Socio-scientific and humanistic research aspects should be an integral part of the biotech research programmes. Recommendation 7 The biotech research environments should participate in the supervision of MSc and PhD students. Recommendation 8 The active participation of Denmark in EU framework programmes should be ensured, including the ERA-NET scheme on the use of renewable resources. Recommendation 9 The biotech research effort should be coordinated across the relevant government departments and the Danish research council system. Recommendation 10 In order to realise the vision of the strategy, a public investment of 70 million DKK per year for the next 10 years is recommended. 22 Værditilvækst og bedre miljø

24 Del I Værditilvækst og bedre miljø med produkter baseret på biologisk nonfood og foder Baggrund og afgrænsning Det Rådgivende Udvalg for Fødevareforskning (RUFF) nedsatte på baggrund af rapporten Sunde, sikre og velsmagende fødevarer gennem bioteknologi en bioteknologisk forskningsstrategi for fødevareområdet en styregruppe, der fik til opgave at udarbejde en bioteknologisk forskningsstrategi på nonfood- og foderområdet. Styregruppen blev sammensat af forskere og forskningskyndige repræsentanter fra Det Rådgivende Udvalg for Fødevareforskning, universitets- og sektorforskningen samt fra organisationer og erhvervsvirksomheder. Styregruppen bestod af: Arne Jensen, Det Rådgivende Udvalg for Fødevareforskning (formand) Lene Lange, Det Rådgivende Udvalg for Fødevareforskning Bruno Sander Nielsen, Landbrugsraadet (næstformand) Ole Hansen, Danisco Merete Ruager, Dansk Erhvervsgartnerforening erstattet af Helle Græsted (aug. 2005) Torger Børresen, Danmarks Fiskeriundersøgelser Anne Meyer, Danmarks Tekniske Universitet Jens Aage Hansen, Aalborg Universitet Peter Sandøe, Den Kgl. Veterinær- og Landbohøjskole Jens Stougaard Jensen, Aarhus Universitet Erik Steen Jensen, Forskningscenter Risø Uffe Jørgensen, Danmarks Jordbrugsforskning Sekretariat: Karen Munch Mortensen, Direktoratet for FødevareErhverv Knud Bjerre, Direktoratet for FødevareErhverv Videnskabsjournalist Rolf Haugaard Nielsen har deltaget i den endelige redigering af strategien. Med udgangspunkt i kommissoriet har styregruppen beskæftiget sig med udviklingsmulighederne for den bioteknologiske forskning og innovation i hele produktionskæden på nonfood- og foderområdet. Kommissoriet er gengivet i bilag I. Styregruppen besluttede at tage produkter som udgangspunkt i stedet for den traditionelle tilgang fra råvarerne og nedsatte på den baggrund syv produktorienterede arbejdsgrupper: Værditilvækst og bedre miljø 23

25 1. Bioenergi (biogas, biobrint, biodiesel, bioethanol, faste biobrændsler, mv.) 2. Biobaserede materialer (biokompositter, biobyggematerialer, bioplast, papir, skind og pels mv.) 3. Makrokomponenter (olier, stivelse, proteiner, pectin, cellulose, chitosan og lignin mv.) 4. Mikrokomponenter og finkemikalier (biomedicin, biopesticider, enzymer mv.) 5. Planter og mikroorganismer til miljøformål (jord- og vandrensning mv.) 6. Planter til rekreative formål inklusive prydplanter og frø 7. Foder Arbejdsgrupperne blev sammensat med bred repræsentation fra universiteter, sektorforskning, erhvervsorganisationer og virksomheder. Hver gruppe har indenfor deres produktområde udarbejdet en faglig rapport, der indeholder: Beskrivelse og afgrænsning; forskningsstatus og potentiale; etiske og miljømæssige aspekter; erhvervs- og beskæftigelsesmæssige potentialer; strategiske indsatsområder; vision; anbefalinger og perspektivering. De syv faglige rapporter fra arbejdsgrupperne udgør del II af strategien, og har dannet grundlag for beskrivelser, perspektivering og anbefalinger mv. i del I. Sammensætning af arbejdsgrupperne fremgår af bilag II. 1 Introduktion Produkter fremstillet ved hjælp af bioteknologi møder vi alle i hverdagen - måske uden at vide det. Mange kendte produkter som biogas, stivelse, græs, prydplanter og bioethanol har altid været produceret med bioteknologiske metoder, og uden bioteknologi ville vi ikke have mange af de produkter, som vi kender i dag. 24 Værditilvækst og bedre miljø

26 I fremtiden vil bioteknologien få en endnu større rolle i hele jordbrugssektoren og fødevareproduktionen i takt med, at der udvikles nye bioteknologiske metoder og værktøjer. Anvendelse af bioteknologiske metoder i nonfood- og foderproduktion vil skabe større værditilvækst og nytteværdi for samfundet. Ikke alene kan man ved hjælp af bioteknologi fremstille bedre produkter, men varerne kan tillige produceres med en mindre miljøbelastning og i et bedre arbejdsmiljø. Med anvendelse af bioteknologi kan nye nonfoodog foderprodukter meget bedre leve op til forbrugernes krav og samfundets behov. Hvis Danmark fortsat skal være førende i verden indenfor jordbruget og fødevareområdet, er det vigtigt at satse på videreudvikling af bioteknologiens muligheder. For at fastholde eksisterende danske arbejdspladser og skabe nye er det afgørende, at der satses på grundforskning, uddannelse af kandidater og forskere samt på en højteknologisk produktion baseret på bioteknologi. Bioteknologien kan bidrage til en integreret udnyttelse af en given råvare eller afgrøde, så man samtidig producerer fødevarer, foder, nonfoodprodukter og energi. På den måde kan samfundet opnå en ressourcemæssig og økonomisk optimal produktion. Bioteknologi defineres i denne strategi således: Teknologi og processer baseret på anvendelsen af levende celler, organismer, enzymer eller andre biologisk aktive stoffer til fremstilling af fødevarer, nonfoodprodukter og foder. Biomassen kan ud over bioteknologiske processer også forarbejdes til de ønskede produkter med kemiske og fysiske metoder. 1.1 Formål Med udgangspunkt i en vision for den bioteknologiske forskning på nonfood- og foderområdet er det strategiens mål at fremme udforskningen af biologiens muligheder og vise disse potentialers nytte i nye perspektiver. Målsætningen er, at nonfood- og foderområdet bliver en integreret del af og et højt prioriteret område indenfor den bioteknologiske forskning i Danmark. Forskningsstrategien vil styrke samspillet i innovationen mellem jordbruget, nonfooderhvervene og den bioteknologiske industri. På nonfoodområdet skal strategien: Bidrage til en bæredygtig og etisk forsvarlig produktion af nye, sikre og bedre nonfoodprodukter til gavn for befolkning og erhverv Styrke videngrundlaget for myndighedsberedskabet på nonfoodområdet Afdække relevante risikofaktorer i forbindelse med anvendelse af bioteknologi indenfor nonfoodproduktioner Værditilvækst og bedre miljø 25

27 Sikre at Danmark gennem forskning og innovation fastholder positionen som teknologiførende indenfor jordbrugs- og fødevareforskningen På foderområdet skal strategien: Bidrage til at sikre kvaliteten og konkurrenceevnen i den danske animalske produktion. Forbedre foderets ernæringsmæssige egenskaber både i forhold til sundhed for mennesker og husdyr og i forhold til miljøpåvirkningen Udvikle robuste foderafgrøder med en høj grad af resistens overfor sygdomme og skadedyr samt tolerance overfor abiotisk stress Fremme en høj næringsstofudnyttelse Den primære målgruppe for strategien er politikere samt relevante offentlige myndigheder herunder Det Strategiske Forskningsråd der medvirker til prioriteringer af offentlige forskningsmidler på bioteknologi-, jordbrugs- og nonfoodområdet. Med målgruppen for øje angiver strategien pejlemærker for den fremtidige satsning på områderne: Jordbrug, gartneri, akvakultur og fiskeri med følgeindustrier, den bioteknologiske industri, nonfoodindustrien samt det videnbaserede myndighedsberedskab. 2 Vision Vision Danmark som en af verdens førende nationer, hvad angår forskning, innovation og bæredygtig produktion af biologisk baserede nonfoodprodukter og foder. 26 Værditilvækst og bedre miljø

28 Der udvikles nye biomasseressourcer og teknologier til omsætning og forædling af disse. Biomassen udnyttes optimalt i nye produkter af højeste kvalitet og markedsværdi produkter, som skåner ressourcer og miljø mest muligt, og som er til gavn for befolkningens velfærd og livskvalitet. Den højteknologiske udvikling i Danmark baseret på biologisk produktion danner grundlag for en betydelig eksport af produkter, viden og teknologi til bæredygtig anvendelse i fremtidens videnbaserede samfund i den øvrige del af hele verdenen. Visionen skal ses i en større sammenhængende helhed, hvori der indgår både sunde og sikre fødevarer, biologisk baserede nonfoodprodukter samt foder og energi. Visionen virkeliggøres ved helhedstænkning igennem hele kæden fra forskning og innovation over produktudvikling og produktion til markedsføring, salg, forbrug og affaldshåndtering. Målet er at opnå størst mulig værditilvækst gennem en optimal udnyttelse af en given biologisk råvare eller afgrøde til produktion af fødevarer, foder, nonfoodprodukter og energi. En samlet miljøvurdering af alle produkterne over hele deres livscyklus er et centralt element i forskningen. Figur 2.1: Integreret udnyttelse af biomasse og sidestrømme fra jordbrug, akvakultur, gartneri, fiskeri og industri. Planter og mikroorganismer til miljøformål Planter til rekreative formål Biomaterialer Polymerer, fibre og kompositter, skind Planteproduktion, biomasse Foder Animalsk produktion Biogasanlæg Bioraffinaderi Gyllese parering Makro- og mikrokomponenter Enzymer, polysaccarider til tekniske og farmaceutiske anvendelser Bioenergi Biogas, bioethanol, brint, biodiesel og faste biobrændsler Værditilvækst og bedre miljø 27

29 3 Perspektiver En koordineret bioteknologisk forskningsindsats kan sikre det danske samfund en fremtrædende international placering forskningsmæssigt og erhvervsmæssigt. Strategien vil gøre danske forskningsinstitutioner til endnu mere interessante samarbejdspartnere for udenlandske institutioner, og danske virksomheder vil opnå en styrket konkurrenceevne i den hastigt voksende globale efterspørgsel på multifunktionelle, optimale løsninger på samfundets miljø- og ressourcemæssige udfordringer. Allerede i dag har danske virksomheder opbygget betydelige forskningskompetencer på en række bioteknologiske og molekylærbiologiske områder, som knytter sig til agroindustriel produktion. Danmark har et stort antal bioteknologiske virksomheder set i forhold til landets størrelse, og mange af virksomhederne er stærkt funderet inden for områder som ingrediensproduktion, starterkulturer og enzymer samt planteforædling. Danske virksomheder er på flere områder førende på verdensmarkedet med produkter baseret på bioteknologiske metoder og processer. Danske virksomheder er med i hele spændet inden for planteproduktion, animalsk produktion og fødevareindustri altså både i de primære sektorer, forædlingen, forarbejdningen og på ingredienssiden og der satses meget kraftigt på udvikling af nye produkter, der lever op til forbrugernes ønsker. Danmark har således et godt udgangspunkt for bioteknologisk forskning og dens anvendelse indenfor fremstilling af biologisk baserede nonfoodprodukter og foder. Bioteknologisk viden, metoder og værktøjer giver synergieffekt mellem de tre produktkategorier fødevarer, foder og nonfoodprodukter, som bør udnyttes fuldt ud. Der er meget store erhvervsmæssige potentialer ved en bioteknologisk forskningsindsats på nonfoodområdet samtidig med, at øget anvendelse af bioteknologi i jordbruget kan bidrage til løsning af nogle af samfundets store miljømæssige udfordringer, herunder anvendelse og nyttiggørelse af affald og sidestrømme. 28 Værditilvækst og bedre miljø