Blockchain voor agrifood: op weg naar opschaling

Blockchain voor agrifood: van hype naar infrastructuur

De Nederlandse agrifood-sector staat voor grote uitdagingen. Boeren, tuinders en ketenpartijen staan onder grote druk om te verduurzamen en hun verduurzamingsinspanningen te verantwoorden. Consumenten willen meer weten over de herkomst en kwaliteit van voedsel. Het omgaan met deze uitdagingen vraagt innovatie en daarbij hoort ook de inzet van innovatieve technologieën zoals blockchain.

Blockchain krijgt veel belangstelling door zijn potentie om het vertrouwensprobleem op te lossen in allerlei transacties. In 2016 werd al verwacht dat blockchain-technologie van grote betekenis ging zijn, ook voor de agrifood-sector. Wereldwijd zien we blockchain-initiatieven opbloeien. Internationale organisaties zoals FAO en WTO besteden veel aandacht aan de technologie, en ook in Nederland wordt er volop aandacht besteed aan de potenties van blockchain, zowel door overheid als door bedrijfsleven. Binnen het LNV-programma ‘Blockchain voor agrifood’, het Publiek Private Samenwerkingsproject (PPS) ‘Blockchain: Automated Compliance in Agrifood ketens’, en de Strike Two-gemeenschap worden blockchains breed verkend en wordt geëxperimenteerd met verschillende usecases. Samenwerkingsverbanden zoals de Dutch Blockchain Coalition (DBC) zijn opgericht met als doel een veilige en betrouwbare infrastructuur voor blockchain-toepassingen te creëren.

Het speelveld van blockchain-toepassingen

Blockchain is een verzameling van informatietechnologieën en afspraken die het mogelijk maakt om in een netwerk van mensen en organisaties een gezamenlijk gedeeld datasysteem bij te houden. Vaak wordt deze techniek dan ook Distributed Ledger Technology (DLT) genoemd, een wat algemener begrip dan blockchain. Belangrijke aantekening daarbij is dat het hier niet alleen gaat om een gedistribueerd systeem, maar ook om een autonoom systeem. Het systeem is niet aan te passen of te stoppen. Dat is een wezenlijk kenmerk van de blockchain-technologie.

Het speelveld van blockchain bestaat uit verschillende IT- en economische domeinen. Blockchain is in essentie een informatietechnologie voor de uitwisseling van data en informatie tussen verschillende partijen. Het speelveld van blockchain-toepassingen behelst drie sub-datawerelden vanuit automatisering, data science en de economie van data. Figuur 1 geeft de belangrijkste aspecten weer die bij een blockchain-toepassingen een rol spelen.

De term wordt niet alleen voor grootboeken (ledgers) gebruikt, maar ook voor applicaties in het algemeen. Het gaat eigenlijk altijd wel over min of meer autonome software-systemen die door verschillende organisaties worden gehost. Het is logisch gezien één systeem, dat decentraal draait.

De blockchain-toepassingen vertonen niet heel veel gezamenlijke kenmerken, behalve dat elke blockchain-toepassing uit drie lagen bestaat:

• Blockchain-technologieën: gedeeld grootboek (gedistribueerd ledger) + consensus mechanisme + cryptografie
• Blockchain-governance: wie bepaalt wat er in het ledger komt te staan, keuze voor het type blockchain en platformen, toegang tot en rechten in de blockchain-ledger
• Blockchain-ecosysteem: samenwerkende spelers met verschillende belangen, interesse en rollen, en verwachte uitkomsten.

Welke thema's en onderwerpen leven er?

De beleidsmatige en strategische relevantie van blockchain voor agrifood zit in de volgende onderwerpen:

• Transparantie in duurzaamheid en bijdrage aan klimaatdoelen en kringlooplandbouw (monitoring van de KPIs in duurzaamheid, emissies, gesteldheid van bodem, water, en lucht, fraudepreventie en fraudebestrijding in bijvoorbeeld mesttransport)
• Traceerbaarheid voor voedselveiligheid en ketenoptimalisatie (tijdige terugroepacties bij calamiteiten, vermindering van voedselverspilling)
• Informatie voor consumenten (herkomst en kwaliteit van voedsel, eerlijke prijzen voor voedselproducten, gezondheid, klimaatimpact en bijdrage aan klimaatdoelen)
• De positie van boeren en verdienmodellen in de data-economie (toegang tot data-infrastructuren, governance, regelgeving over data-uitwisseling).

Waar staan we? - Het huidige landschap

Blockchain werd eerst vooral gezien als fin-tech en kreeg veel aandacht in de financiële sectoren. Banken en verzekeringsmaatschappijen waren de eerste branches die ermee experimenteerden. De sectoren logistiek en energie volgden snel. Sinds 2017 is de aandacht voor blockchain ook snel gegroeid in agrifood. Inmiddels zijn de kansen en uitdagingen van blockchain voor agrifood in verschillende rapporten en een groot aantal academische papers en reviews beschreven (zie bijvoorbeeld Sylvester 2019, Motta et al. 2020, Tiwari 2020, Sendros, Drosatos et al. 2022).

Terwijl het aantal usecases in agrifood in 2017 nog op de vingers van een hand te tellen was, zien we een explosieve groei in het aantal en de diversiteit van blockchain-toepassingen in 2020, en deze trend is doorgezet na 2021. Er zijn inmiddels meer dan 40 blockchain-platformen te vinden die actief zijn in agrifood. In de eerdere studie hadden we al meer dan 35 usecases gevonden die voorbij de fase van Proof of Concept (PoC) zijn. Een groot aantal was ook in de uitrolfase. In figuur 2 is de geografische verdeling weergegeven. De thematische verdeling is weergegeven in figuur 3.

Kansen en uitdagingen

Op basis van de literatuur zijn de kansen van blockchain voor agrifood samengevat in Tabel 1. In verschillende usecases wordt blockchain gezien als ‘the single layer of truth’ (‘de enige bron van waarheid’) waarmee de transparantie en traceerbaarheid in agrifoodketens verbeterd kan worden. Dit zien we vooral in de toepassingen in de categorie ‘ketenoptimalisatie’. In de sfeer van milieu en klimaat is echter de nutsvoorziening oftewel tokens een belangrijke factor die nieuwe business- en governance-modellen mogelijk maken.

Het toepassen van innovatieve technologieën gaat zelden zonder weerstand en tegenwerkingen. Blockchain is nog redelijk nieuw en staat in vele opzichten in kinderschoenen. Zowel technologisch als organisatorisch zijn er veel uitdagingen en knelpunten.

De technologische uitdagingen voor blockchain zijn veel besproken in de technische en academische onderzoeken (Upadhyay 2020). De organisatorische uitdagingen hebben veel te maken met governance - het is vaak maatwerk voor elke toepassing. In de juridische sfeer ontstaan er ook veel discussies over de aanvaarbaarheid als normatieve technologie (Schellekens et al. 2019). Een belangrijke consensus rondom de uitdaging is dat het zowel technisch als organisatorisch ingewikkeld is. Zo zijn smart contracts niet te begrijpen of te controleren zonder specialistische kennis, en het inhuren van zulke kennis is kostbaar, terwijl het riskant is om erop te vertrouwen dat het contract doet wat de ontwikkelaar zegt.

De belangrijkste uitdagingen in het toepassen van blockchain voor agrifood zijn:

• Omgaan met de complexiteit en governance van de technologie: Het is vaak onduidelijk wat men precies onder blockchain verstaat. Er zijn verschillende types blockchains en verschillende aspecten van blockchain-toepassingen.
• Doorbreken van het kip-en-eiprobleem: De vermeende/verwachte voordelen van blockchain lopen sterk uiteen. Ze zijn lastig te bewijzen zolang men niet serieus wil investeren in geld en tijd, en procesveranderingen. Zonder bewijs is het voor velen weer lastig zich te committeren aan het blockchain-project.
• Verbinden blockchain met bestaande databases en legacy-systemen: Op dit moment hebben boeren en tuinders al te maken met een lappendeken van digitale platformen. Het is onduidelijk wat blockchain nog toevoegt.

Op weg naar de opschaling

Bij het toepassen van innovatieve technologie is er een belangrijke rol voor de overheid om initiatieven en experimenten die bijdragen aan het bereiken van maatschappelijke doelen te bevorderen en wederzijds leren tussen verschillende experimenten te faciliteren. Daarnaast is publiek private samenwerking (PPS) essentieel voor de brede toepassing en adoptie. Het verdient ook aanbeveling om bestaande usecases met werkende prototypes en ecosystemen te ondersteunen en te stimuleren voor opschaling. In het bijzonder moet de overheid de ontwikkeling van standaarden stimuleren voor het definiëren van data en usecases. Het gebruik van standaarden is belangrijk voor de interoperabiliteit tussen blockchaintoepassingen en efficiënte gegevensuitwisseling tussen verschillende blockchains.

Het verdient aanbeveling voor de overheid om vanuit beleidsinstrumentarium zoals binnen het Actieprogramma Digitalisering usecases te ondersteunen en stimuleren met onderzoek en ontwikkelcapaciteit, met name in de verdere ontwikkeling van voorbeeld usecases met werkende prototypes zoals FarmDataWallet, Flori-Chain en AGF-Chain.

Hierin moet aandacht besteed worden aan de volgende aspecten:

• Het stimuleren van gebruik van standaardberichten (bijvoorbeeld e-Lab in de usecase AGF-Chain), koppelvlakken tussen verschillende systemen (met name tussen RVO, NVWA, CTGB, e-CertNL, en teelregistratiesystemen zoals CropVision en Dacom Farm Intelligence)
• Het verlagen van certificeringskosten (audit, inspectie, data-accreditatie en validatie) voor telers en andere partijen in de agrifood-ketens door gebruik te maken van AI voor datavalidatie
• Het demonstreren van de werking van blockchain (‘playgrounds’) en het identificeren van blokkades voor boeren en andere partijen in hun digitale transitie naar de data-economie
• Ethische knelpunten voorkomen door goede governance-afspraken te maken
• Het ontwikkelen van een accreditatie- en validatiesysteem voor blockchain-data (‘Oracle’).

Het implementeren van blockchaintoepassingen gaat gepaard met vele technologische en organisatorische veranderingen die nodig zijn voor een transparantere en efficiëntere samenwerking. Zoals velen hebben geconcludeerd is het complex. Toch zijn er concrete stappen te zetten om de potentie daarvan te benutten voor een duurzame agrifood. Het is aan ons allemaal om het gewenste resultaat te bereiken.