Tại Việt Nam, cà phê là thức uống gần như không thể thiếu trong mỗi bữa sáng của mỗi người dân, đồng thời hạt cà phê cũng là loại nông sản mà Việt Nam thu về hơn 4 tỷ USD trong năm 2022 thông qua hoạt động xuất khẩu.

Còn trên thế giới, những người mê cà phê trên toàn cầu tiêu thụ hơn 400 tỷ ly cà phê mỗi ngày, ở nhà hoặc tại các quán cà phê nổi tiếng. Gần 10 tỷ tấn cà phê được sản xuất mỗi năm, chủ yếu tập trung ở những khu vực được biết đến dưới cái tên "Vành đai cà phê". Brazil, Việt Nam, Colombia, Indonesia và Ethiopia là năm nước sản xuất cà phê lớn nhất thế giới, chiếm hơn 70% tổng sản lượng toàn cầu.

Các trang trại quy mô nhỏ cung cấp khoảng 80% cà phê cho cả thế giới và khoảng 125 triệu người sống nhờ vào hoạt động sản xuất cà phê. Tuy nhiên, thức uống phổ biến này lại đang lâm nguy. Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC) đã dự báo khả năng sụt giảm diện tích những khu vực phù hợp để canh tác cà phê tới năm 2050.

Hoạt động sản xuất cà phê đang đứng trước những khó khăn do giảm diện tích. Tuy nhiên một lưu ý khác đến ngành cà phê là hoạt động canh tác cà phê lại liên quan tới phá rừng và khiến trái đất càng nóng lên thêm. Người ta phải bỏ đi nhiều cánh rừng nhiệt đới rộng lớn để đáp ứng nhu cầu cà phê ngày càng tăng và đảm bảo nhiệt độ tốt nhất cho cà phê sinh trưởng.

Theo World Resource Institute (WRI), gần 2 triệu héc-ta rừng bị thay thế bằng trang trại cà phê trong giai đoạn 2001-2015. Có hai phương pháp canh tác cà phê: trồng dưới bóng râm (hệ thống nông lâm kết hợp) vốn bền vững với môi trường và trồng dưới ánh mặt trời đòi hỏi phải phá bỏ rừng và gây ra tình trạng đất mất dinh dưỡng.

Nhiệt độ ở một vài nước dẫn đầu về sản xuất cà phê đã tăng lên. Ví dụ như Brazil, vốn là nước đứng đầu về sản xuất cà phê Arabica, đã chứng kiến nhiệt độ trung bình năm tăng 1,16°C trong giai đoạn 1971-2021.

Bên cạnh đó, để có được một ly cà phê thơm ngon đến tay người tiêu dùng, cà phê phải trải qua một quy trình sản xuất đòi hỏi khối lượng nước lớn trong suốt chu trình, ảnh hưởng các cộng đồng dân cư và hệ sinh thái địa phương ở những vùng có khó khăn về nước. Theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp (FAO), cần tới 140 lít nước để trồng đủ cà phê cho một ly cà phê. Từ rang xay tới pha chế, chuỗi cung ứng cà phê "ngốn" năng lượng, làm gia tăng lượng phát thải các-bon của ngành này.

Để vượt qua những vấn đề căng thẳng này, nhiều biện pháp thích ứng và giải pháp bền vững đang được áp dụng. Ví dụ, nông nghiệp tái tạo thông qua trồng xen vụ giúp nâng cao chất lượng và đa dạng sinh học của đất giúp ích cho sản lượng thu hoạch và chất lượng cà phê. Hướng đi này cũng hỗ trợ đảm bảo lâu dài cho người nông dân, vốn dễ bị ảnh hưởng bởi rủi ro khí hậu nhất, bằng cách đa dạng hóa sản phẩm đầu ra và nguồn thu nhập.

Ứng dụng nhiều biến thể giống cà phê, như thế hệ F1 của Arabica lai 1 và Coffea stenophylla2 có khả năng chống chịu tốt hơn với nhiệt độ cao, hạn hán và dịch bệnh cũng là một chiến lược thích ứng đầy hứa hẹn. Những biến thể như Liberica và Excelsa cũng mang đến cơ hội tạo ra giống cà phê mang lại lợi nhuận có thể trồng được ở vùng đất thấp hơn và trong điều kiện ấm hơn so với Arabica, những đặc tính cho thấy khả năng chống chịu với khí hậu tốt hơn so với Robusta.

Nhu cầu tìm kiếm cà phê bền vững đã kéo theo những ý tưởng sáng tạo như cà phê sản xuất trong phòng thí nghiệm và năng lượng từ rác thải. Ứng dụng nông nghiệp tế bào vào cà phê mở ra cơ hội để chế tạo tế bào cà phê trong phòng thí nghiệm. Ứng dụng này sẽ rất hữu ích trong các sản phẩm mang hương vị cà phê.

Tuy nhiên, để ứng dụng này đi vào thói quen tiêu thụ cà phê chính thống vẫn còn là câu hỏi mang tính xã hội đối với người tiêu dùng. Thêm nữa, nếu tước đi nhu cầu khỏi các trang trại nhỏ ở các khu vực đang phát triển có thể ảnh hưởng đến sinh kế của người dân.

Tận dụng rác thải từ cà phê bột là một lĩnh vực đầy hứa hẹn nhằm giảm thiểu rác thải ở các bãi tập kết. Kết hợp bã cà phê với polymer tạo ra vật liệu có thể dùng được trong ngành may mặc và ép bã cà phê thành khối có thể thay thế gỗ để đốt . Thêm nữa, các cơ hội cũng nảy nở trong lĩnh vực sản xuất năng lượng sinh học và vật liệu xây dựng từ ly cà phê.