IDアメリカ
ハムザ・アフメッド
IDグループはIT企業ですが、鳥取県に拠点を持つ特例子会社の愛ファクトリーが全天候型植物工場を運営しています。今回は、農業をテーマに執筆していきます。
農業は、人類の歴史において最も古い職業の一つです。文明の大部分の歴史において、農業は社会の基盤となり、かつては人口の80%以上が農業に従事していた時代もありました。歴史上の多くの重要な技術革新は、農業の生産性向上の必要性から生まれました。1800年代の初期の機械式コンピューターも、農作物の収量を計算するツールとして構想されていました。
しかし、過去100年の間に、技術革新と産業化が進んだことで、農業における手作業の必要性は大幅に減少しました。現在、農業に従事する人口は全体の2%未満となり、その結果、多くの人々が農業の重要性を過小評価するようになりました。しかし、農業の革新は決して止まっていません。世界人口が増加し続ける中で、より効率的な食糧生産の必要性は高まり続けています。
その革新の一つが「垂直農業」です。この概念は、2010年代後半に広く注目を集め、大規模な投資と期待を集めました。しかし、期待とは裏腹に、この業界はその後大きな課題に直面しています。本コラムでは、垂直農業のメリットを探るとともに、その衰退を招いた要因を分析します。
垂直農業とは？
その名の通り、垂直農業とは、従来の農地が横に広がるのに対し、作物を上方向に栽培する手法です。例えば、都市の中心にそびえ立つ高層ビルの内部で、作物が地上階から屋上まで積み重ねられた層ごとに栽培される様子を想像してみてください。垂直農場では自然光に頼るのではなく、人工照明と精密な気候制御を活用し、最適な生育環境を維持します。さらに、従来の土壌を使用せず、水耕栽培を採用するケースが多いです。水耕栽培とは、ミネラルを含んだ水溶液から直接植物に必要な栄養素を供給する技術です。一見すると、近年生まれた革新的な農法のように思える垂直農業ですが、その概念自体は歴史的なルーツを持っています。最も古い例の一つは、約2,500年前のバビロンの空中庭園にまで遡ります。
空中庭園では、先進的な灌漑技術と植物の戦略的配置によって、最適な成長環境が実現されていました。また、1600年代にはオランダやフランスの農家が、作物を垂直な壁面に配置し、限られた空間を最大限に活用する手法を取り入れていました。これらの歴史的な事例が、現在のハイテクな垂直農場の基盤を築いたのです。
垂直農業の利点
垂直農業は、従来の農業に比べていくつかの重要な利点を提供します。- 効率的な土地利用：従来の農場は限られた土地に依存しており、生産性を向上させるためには農地を拡大する必要があります。そのため、農場は都市部から離れた場所に作られることが多いです。一方、垂直農業は、作物を積み重ねて栽培することで、より小さな面積内で生産性を最大化し、都市近郊に農場を設立することを可能にします。
- 物流コストの削減：垂直農場は都市部に設置できるため、供給チェーンを短縮し、輸送コストや長期保存の必要性を減らすことができます。現在、多くの作物は長距離輸送に耐えるための処理を施されますが、地元の垂直農場ではそのような処理が不要になり、より新鮮な農産物を、保存料を少なくして提供することができます。
- 気候制御と年間通じた生産：従来の農場は干ばつや洪水、ハリケーンなどの自然災害に弱いですが、垂直農場は制御された環境内で運営されるため、外部の天候条件に影響されず、年間を通じて最適な生育条件を維持できます。また、自然光に依存しないため、24時間365日運営することができ、効率と収穫量の向上が期待できます。
- 立地の柔軟性：従来の農業では、肥沃な土壌や安定した水源、労働力が必要となり、場所選定が複雑で高コストになることが多いです。垂直農業は、安定した水源さえあれば、多くの制約を排除し、人口密度の高い地域に労働力を確保しながら設置可能です。
- 環境の持続可能性：従来の農業は、森林伐採や土壌の劣化を引き起こし、環境に悪影響を与えることがあります。一方、垂直農業は土地の利用を最小限に抑えることができるので、自然生態系を守ることができます。また、従来の農業に比べて、最大98%の水と99%の土地を節約し、最大240倍の収穫量を得ることができる可能性があります。さらに、植物の成長に使用する材料は、環境に優しい設計が可能であり、エコロジカル・フットプリントの削減にも貢献します。
垂直農業の市場価値
その多くの利点を考慮すると、垂直農業は農業を革命的に変える可能性があると考えられていました。このビジョンを共有する投資家たちは、急速な市場成長と業界への大規模な投資を促進しました。2020年、垂直農業は資金調達と市場の熱狂のピークを迎え、ヨーロッパでは投資額が5億ポンドを超え、アメリカでは連邦政府が約4,000万ドルをこの業界の支援に割り当てました。この時点で、垂直農業の世界市場は約60億ドルと評価され、今後も急速に成長すると予測されていました。
この熱気により、15社以上のスタートアップ企業が垂直農業に参入し、それぞれが1億ドル以上の評価を受けました。投資家たちは、垂直農業が従来の農業を変革し、世界的な食糧安全保障の課題に対応する可能性を見ていました。
しかし、状況は劇的に変化しました。2023年までの間に、垂直農業への投資は急落し、ヨーロッパの資金調達は、わずか1億ポンドを超える程度となりました。かつて有望だった多くのスタートアップ企業は、財政的な困難に直面し、いくつかの企業は破産したり、事業規模を大幅に縮小したりしました。この下降の原因は何だったのでしょうか。
垂直農業の課題
垂直農業の利点は魅力的ですが、いくつかの課題があり、現在のところビジネスモデルとしては財政的に実現不可能な面が多いです。
- 高い初期投資
従来の農業と比較して、垂直農業は非常に高い初期投資が必要です。これらの農場は通常、都市部に近い場所に設立されるため、土地面積は小さいです。しかし、少ないスペースにもかかわらず、コストは農村部の農地よりも高くなることが多いです。土地を安価に取得できた場合でも、水耕栽培システム、LED照明、先進的な気候制御システムなど、垂直農業に必要な特殊な設備が追加の費用がかかります。垂直農業は、これらのインフラ整備だけで、作物を生産する前から多大なコストがかかる事業となります。
- 高い運営コスト
垂直農場の運営は、従来の農場よりもはるかに高額です。従来の農場では、低賃金の労働力に頼ることができますが、垂直農場では農業科学、化学、工学の専門家が必要となり、高給与の職業が多くコストを増加させます。制御された環境を維持することも課題であり、温度、湿度、CO2レベルを安定させるには、大量のエネルギーを消費し、高価な気候制御システムが必要です。
照明も大きなコストとなります。垂直農場は、屋内で運営されるため、完全に人工照明に依存しています。LED育成灯は効率的ですが、多くの電力を消費するため、これらの農場は非常にエネルギー負荷が高くなります。実際、場合によっては、垂直農場の総エネルギー消費量が、従来の農業よりも環境に優しくない場合もあります。
- 限られた作物の種類
垂直農業の最大の制限の一つは、生産できる作物の範囲が限られていることです。ほとんどの垂直農場は、レタスやホウレンソウ、ハーブなどの葉物野菜に特化しています。これは、水耕栽培システムが、速く成長し、構造的な支えをほとんど必要とせず、高収量を得られる作物に適しているためです。小麦や米、トウモロコシのような大きな作物は、サイズ、重量、栽培条件から垂直農業には適していません。この制限は、垂直農業が世界の食糧供給チェーンに与える影響を制約しています。
- 高い参入障壁
垂直農場を立ち上げるには、広範な技術的専門知識が必要であり、新規参入者が業界に入りにくいです。従来の農家も農業知識を持つ必要がありますが、従来の農場を立ち上げることは通常、土地さえあれば比較的容易です。それに対して、垂直農業は、水耕栽培、気候制御、自動化の専門知識を要求し、参入障壁は高くなります。
- 持続不可能なコストと市場の崩壊
垂直農業に伴う高いコストは、従来の農業と競争する上での障壁となっています。多くの場合、垂直農場で栽培されたレタスの1キロあたりのコストは、従来の農業で栽培されたレタスよりも高く、輸送や保存などの費用も含めると、さらにその差は広がります。そのため、垂直農業企業は、利益を上げることができず、深刻な財政的損失を出しています。
2023年までに、この業界への投資は90%近く減少し、多くの垂直農業企業が閉鎖されるか、大幅に事業を縮小しました。現在では、数社の企業が残るのみで、業界は、これらの根本的な課題を克服する方法を模索しています。
垂直農業の技術革新とコスト削減
垂直農業業界は、立ち上がりに苦しんでいるものの、そのコンセプト自体には依然として大きな可能性が秘められています。利点は明確であり、多くの課題は実現可能性ではなく、コストに起因しています。高コストの主な理由の一つは、垂直農業に必要な専門的な設備です。この業界はまだ比較的新しいため、これらのシステムの製造は規模の経済に達しておらず、高価です。しかし、業界が成熟し、需要が増すことで、水耕栽培システム、LED照明、気候制御技術の生産コストは低下し、初期投資が減少する可能性があります。
エネルギー消費も大きな課題ですが、再生可能エネルギーの進展が状況を変える可能性があります。もし太陽光、風力、その他の持続可能なエネルギー源がより効率的で利用しやすくなれば、垂直農場の電力供給コストは大幅に下がるでしょう。そのような状況では、垂直農業は従来の農業よりも安価で環境に優しいものになる可能性があります。
労働コストも、オートメーションの進展によって低下する可能性があります。垂直農業の多くの側面—例えば、植え付け、監視、収穫—はすでに自動化されています。ロボティクスやAIの進んだ技術によって、人的労働の必要性が減少し、運営がよりコスト効率的になるでしょう。
しかし、最も難しい課題は、垂直農場で栽培できる作物の種類が限られていることです。水耕栽培は土壌管理を排除するため、害虫リスクを減少させ、失敗のポイントも減りますが、主に葉物野菜やハーブに適しており、主食である小麦、米、トウモロコシなどの栽培には不向きです。今後、作物の種類を拡大する革新的な技術が登場しない限り、垂直農業は、従来の農業の完全な代替ではなく、ニッチな解決策にとどまる可能性が高いです。
これらの課題があるにもかかわらず、垂直農業は決して失敗したアイデアではありません。真に実現可能になるためにはさらなる技術革新とコスト削減が必要な業界です。
最後に
投資家たちは当初、垂直農業が数年内に急速に成長すると予測していました。しかし、農業が現在の形になるまでに人類は1万年以上の時間を要しました。農業における革新的な変化が一夜にして実現することは考えにくいです。垂直農業がその完全な潜力を発揮するには、何年、場合によっては数十年かかるかもしれません。詳細な説明がなくても、多くの人々はおそらく垂直農業の姿を想像できるでしょう。このコンセプトはここ5年で広く注目を集め、いくつかの挫折を経験したものの、それでも未来の農業における魅力的なビジョンであり続けています。垂直農業は、時間の経過とともに、技術革新やより持続可能なエネルギーソリューションの進展によって、依然として世界の食料生産において重要な役割を果たす可能性があります。
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