本記事は Techonomyとの協力により掲載されたものです。
2014年に発表された、あまり注目されなかった分析で、データ大手のトムソン・ロイターは、2025年までに食料不足と価格変動は、どこでも過去のものになると発表した。しかし、どうしてそのようなことがありうるのだろうか。人口過剰、気候変動、降雨パターンの大きな変化、世界的な水不足、インドの農地を干上がらせているヒマラヤの氷河の消失など、近年耳にしてきた食料の欠乏と混乱に関する他の厳しい予測はどうなるのか。同社はこれらをすべて退け、植物を栽培する新技術が食料生産を拡大し、「80億人の世界人口を養い、従来の農業に影響を及ぼす環境変化を乗り越えることに役立つ」と予測した。分析はさらにこう続く。「2025年には、遺伝子組み換え作物が、成長を促進する特定の波長を発するエネルギー効率の高いLEDを用い、24時間の照明のもとで、屋内で迅速かつ安全に栽培されるようになる。」
トムソン・ロイターは、特許出願や科学論文の膨大なコレクションにデータサイエンスを適用し、これまで検出されていなかったパターンを抽出するという、やや専門的な手法によってこの結論に至った。しかし、食品科学者、ビジネスパーソン、テクノロジーを活用する農家からなる増え続ける集団が、すでにこの予測を現実のものにし始めている。Eri Hayashiは、現場に根ざして活動する日本人研究者であり、ここ3年間、世界各地の実際の屋内農場を訪問し、評価してきた。彼女が確信を持つまでには時間がかかったというが、「しかし今では、私たちが食料生産の新しい時代へと向かっていると本当に信じています」と彼女は語る。もう一つの兆候として、すでにこの分野を模索している企業には、アマゾン、スターバックス、ケロッグ、ターゲット、そして世界最大級の食品生産企業の多くが含まれている。
この衝撃的な新しい技術化された農業の形態は、地域によって呼び名が異なる。最も先進的な日本では、いわゆる「植物工場」が150以上すでに稼働しているとHayashi氏は報告している。次いで台湾が約30と、同氏は見積もっている。米国では「垂直農場」が約70あるとみられるが、相当の規模のものは約10にとどまると同氏は語る。しかし、そこには世界最大の単一施設であるGreen Sense Farmsも含まれ、同社はシカゴ近郊のインディアナ州ポーテージで、ルッコラ、コリアンダー、ケール、レタス、グリーンピースを商業栽培している。コロンビア大学の公衆衛生学・微生物学の名誉教授であるDickson Despommierは、米国での成長を後押しし、この産業に名称を与えるきっかけとなった2011年の著書『The Vertical Farm: Feeding the World in the 21st Century』を執筆した。活動が広く行われている欧州では、この現象は「シティファーム」として知られている。一方、複数の専門家がTechonomyに対し、中国がまもなく主導的地位を占めるだろうと語った。同国政府は、少なくとも3つの「農業パーク」、すなわち大規模な屋内栽培施設を静かに建設している。中国では食品品質をめぐる危機が相次いでおり、消費者にとって安全性と純度が最重要の関心事となっていて、屋内農場は前例のない品質管理と予測可能性を提供している。
大半の人々が、サラダはナイトクラブのように照らされた暗い部屋から届くかもしれないという考えをまだ理解していない一方で、この分野は花開きつつある。米国の垂直農場の多くは比較的新しい。「20年後には、1兆ドル規模の産業になるだろう」とデスポミエは語る。「その頃には、世界のほぼすべての都市に垂直農場があるだろう。」シンガポールは、政府の支援を受け、すでに4社が操業している状況で非常に速いペースで進んでおり、国土が限られ従来型の農業をする余地がほとんどないこの都市国家は、5年以内に「消費可能な野菜素材」の30%を屋内で生産するようになるとデスポミエは見込んでいる。
呼び方はどうであれ、屋内農場は違和感があり馴染みのない場所である。典型的には、赤色と青色の光がほとんどを占める照明の列の下で急速に成長する植物が、最大12段まで積み重ねられた照明付きの苗床に詰め込まれた、倉庫のような広大な空間である。栄養分に富んだ水が、各列の下のトレイを流れていく。その雰囲気は、半導体工場のクリーンルームに似ている。「農家」は白衣を着た技術者で、環境を調整し、成長を制御する電気・デジタルシステムを維持管理している。なかには、苗を定期的により大きな苗床へ自動で移動させ、わずかに異なる照明の下で植え替えや間隔の調整を行う自動コンベアを備えた農場さえある。フォートワース近郊で屋内農業用資材を供給するHort Americasのゼネラルマネージャーであり、オンラインメディアUrban Ag Newsの発行人でもあるChris Higginsはこう語る。「管理環境農業（彼が好んで使う名称）は、グラウンドホッグ・デーのようになりうる。毎日が同じ日であるような環境です。目標は、変数をできるだけ多く管理することなのです。」
AeroFarmsは、ニュージャージー州ニューアークの、雑然とした都市部の住宅街にある古い工場の、そびえ立つ鉄骨の骨組みの中に屋内農場を建設している。完成時には、Green Senseよりもさらに大きくなる。AeroFarmsは最近、他の投資家に加えてゴールドマン・サックスから数千万ドルを調達した。同社は2015年秋、長年の計画と開発を経て、より小規模な施設から生産物のShopRite Supermarketsへの出荷を開始し、まもなくホールフーズやその他の顧客への供給も始める予定である。「これはエンジニアリングと園芸とデータサイエンスが融合したものです」とCEOのDavid Rosenbergは語る。「ここにいるのは、MITで訓練を受けたコーダーです。彼らは、データを取り扱い、収量だけでなく味、食感、栄養密度まで最適化する方法を理解しています。機械工学者、構造工学者、照明工学者、プロセス工学者もいます。」
このような条件で栽培された農産物は、一般的に露地栽培の植物よりも早く成熟し、葉が多く、食感がよりシャキッとしており、味が優れ、かなり長く鮮度を保つ。年間を通じて生産でき、使用される水の量は、屋外で必要となる量のわずか2%にすぎない場合もある。
私たちは食料を栽培する新たな方法を切実に必要としている。世界の中間層が拡大するにつれ、マッキンゼーの試算では、2050年までに世界は、カロリーを70%多く生産し、農作物の総量を少なくとも100%多く生産しなければならない。一方、国際連合が支持した新たに発表された持続可能な開発目標は、極めて野心的な目標として、2030年までに「世界の食料不安」を完全に終わらせることを求めている。経済学者のJeffrey Sachsは、同目標の最大の提唱者であるが、最近、農業は「依然として気候変動と地球規模の汚染の第一の要因である」と語った。マッキンゼーは、農業は今日、5兆ドル規模の世界最大の産業であり、世界の消費支出の10%、雇用の40%、温室効果ガス排出量の30%を占めていると述べている（ただし、家畜によるメタンがかなりの部分を生み出している）。
栽培技術の大幅な向上なしに、今後必要となる増え続ける食料を生産する方法はない。幸いなことに、従来型の農業はすでに屋外で目覚ましい進歩を遂げている。例えば、カリフォルニアで栽培される葉物野菜の収量は、1990年代初頭以降、最大で10倍に増加した。その理由の一つは、農家がデータを活用して、畑で繁栄する植物を育てるための水、日光、肥料の正確な組み合わせを把握していることである。「コリアンダーを栽培する農家は、自分の農地用に300種類の異なる品種の種子カタログを持っているかもしれません」とUrban Ag NewsのHigginsは語る。「ある品種は農地の手前でよく育ち、別の品種は奥でよく育つということもあります。」しかし次のステップは、こうした管理を別の次元へと引き上げることである。照明の下での屋内植物栽培は数十年前から存在しているが、それを採算性をもって大規模に行うことは、なかなか実現しなかった。
しかし現在、この技術は急速に進歩している。画期的な進展はLED（発光ダイオード）によってもたらされた。LEDは、フィラメントを加熱する従来の白熱電球よりも、半導体に近い技術である。LEDは、光合成において最も重要な赤色と青色の光を、さまざまな方法で調整することができる。オランダのアイントホーフェンに本拠を置くフィリップスは、農業用照明の世界的リーダーとなっている。Cees Bijlは、フィリップスが「Horticultural LED Solutions」と呼ぶものを含む新興事業を統括している。「7〜8年前に私たちが行った重要なことは」と彼は説明する。「栽培者に単に照明を供給するのではなく、照明のレシピを含む完全なソリューションを供給することでした。現在では、特定の作物向けに波長を発するLEDを備えています。」LEDの効率も大幅に向上している。ゼネラル・エレクトリックのスペシャルティ照明部門のエンジニアリング・リーダーであるRobert Spivockはこう報告する。「2005年当時、青色LEDは1ワットあたり30ルーメン程度を出力していました。今では既製品で1ワットあたり最大130ルーメンを生み出せます。そのため、発生する光と、熱として失われる分との比率が飛躍的に向上しました。植物を焼くことなく、照明を植物の近くまで寄せることができます。」
LEDの進歩は、水中で植物を育てる水耕栽培システムの急速な改善（その一部は急成長している大麻産業によって推進されている）や、データ分析とシステム制御のためのソフトウェアの進歩と噛み合っている。屋内農家は現在、植物の成長速度、大きさ、特性に影響を与える変数の全範囲を、測定、記録、制御できるようになった。それは照明の色や強度だけでなく、栄養分、湿度、温度、二酸化炭素濃度など、多くの要因にわたる。しかし現実には、こうした変数のすべてが特定の植物にどのように影響するのかを、私たちはまだ理解し始めたばかりである。
Caleb Harperは、建築家としての訓練を受けた人物であり、MITメディアラボのOpen Agricultureイニシアチブを率いている。同イニシアチブは、Targetや、香港を拠点とする食品会社Lee Kum Keeなどの企業の支援を受けている。ハーパーは、「プログラミング・プランツ」と呼ばれうる管理型農業への全体論的アプローチの、おそらく最も声高で目立つ推進者となっている。彼は植物を、芸術家のパレットのようなものとみなしている。すなわち、無限に多様な方法で活用しうる一連の能力である。
彼に機会について語ってもらうのは簡単である。「『ああ、1965年のボルドーこそ最高だった！ などと誰かが言うとき、本当に言っているのは、その年の気候が私たちの好む味わいを生み出したということにすぎない。もし気候をキュレーションできれば、私たちが知る最高の気候を生み出せる。その年のあのボルドーを生み出した気候のように。しかし、それは自然には存在しない気候を試すこともできるということでもある。種子にすでに備わっている能力を活用できる。環境変数の組み合わせが、植物の特定の表現形質を生み出すために何をしているのかさえ、私たちは知らないのだ。」
Urban Ag NewsのChris Higginsも同意する。「遺伝子組み換えには頼らずに、植物の姿を再構築し始めることができるかもしれません。GMOは、誰もが嫌う言葉ですから。」例えば彼は、小麦は屋内で容易に栽培できない作物の一つだが、小麦を6インチの高さまで育てることができれば、可能になるかもしれないと語る。Higginsは、今日私たちが食べている植物は、長い時間をかけた選抜育種と交雑によって、例外なく劇的な改変を経てきたと説明する。「50年前には、ケールのサラダを楽しむことはできなかったでしょう」と彼は言う。「私たちは、より魅力的で食べやすくなる形質を、継続的に選び出してきたのです。」
「基礎生物学の理解は必要ないのです」とMITのハーパーは続ける。「ゲノミクスや遺伝子物理学は私のやることではありません。代わりに私は、遺伝子を発現させるフェノーム（表現型全体）を扱います。それは単に『現象（phenomena）』という意味です。気候をプログラムすると、それが今度は食べ物をプログラムするのです。望む作物ベースの表現を生み出すために、フェノームをプログラムしているのです。」
ただし、ハーパーにとって深く重要なことの一つは、有用な新品種の植物を育てるためのフェノーム的な「プログラム」が広く利用可能であることである。彼は、屋内農業の世界の多くを特徴づける秘密主義に困惑しており、それが世界に必要な進歩をより迅速に実現しうる協力関係を損なうと語る。彼は屋内農業技術を「オープンソース化」したいと考えている。これこそが、彼がこれを「Open」Agriculture（オープン農業）イニシアチブと呼ぶ理由である。彼の最も新しいパートナーの一人は、オープンソースのFirefoxブラウザの開発元であるモジラ財団の、長年の会長を務めたMitchell Bakerである。Bakerは、食品研究者が互いの革新の上により容易に構築できるようにする可能性のある知的財産の枠組みに取り組む予定である。
この分野を推進し、子どもたちを教育し、特定の植物品種向けの「プログラム」を開発するため、ハーパーはボストン地域の6つの中学校および高校から教師を募った。各教室には現在、ハーパーが「パーソナル・フード・コンピューター」と呼ぶもの、すなわち大規模な工場システムの小型版のような、テレビほどの大きさの密閉型栽培環境が備えられている。「箱の中で私たちは気候を作り出し、その気候がデジタル化されるのです」とハーパーは語る。「中学1年生のクラスが、気候をデスクトップにドラッグできるのです。」その後、それを共有することもできる。彼は、まもなくこうした小規模農場が広く利用可能になると確信している。その場合、私たちの多くが実験者となり、植物から新たな潜在的な食品や機能を引き出せるようになるかもしれない。3Dプリンターを格好いいと思っていたなら、これはさらにすごい話です！
屋内農業運動にとってのもう一つの課題は、その製品が「自然」なのか「オーガニック」なのか、あるいはそもそもそれが重要なのかという問題である。一部の認証機関は、水中の養分がオーガニックであれば、屋内で栽培された葉物野菜をオーガニックとして認めるようになったが、大半は依然として屋外の畑と本物の土壌を求めている。コロンビア大学の生物学者であり垂直農法の提唱者であるデスポミエは、そうした考え方にほとんど我慢がならない。「もし人々が、自然に栽培する唯一の方法は土を使うことだと言うのなら、農業は自然ではない、と言い切らなければなりません。農業を行うには、生態系を破壊しなければならないのです。そして私たちはそれを続ける余裕はありません。なぜなら、それが私たちの生命維持装置だからです。ですから、私たちは生命維持装置を修復し、食料を確保しなければなりません。そのためには、土地から離れることです。自然をそのままにしておけば、自ら修復するのです。」
屋内農業の説得力ある環境面の論拠は、トムソン・ロイターの予測を実現させる最大の要因となる可能性がある。デスポミエは、地球上のすべての都市が農産物の10%を屋内で生産すれば、34万平方マイルの農地を森林に戻すことができると試算している。さらにそれは、地球の大気中の二酸化炭素濃度を1980年当時の水準に戻すのに十分な量の二酸化炭素を吸収しうると彼は語る。屋内農業における水の節約は、ほかにも多くの重要な環境面での利点をもたらす。その一つは、世界の大きな災厄の一つである農業排水による水質汚染を減らすことである。
さらに、近くで栽培された、より新鮮で美味しい食べ物を、もしかすると自分の知り合いが育てたものを手にできる満足感もある。デトロイトのArtesian Farmsは、サラダ用葉物野菜の「Motown Mix」によって、すでに地域で注目を集めている。Corner Stalk Farmは、イーストボストンの駐車場に設置された5台の改造された輸送用コンテナで栽培している。ボストンを拠点とし、自ら屋内農業事業を立ち上げようとしている連続起業家のLisa Lillelundはこう語る。「これはクリーンテクノロジーが地域の食品運動を支えることを可能にしています。なんとすばらしい組み合わせでしょう。」
現在、起業家たちはあらゆる種類の種を、さまざまな分野に植えつつある。その幅は、消費者のキッチンに置くことを想定した冷蔵庫ほどの大きさの栽培環境を販売するGrove（Techonomy 2014に登壇した企業）から、AeroFarmsやGreen Sense Farmsといった、大規模に食料を生産するだけでなく、他者も同じことができるよう技術のライセンス供与を目指す企業までに及ぶ。（Green Senseはすでに中国・深圳の施設の建設を支援している。）Corner Stalkの駐車場の「農場」は、ボストンのFreight Farmsによっても作られたもので、同社は自己完結型のコンテナ式システム一式を販売する数社のうちの一社である。数日間の研修を受ければ、電源を接続し、ホースをつなぎ、種を入れて、すぐに始められる。
掲載は、世界経済フォーラムによる見解を支持するものではありません。
アジェンダの最新情報を把握するには 週刊ニュースレターをご購読ください。
執筆者：デイビッド・カークパトリックは、Techonomyの創業者、司会者、CEOである。
画像：垂直農場のタワーから新鮮な農産物を収穫する作業員。REUTERS/Edgar Su.
