垂直農法はかつて食料生産の未来として称賛されていましたが、多くのスタートアップは事業を拡大することも、黒字化することも、存続することさえもできずにいます。
サプライチェーン設計における根本的な非効率性と、高い運営コストの負担が原因です。
新たな研究は、垂直農法の経済的な実現可能性と、戦略的なサプライチェーン設計がいかに効率性と収益性を高めうるかに焦点を当てています。
つい最近まで、垂直農法は食料生産の未来として称賛されていました。それは、農業を都市中心部にもたらしうる革新的な手法と考えられていました。気候変動、干ばつ、農地の減少に対しても強いとされています。これは従来とは異なる栽培方法で、作物を屋内で育てるため、屋内農業とも呼ばれています。高層ビル内でLEDライトの下に並べられた植物の列を使い、年間を通じて新鮮な食品を提供し、水の使用量を抑え、農薬を不要にすることで、垂直農法は作物の生産方法を変革しうるものです。
水耕栽培、エアロポニックス、アクアポニックス、その他の生産方法のいずれによるものであれ、垂直農法は従来型農業の多くの欠点を軽減することができます。その欠点には、減少する耕作可能地への圧力、炭素排出、生物多様性に影響しうる自然生息地の喪失などが含まれます。垂直農法は農業由来の汚染の発生率を減らすことができるという証拠もあります。屋内農業は肥料への依存度がはるかに低いためです。そのため、この手法で栽培される食品の大半は、有害な化学物質への曝露が少ないことから、より高い安全性を備えることになります。さらに、垂直農法では土地を開墾する必要がなく、消費者の需要に近い都市部で導入することができます。一方、従来型農業は世界の森林破壊の80%を占めています。
こうした利点を認識し、政府や投資家はこの農業手法に大きな可能性を見出し、その拡大に数十億ドルが振り向けられました。水耕栽培など、さまざまな垂直農法技術を採用するスタートアップに多額の資金が注ぎ込まれました。2022年には、屋内垂直農法分野に24億ドルという多額の資金が集まりました。しかし、農業を再定義することを約束するこの新興農法を巡る投資と期待がこれほど高まったにもかかわらず、多くの事業は拡大することも、収益を維持することもできませんでした。農場は閉鎖され、投資家は手を引き、そして切実な問いが浮上しました。垂直農法はなぜ期待に応えられなかったのか、という問いです。
真の課題：技術ではなく経済性
垂直農法において更なる調査を要する主要な課題は、適切な立地を選定する際に、市場へのアクセスと生産資源を同時に評価できるかどうかという点です。米国の大半の都市では、複数の市場要因と生産要因に基づき、地域ごとに垂直農場を支える能力が異なります。立地分析では通常これらの要因を個別に評価しますが、垂直農場の運営者が需給両面の検討事項をバランスさせ、長期的な事業の存続可能性を確保できるよう支援する、より統合的なアプローチが求められています。
UMSLの先端サプライチェーン分析研究所の研究チームは、Haitao Li博士の指揮のもと、垂直農法の持続可能性と収益性を高める、拡張性があり費用対効果の高いソリューションの開発方法を研究してきました。最近発表された私たちの研究は、米国ミズーリ州における屋内農業の経済的実現可能性と最適なサプライチェーン設計に焦点を当てています。私たちは、屋内農業をより拡張性が高く商業的に成り立つものにするための研究成果と世界の優良事例から得られた知見を活用しています。
多くの人は、垂直農法が苦戦しているのは技術的な限界によるものだと考えています。しかし、管理された環境で植物を効率的に育て、収量を最適化し、化学資材への依存を減らすための技術は数多く存在します。しかし、これまでの研究が示しているように、垂直農場が成長し事業を拡大するための主要な課題は経済性です。
厳しい現実として、垂直農場で新鮮な野菜やその他の作物を生産することは、従来の農法よりもはるかに高いコストがかかることがよくあります。一般的に、企業は設備やスペースへの多額の投資が必要であり、また非常にエネルギーを多く消費します。人工照明（太陽光の代わりとなるもの）、気候制御、自動化システムの維持費も相当な額になります。この経済的負担は、多くの有望なスタートアップの衰退を招いてきました。例えば、2023年に破産申請したAeroFarmsは、持続不可能な運営コストが原因でした。
もう一つの大きな課題は、市場の需要と供給の問題です。価格競争力、季節性、輸送物流などの要因が重要な役割を果たします。垂直農場は効率的に食品を栽培し、十分な市場需要を確保するとともに、生産物を流通させるための費用対効果の高いサプライチェーンを確保しなければなりません。つまり、コストだけでなく、これらの非効率性が問題をさらに複雑にしているのです。
米国の市場動向により、この問題は特に困難です。多くの垂直農場は、規模の経済によって低コストで生産する従来型農場との競争に苦戦しています。また、手頃な価格の農産物に慣れた消費者は、垂直栽培された食品に対して割高な金額を支払うことにはしばしば消極的です。この経済的なギャップにより、多くの有望なスタートアップが衰退してきました。これは、垂直農法にとってより持続可能な経済モデルの必要性を一層強めています。
欧州の垂直農場は、従来の葉物野菜の枠を超え、果物、特産野菜、さらには主要作物まで含む多様な作物へと事業を広げており、事業の回復力を高めています。例えば、フィンランドのiFarmなどの企業は、農薬を使用しないサラダ、イチゴ、マイクログリーンを栽培する技術を開発しており、作物生産の多様化への取り組みを示しています。対照的に、米国の垂直農場は葉物野菜やハーブに大きく重点を置いており、これらは価値の高い作物ですが市場は限られています。
垂直農法のサプライチェーンの最適化
垂直農法の成功を高める上で重要な分野の一つは、屋内農場の立地と設計、そして適切な作物の選定のために、データに基づく意思決定支援を導入することです。米国セントルイス地域に焦点を当てた私たちの研究では、市場動向、生産の実現可能性、サプライチェーン戦略を統合し、垂直農法の経済的な持続可能性を向上させるサプライチェーン最適化モデルを開発しました。私たちの知見に基づき、垂直農法のサプライチェーンを最適化するための3つの主要な提言を提示します：
労務費やエネルギーを含め、固定および変動の運営コストを削減するための戦略的な生産および資源計画を導入することは、収益性の向上に不可欠です。
価格を引き上げることで収益性を高めることはできますが、その効果は逓減します。このことは、価格の高い段階ではマーケティング活動の効果が低下する場合でも、強力なブランド認知度と競争力を確立することの必要性を強調しています。
市場シェアや需要の拡大が、必ずしも収益性の向上につながるとは限りません。コスト、価格、収量を同時に最適化しなければ、事業拡大は施設費や運営費の増加により、利益率を大幅に低下させたり、損失を招いたりすることさえあります。しかし、需要の増加に合わせて作物の収量が向上すれば、市場の成長とともに収益性も高まりうるのです。
垂直農法を持続可能かつ拡張可能なものにする
垂直農法の可能性は依然として計り知れないものがあります。それは失敗した概念ではなく、非効率的に取り組まれてきた考え方です。業界の利害関係者、政策立案者、研究者が経済面やサプライチェーン上の障壁に対処できれば、米国は持続可能な屋内農業における世界的リーダーとして台頭しうるでしょう。ミズーリ州は、この変化を活かすのに適した立場にあります。米国の農産物流通の中心地であるセントルイスを擁するこの地域は、管理環境農業の卓越した拠点となる可能性を秘めています。UMSLは、利害関係者と協力し、このビジョンを現実のものにすることに取り組んでいます。私たちの現在進行中の研究は、垂直農法を苦戦する実験段階から、米国の現代的な食料生産に向けた持続可能で拡張可能な解決策へと移行させることに焦点を当てています。
