食料生産の革命。都市での垂直農業の可能性

農業

By 2050, the global population is projected to reach 9.8 billion. How are we going to feed everyone? Investment-banker-turned-farmer Stuart Oda points to indoor vertical farming: growing food on tiered racks in a controlled, climate-proof environment. In a forward-looking talk, he explains how this method can maintain better safety standards, save money, use less water and help us provide for future generations.

2050 年までに、世界の人口は 98 億人に達すると予測されています。

どうやってみんなにご飯を食べさせるの? 投資銀行家から農家に転身したスチュアート・オダ氏は、屋内垂直農業、つまり管理された気候に耐えられる環境で階層状のラックで食料を栽培することを指摘する。 将来を見据えた講演の中で、彼はこの方法がどのようにしてより良い安全基準を維持し、お金を節約し、水の使用量を減らし、将来の世代に供給するのに役立つかを説明します。

タイトル
Are indoor vertical farms the future of agriculture?
屋内垂直農場は農業の未来?
スピーカー スチュアート・オダ
アップロード 2020/02/08

「屋内垂直農場は農業の未来?(Are indoor vertical farms the future of agriculture?)」の文字起こし

So if you live on planet Earth and you’re one of seven billion people that eats food every day, I need you to pay attention, because over the next three decades, we will need to address one of the most critical global challenges of our generation. And I’m not talking about climate change. I’m talking about food and agriculture.

In 2050, our global population is projected to reach 9.8 billion, with 68 percent of us living in urban city centers. In order to feed this massive population, we will need to increase our agricultural output by 70 percent over current levels. Just to put this number into perspective, we will need to grow more food in the next 35 to 40 years than the previous 10,000 years combined. Put simply, not only is our global population becoming bigger, but it’s also getting denser, and we will need to grow significantly more food using significantly less land and resources.

Complicating our current efforts to address these major demographic shifts are the challenges facing the agricultural industry today. Globally, one third of all the food that we produce is wasted, equating to 1.6 billion tons of food that spoiled on the way to the market or expired in our refrigerators or were simply thrown out by supermarkets and restaurants at the end of the day. Every single year, up to 600 million people will get sick eating contaminated food, highlighting the challenge that we have of maintaining global food safety. And, maybe unsurprisingly, the agricultural industry is the single largest consumer of fresh water, accounting for 70 percent of global usage.

Now, you’ll be relieved to know that the agricultural industry and that the global movement by universities, companies, and NGOs is putting together comprehensive research and developing novel technology to address all of these issues. And many have been doing it for decades. But one of the more recent innovations in food production being deployed in industrial parks in North America, in the urban city centers of Asia, and even in the arid deserts of the Middle East is controlled environment agriculture.

Controlled environment agriculture is actually just a fancy way of saying weather- or climate-proof farming, and many of these farms grow food three-dimensionally in vertical racks, as opposed to the two dimensions of conventional farms. And so this type of food production is also referred to as indoor vertical farming.

I’ve been involved in the indoor vertical farming space for the past five and a half years, developing technology to make this type of food production more efficient and affordable. This picture was taken outside of a decommissioned shipping container that we converted into an indoor farm and then launched into the heart and the heat of Dubai.

Indoor vertical farming is a relatively recent phenomena, commercially speaking, and the reason for this is that consumers care more about food safety and where their food comes from, and also, the necessary technology to make this possible is more readily available and lower cost, and the overall cost of food production globally is actually increasing, making this type of food production more competitive.

So if you want to build an indoor vertical farm, you will need to replace some of the conventional elements of farming with artificial substitutes, starting with sunlight. In indoor vertical farms, natural sunlight is replaced with artificial lighting like LEDs. While there are many different types of LEDs being used, the one that we decided to install here is called “full spectrum LEDs,” which was optimized for the type of vegetables that we were growing.

Also, in order to maximize production for a given space, indoor vertical farms also utilize and install racking systems to grow vegetables vertically, and some of the biggest facilities stack their production 14 to 16 floors high.

Now most of these farms are hydroponic or aeroponic systems, which means that instead of using soil, they use a substitute material like polyurethane sponges, biodegradable peat moss, and even use inorganic materials like perlite and clay pellets.

Another unique aspect about these farms is that they use a precise nutrient formula that is circulated and recycled throughout the facility, and this is pumped directly to the vegetables’ root zone to promote plant growth.

And lastly, these farms use a sophisticated monitoring and automation system to significantly increase productivity, efficiency, and consistency, and these tools also provide the added benefit of producing food that is more traceable and safe.

Some of the obvious benefits of growing food in this way is that you have year-round vegetable production, consistent quality, and predictable output. Some of the other major benefits include significant resource use efficiencies, particularly water. For every kilogram of vegetables grown in this way, hundreds of liters of water are conserved compared to conventional farming methods. And with the water savings come similar savings in the use of fertilizer. One of the highest-yielding farms grows over 350 times more food per square meter than a conventional farm. And weatherproofing means complete control of incoming contaminants and pests, completely eliminating the need for the use of chemical pesticides.

And not to be mistaken, these farms can produce enormous amounts of food, with one of the biggest facilities producing 30,000 heads of vegetables a day. However, as with any new technology or innovation, there are some drawbacks. As you would imagine, growing food in this way can be incredibly energy-intensive. Also, these farms can only produce a small variety of vegetables commercially and the overall cost of the production still is quite high.

And in order to address these issues, some of the biggest and most sophisticated farms are making significant investments, starting with energy efficiency. In order to reduce the high energy usage, there are efforts to develop higher-efficiency LEDs, to develop lasers optimized for plant growth, and using even fiber-optic cables like these to channel sunlight directly into an indoor vertical farm during the day to reduce the need for artificial lighting.

Also, to reduce the labor costs associated with hiring a more sophisticated, more urban, and also more high-skilled labor force, robotics in automation is used extensively in large-scale facilities. And you can never really be too resource-efficient. Building indoor vertical farms in and around urban city centers can help to shorten the agricultural supply chain and also help to maintain the nutritional content in vegetables.

Also, there are food deserts in many countries that have little to no access to nutritious vegetables, and as this industry matures, it will become possible to provide more equitable access to high-quality, highly nutritious vegetables in even the most underprivileged of communities. And finally, and this is really exciting for me personally, indoor vertical farming can actually be integrated seamlessly into the cityscape to help repurpose idle, underutilized, and unused urban infrastructure.

In fact, this is already happening today. Ride-sharing services have taken hundreds of thousands of cars off the road and they have significantly reduced the need for parking. This is a farm that we installed in central Beijing in an underutilized underground parking structure to grow vegetables for the nearby hotels. Underutilized infrastructure is not simply limited to large-scale civil engineering projects, and they can also include smaller spaces like idle restaurant corners.

This is an example of a farm that we installed directly into the partition of a hotel entrance in order to grow fresh herbs and microgreens on-site for the chefs. Honestly, if you look around, you will find underutilized space everywhere, under, around, and inside of urban developments. This is a farm that we installed into an empty office corner to grow fresh vegetables for the employees in nearby cafes. I get to be a part of all these cool projects and working in the agricultural industry to improve access and affordability to fresh and nutritious produce, hopefully soon by anyone anywhere, has been the greatest joy and also the most humbling and intellectually challenging thing I’ve ever done.

And now that I’ve convinced you that agriculture can be quite sexy, you’ll be surprised and shocked to know that I still have trouble fully articulating how and why I decided to work, and continue to work, in the agricultural industry.

But a couple of years ago, I found a rather unique answer hiding in plain sight. You see, I read an article about how your name, particularly your last name, can have a strong influence on everything from your personality to your professional career.

This is my Japanese last name: Oda. And the characters translate literally into “small farm.”

Thank you.

「屋内垂直農場は農業の未来?(Are indoor vertical farms the future of agriculture?)」の和訳

もし地球に住んでいて、毎日食べ物を食べる70億人の1人なら、注目してもらいたい。なぜなら、次の30年間で、私たちの世代にとって最も重要な地球規模の課題の1つに取り組む必要があるからだ。私が話しているのは気候変動ではなく、食料と農業のことだ。

2050年には、世界の人口が98億人に達し、そのうちの68%が都市の中心部に住むと予測されています。この膨大な人口を養うためには、現在のレベルから農業生産を70%増やす必要があります。この数値を理解するために、前の1万年間で生産した食料よりも、次の35?40年間でより多くの食料を生産する必要があるということを考えてみてください。要するに、私たちの世界人口は増え続けるだけでなく、密度も高まっており、大幅に少ない土地と資源を使って大幅に多くの食料を生産する必要があります。

現在のこれらの主要な人口動態の変化に対処するための努力を複雑にしているのは、今日の農業業界に直面している課題です。世界全体で、私たちが生産する食品の3分の1が廃棄されており、市場への出荷途中で腐ったり、冷蔵庫で期限切れになったり、スーパーマーケットやレストランで単に捨てられたりしています。毎年、最大6億人が汚染された食品を食べて病気になる可能性があり、これは世界的な食品安全の維持に対する課題を浮き彫りにしています。そして、おそらく驚くべきことではありませんが、農業業界は淡水の最大の消費者であり、世界の使用量の70%を占めています。

今、皆さんは安心できるでしょう。農業業界や、大学、企業、NGOによるグローバルな動きが、これらの課題に対処するために包括的な研究を行い、新しい技術を開発しています。そして、多くの人々がそれを何十年も前から行っています。しかし、最近の食品生産の革新の1つは、北米の産業パークやアジアの都市中心部、さらには中東の乾燥した砂漠地帯にも展開されている制御環境農業です。

制御環境農業とは、実際には気象や気候に左右されない農業のことであり、これらの農園の多くは、従来の農園の2次元ではなく、垂直のラックで3次元的に食品を育てます。そのため、この種の食品生産は、屋内垂直農業とも呼ばれています。

私は過去5年半、屋内垂直農業の分野に関与しており、この種の食品生産をより効率的かつ手頃な価格にするための技術を開発してきました。この写真は、私たちが屋内農園に改造し、ドバイの中心部に投入した廃止されたコンテナの外で撮影されました。

屋内垂直農業は、商業的には比較的最近の現象です。これは、消費者が食品の安全性や食品の出所に関心を持っており、また、このような食品生産を可能にするための必要な技術がより手に入りやすく、低コストになっていること、さらに、世界全体での食品生産コストが実際に増加しており、この種の食品生産が競争力を持つようになっているためです。

屋内垂直農園を建設する場合、まず最初に行う必要があるのは、太陽光を含む従来の農業要素の一部を人工的な代替物に置き換えることです。屋内垂直農園では、自然光をLEDなどの人工照明で置き換えます。さまざまな種類のLEDが使用されていますが、ここで設置することにしたのは、「フルスペクトラムLED」と呼ばれるもので、育てている野菜の種類に最適化されています。

また、限られたスペースでの生産を最大化するために、屋内垂直農園では野菜を垂直に育てるためのラックシステムを利用して設置します。最大の施設では、生産を14階から16階に積み重ねています。

これらの農園のほとんどは水耕栽培またはエアロポニックシステムであり、土壌の代わりにポリウレタンスポンジ、生分解性の泥炭、さらにはパーライトや粘土のペレットなどの無機材料を使用します。

これらの農園のもう1つの特徴は、施設全体で循環され再利用される正確な栄養素の配合を使用し、これが野菜の根部に直接送られ、植物の成長を促進します。

最後に、これらの農園は、生産性、効率性、一貫性を大幅に向上させるための高度なモニタリングおよび自動化システムを使用し、これらのツールは食品をより追跡可能で安全なものにする利点も提供します。

この方法で野菜を栽培する明らかな利点のいくつかには、年間を通じた野菜の生産、一貫した品質、予測可能な収量があります。その他の主な利点には、特に水のような資源の使用効率が挙げられます。この方法で育てられた野菜1キログラムあたり、従来の農法と比較して何百リットルもの水が節約されます。そして、水の節約と同様に、肥料の使用も節約されます。最も収量の高い農園の1つは、従来の農園に比べて1平方メートルあたりの食品を350倍以上生産します。気象に左右されず、入ってくる汚染物質や害虫を完全にコントロールできるため、化学的な殺虫剤の使用が完全に不要になります。

間違いを起こさないように、これらの農園は膨大な量の食品を生産することができ、最大の施設の1つでは1日に3万個の野菜を生産しています。ただし、新しい技術やイノベーションと同様に、いくつかの欠点もあります。この方法で食品を育てることは非常にエネルギーを消費する可能性があると想像できるように、また、これらの農園は商業的にわずかな種類の野菜しか生産できず、生産全体のコストもかなり高いです。

これらの問題を解決するために、最大で最も洗練された農園のいくつかは、まずエネルギー効率を向上させるために重要な投資を行っています。高いエネルギー使用量を減らすために、より高効率のLEDの開発、植物の成長に最適化されたレーザーの開発、そしてこのような光ファイバーケーブルの使用など、昼間に直接屋内垂直農園に太陽光を導くための努力が行われています。

また、より洗練された、より都市化された、そしてより高度な技能を持つ労働力を雇うことに関連する労働コストを削減するために、大規模な施設ではロボティクスと自動化が広範囲に使用されています。そして、リソースの効率を向上させることは決して多すぎません。都市の中心部やその周辺に屋内垂直農園を建設することで、農業供給チェーンを短縮し、野菜の栄養価を維持するのに役立ちます。

また、多くの国には栄養価の高い野菜にほとんどアクセスできない食品の砂漠があります。この産業が成熟するにつれて、最も恵まれないコミュニティにさえ、より公正なアクセスを提供することが可能になります。最後に、これは私個人にとって本当に興奮することですが、屋内垂直農業は実際には都市景観にシームレスに統合することができ、アイドル、未利用、使用されていない都市インフラを再利用するのに役立ちます。

実際、これはすでに今日起こっています。ライドシェアサービスは何十万台もの車を道から取り除き、駐車場の必要性を大幅に減らしました。これは、北京の中心部に設置された農園で、近くのホテルのために野菜を育てるために使用された未使用の地下駐車場です。未使用のインフラは、大規模な土木工学プロジェクトに限定されるものではなく、アイドルのレストランの角などのより小さなスペースも含まれます。

これは、ホテルのエントランスの仕切りに直接設置した農園の例で、シェフたちに現地で新鮮なハーブやマイクログリーンを育てるためのものです。正直に言えば、周りを見渡せば、都市開発の下、周り、内側に利用されていないスペースがどこにでもあります。これは、近くのカフェの従業員のために新鮮な野菜を育てるために空きオフィスの隅に設置された農園です。私はすべてのこれらの素敵なプロジェクトの一部であり、新鮮で栄養価の高い農産物へのアクセスと手頃な価格の向上に取り組む農業産業で働くことは、誰もがどこにいても近いうちにできるようになることを願って、これまでで最も喜びを感じることであり、また、最も謙虚で知的に挑戦的なことでした。

そして、農業がかなり魅力的であることを納得していただいたところで、私がなぜ農業産業で働くことを決め、そして今でも働き続けるか、完全に表現するのに苦労している理由をどのようにして見つけたかをご紹介します。

しかし、数年前に、非常にユニークな答えを見つけました。あなたの名前、特にあなたの姓が、あなたの性格からあなたの職業的キャリアに至るまで、あらゆる面に強い影響を与えることを示す記事を読んだのです。

これが私の日本の姓です:小田。そして、その文字は文字通り「小さな農場」と翻訳されます。

ありがとうございました。

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