未来を養う：アグリフードテクノロジーの概要

トラクターの製造で最も広く知られている会社であるジョンディアは、人工知能事業に参入しています。 2017年、JohnDeereLabsはBlueRiverTechnologyを3億500万ドルで購入しました。これは、農場のすべての個々の植物を識別できるコンピュータービジョンと機械学習テクノロジーを備えたスタートアップです。 これは、除草剤耐性の雑草が健康な植物と簡単に区別できることを意味します。 最終的な結果は？ ブルーリバーによれば、農民は収量を改善しながら化学物質の使用を約95％削減することができます。

環境的、社会的、人口統計学的要因が伝統的な農産物生産技術にますます圧力をかけるにつれて、投資家と起業家は同様にイノベーションに目を向けています。

「未来を養う：農業食品産業の概要」の舞台を設定したので、次に、食品生産ビジネスに革命をもたらしている革新的な技術についてさらに詳しく説明します。 この分野で有望な新技術と、垂直農法、代替タンパク質、精密農業、農業バイオテクノロジー、その他の興味深い将来のトレンドなど、それらを機能させる興味深い新興企業について詳しく説明します。

制御可能で持続可能な生産のための垂直農法

垂直農法は、垂直に積み重ねられた層で作物を育てる習慣です。 これは、壁や柵に吊るされた成長棚を使用し、水耕栽培技術を実装して植物に栄養を与えることで可能になります。

この手法は、多くの生産変数を確実に制御できるため、大きな可能性を秘めています。 消費される投入物の数を減らすだけでなく、作物の病原菌や寄生虫の防除も可能にします。 これにより、収穫サイクルと年間生産量が大幅に短縮され、次の可能性が生まれます。

• 農業のための土地利用の削減
• 都市化の傾向に効果的に対応し、作物を町の中で動かします
• 食品を何百キロもトラックで市場に出す必要性を減らす
• 季節や天候に関係なく生産を維持
• 気候変動に関連する危険の不測の事態を防ぐ

これは、水と投入量の面での大幅な節約と相まって、増大する食料需要に直面することに成功し、農業食品産業の成功のための重要な推進力となるでしょう。

ただし、垂直農法のスケールアップは、主にこの技術が必要とする高いエネルギー使用量のために困難を引き起こす可能性があり、それは必然的にその二酸化炭素排出量に影響を及ぼします。 垂直農法は、再生可能エネルギーを使用して事業を推進する用意がありますが、業界にはまだ長い道のりがあります。

ロボット機器と人工光の高コストが土、温室、太陽のより単純な技術に負けたため、ほとんどの垂直農法は失敗しました。 しかし、このコンセプトは現在、企業投資の急増を引き付けています。SpreadやPlentyなどの企業は、SoftBankの孫正義やAmazonのJeffBezosなどの投資家から2億ドルの支援を受けています。 MarketsandMarketsによると、アグリフード市場のこのサブセクションは24.8％のCAGRで成長しており、2022年には58億ドルに達すると予想されています。

水耕栽培とエアロポニックスは、この分野で適用される2つの主要な技術です。 2つのうちの1つを実装するには、大幅なリソースの節約と、水の使用量と必要な肥料/栄養素のバランスの取れた調整が必要です。

気候制御デバイスは、この市場で最も急速に成長しているハードウェアセグメントであり、歩留まりの向上に重要な役割を果たします。 保護された成長環境を確保するには、気候に影響を与えるいくつかの要因を高度なレベルで制御する必要があります。

アジア太平洋地域の垂直農法市場は、他の地域と比較して2022年までに最大のシェアを持つと予想されます。

地域別の垂直農法市場（百万ドル）

日本、シンガポール、台湾など、すでにこの地域の市場を牽引している技術先進国には数多くの農場があります。 投資は2015年と2016年の6000万ドルから2017年と2018年の4億1400万ドルに大幅に増加しました。

これらの企業の設備投資は高いです。 小規模でローテクな垂直農法事業は、開始するのに約28万ドル、第2世代の植物に1500万ドルも必要になる可能性があります。 最も革新的なプラントには、データ管理、プラント管理の自動化、収穫の自動化、および収穫後の自動化が含まれます。 平均して、この種の植物は、従来の農場の55倍の単位あたりの生産量を生み出します。 さらに、イノベーションによって運用コストが削減されるはずです。たとえば、この手法で使用されるLEDライトの効率が向上します。

この市場の主なプレーヤーは、15年間事業を行って2億3800万ドルを調達した米国を拠点とする企業であるAeroFarmsと、2億2600万ドルを調達したPlenty（US）です。

ヨーロッパの環境では、Infarm（ドイツ）はすでに約1億2200万ドルを調達し、Agricool（フランス）は3600万ドルを調達し、主にイチゴの生産に焦点を当てています。Agrilution（ドイツ）は460万ドルを調達しています。 Sfera Agricola（イタリア）は750万ドルを調達し、423万ドルの収益を上げています。

代替タンパク質の使用の増加

肉の需要が継続的に増加しているため、増加する人口に家畜の肉を供給することは非常に困難になる可能性が高いため、研究者や新興企業は代替タンパク質に力を注いでいます。

その結果、現在、農産物全体の46％が家畜の飼料としてのみ使用されています。 従来の食肉生産の効率を高めるための解決策はほとんど使い果たされており、それらを追求することは世界的な農業と食糧の課題を克服することはできません。

したがって、新しい肉製品と市場のプレーヤーは進化しています。 従来の肉の生産を強化する代わりに、いくつかの企業は従来の肉に代わる新製品の発明に焦点を合わせています。 最も有望な分野のいくつかは、昆虫ベースの肉、新しいビーガン肉の代替品、および培養肉です。

昆虫ベースの肉は、主にコオロギやミールワームに由来するタンパク質から作られています。 この傾向には、従来の肉と比較してエネルギーとタンパク質の変換が優れているなど、いくつかの利点があります。 昆虫の餌は、伝統的な肉とは味や食感が異なり、西側諸国の大多数で昆虫が餌として消費者に否定的に認識されているため、人間ではなく家畜に餌を与える可能性が高くなっています。

世界の食肉市場予測

最も興味深い2つの傾向は、新しいビーガン肉の代替品と培養肉である可能性があります。 最初のものは動物の成分を必要とせず、その感覚プロファイルは伝統的なビーガン/ベジタリアンの代替品よりも肉にはるかに近くなります。 この主な理由は、植物から発酵によって抽出されたヘモグロビンとバインダーを使用する洗練された製造プロセスです。 この分野の新興企業（例： Impossible Foods 、 JUST 、 Beyond Meat ）は、2018年までに9億ドル以上の資金を集めており、製品はすでにスーパーマーケットとレストランの両方で入手可能です。

培養肉は、バイオリアクターでの指数関数的な細胞増殖によって作成される肉の代替品です。 肉の養殖は、それに伴う多大な費用のために開発状態が悪い場合でも、最大の機会となるでしょう。

このプロセスは、生きている動物から細胞を抽出し、実験室で増殖させて培養を恒久的に確立することから始まります（細胞株と呼ばれます）。 細胞は、生きている動物の生検、新鮮な肉片、細胞バンクなど、さまざまなソースから取得できます。 細胞株は、一次細胞または幹細胞のいずれかに基づくことができます。 良好な細胞株が選択されると、サンプルがバイオリアクターに導入され、そこで細胞が指数関数的に増殖し、採取することができます。 その結果、動物の肉とほとんど区別がつかない肉になります。 この技術が数十億の世界の食肉産業を混乱させる可能性があるとしても、市販の製品はまだ販売されていません。

最も潜在的に破壊的な傾向は、本物の肉との高い類似性によって動機付けられた高い商業的可能性のおかげで、2040年に世界市場価値のそれぞれ25％と35％に達する新しいビーガンと培養肉である可能性があります。 これにより、ベンチャーキャピタルにとって魅力的なものになります。 特に、培養肉は長期的には勝ちますが、移行段階では新しいビーガン肉の代替品が不可欠です。

最も先進的な新しいビーガン肉代替事業は米国を拠点としています。 ビヨンドミートアンドインポッシブルフーズは最も有名なものの1つであり、すでに数億ドルを獲得しています。

Impossible Foodsは2019年にシリーズEで3億ドルを調達し、総株式価値は7億ドルになりました。 投資家には、ビルゲイツ、GV（旧Googleベンチャーズ）、UBS、セーリングキャピタルなどの著名人が含まれます。 ビヨンドミートはすでに公開されています。

出典：Crunchbase。

これらの企業は、自社製品の商品化に最も近づいています。 植物ベースの食品および飲料代替市場は、2024年までに804.3億ドルに達すると予想され、2019年から2024年までの予測期間中に13.82％のCAGRで成長します。

最大の培養肉事業は米国にあります。 サンフランシスコを拠点とするメンフィスミートは、パイロットセルベースの食肉工場を建設するために1億6,100万ドルを調達しました。 この投資ラウンドにより、カリフォルニアの細胞ベースの食肉会社の総資金は8倍以上に増加します。 投資家には、タイソンフーズ、リチャードブランソン、ビルゲイツが含まれます。

2019年にグッドフードインスティテュートから発表された2つのレポートによると、投資家は過去10年間で160億ドル以上を米国の植物ベースおよび細胞ベースの食肉会社に投入しました。2017年と2018年だけで130億ドルです。

精密農業の主流

過去20年間で、精密農業は学術研究トピックから農業分野で非常に有益な実践への移行に成功してきました。 2030年の終わりまでに、精密農業は農業において最も影響力のあるトレンドの1つになる準備ができています。

精密農業市場-地域別の成長率（2021-2024）

精密農業は、資源を維持しながら投入収益を最適化するための意思決定支援システム（DSS）を定義することを目的とした、作物の圃場間および圃場内の変動の観察、測定、および対応に基づく農業管理の概念です。

AgFunderによると、精密農業への投資は2015年に96件の取引で6億6,100万ドルに達し、2014年に比べて140％増加しました。 しかし、主にドローンへの支出が減少したため、2016年の精密農業は4億500万ドルの減少を経験しました。 このセクターの未来を導く精密農業の3つの主要な方向性を特定することが可能です。画像とセンサー、ロボット工学と自動化、デジタル化とビッグデータです。

画像とセンサーは、入力の監視と自動化を支援するシステムを提供することを目的として、フィールドパフォーマンス監視、土壌監視、および衛星、ドローン画像、作物状態センサーの採用によるフィールド内コンピューターまたはリアルタイム操作の実践に関係しています。

ロボット工学と自動化とは、マシンビジョン、空中センシング、人工知能などのテクノロジーを指します。

デジタル化とビッグデータは、フィールドマップ、拡張現実、オープンデータプラットフォームを採用して、ビジネスインテリジェンスサービスに向けた高度な分析とインテリジェントな機械設計に到達します。

市場は12.8％のCAGRで成長し、2021年までに55億ドルに達すると予想されます。現在、EMEA地域が市場を支配し（41％）、APAC（32％）と南北アメリカ（27％）がそれに続きます。 バイエルは400人以上の専門家からなるチームを立ち上げ、12億5,000万ドルを投資して、農家向けのデジタル製品の開発を推進してきました。

精密農業は、その可能性が高いため、混雑した分野です。 世界を養い、それをしながらリターンを獲得することは、多くの異なるプレイヤーにとって非常にやる気を起こさせます。 John Deere、CNH、Kubota、Bosch、Trimble、Topconなどの企業もこの分野に焦点を当てており、次のような多数の新興企業もいます。

農業バイオテクノロジーは農業ビジネスを変革しています

関連する数の技術革新を採用するもう1つの急成長中のニッチは、農業バイオテクノロジーに関係しています。これには、農場および農業後のプロセスで使用されるすべての生物学的または化学的ツールとプロセスが含まれます。 このカテゴリには、遺伝学、繁殖、微生物叢研究、合成化学、動物の健康など、さまざまな種類の技術と科学が含まれます。

遺伝学には、生物の遺伝物質を直接操作することにより、ある植物から別の植物に有用な特性を伝達できるようにするプロセスが含まれます。

育種とは、植物の形質を変化させて、望ましい特性を生み出す科学です。

微生物叢の研究は、微生物群集の生物学とその周囲および宿主への影響に関する貴重な洞察を生み出すことで構成されています。

合成化学は、新しい生物学的部品、デバイス、システムの作成、または自然界にすでに見られるシステムの再設計を目的とした新しい研究分野です。

動物の健康は、動物飼料の品質、動物のパフォーマンス、および/または動物の健康を改善する技術と、一次または二次食品源として機能する新しい動物飼料を作成する技術で構成されます。

世界の農業バイオテクノロジー市場は2024年までに338億ドルになると予想され、10.9％のCAGR（2019-2024）で成長します。 北米は、GMOが最も受け入れられているため、最大の農業バイオテクノロジー市場です。

遺伝子工学市場は急速に成長しており、環境にプラスの影響を与える可能性があります。GMO作物は、化学物質、土地、機械の需要が少なく、環境汚染とGHG排出量の削減に役立ちます。 さらに、この科学の焦点は、主に、除草剤、昆虫、ウイルスが成長する間、それらに抵抗できる新しい種子や植物を作成することです-環境ストレス（干ばつ、洪水など）に耐性があり、追加の栄養上の利点と味の改善があります。

遺伝子工学にはいくつかの短所もあります。 一般に、病原体は新しい遺伝的プロファイルに適応できるため、予期しない負の副作用が発生する可能性があります（たとえば、干ばつに強い植物は直射日光に対する耐性が低くなる可能性があります）。

さらに、知的財産権（IPR）を保護するための著作権と特許の使用は、模倣のコストが低いことを特徴とするこの分野の主要な利点です。

農業バイオテクノロジーで活躍する新興企業や中小企業の一部は次のとおりです。

将来に向けたその他の興味深いトレンド

歴史的に、農業は、効率、収量、および収益性をこれまで想像もできなかったレベルにまで押し上げてきた一連の革命を経験してきました。 今後10年間の市場予測は、農業食物連鎖のあらゆる側面に影響を与える可能性が高いデジタル革命を示唆しています。

気候の観点から、同じ量の農地でできるだけ多くの食料を生産する方法を理解する必要性が高まっています（少なくはないにしても）。 ただし、前述のように、今後数年間で食品事業を脅かす要因は気候変動だけではありません。 農業に適用される技術的解決策に対する需要も高まるでしょう。

以前、培養肉、CRISPRとゲノム編集、精密農業、垂直農法の将来の重要性について説明しました。 しかし、研究者が研究している利用可能な技術はこれらだけではありません。 気候変動による食料関連の課題と食料需要の拡大の両方に立ち向かうために、幅広い解決策が模索されています。 いくつかの例が含まれます：

• 肥料が土壌微生物を非常に強力な温室効果ガスである亜酸化窒素に変換するのを防ぐ化合物を使用します。
• より多くの窒素を吸収する作物の品種を開発しています。
• たとえば藻類を使用して、家畜に異なる方法で給餌することにより、家畜の二酸化炭素排出量を削減します。
• 砂漠農業と海水農業の採用。 資源の不足が進む中、世界は砂漠と海を食料生産施設に変えなければなりません。
• 食品生産への3D印刷の適用。 専門家は、ハイドロコロイドを使用するプリンターを使用して、食品の基本成分を藻類、ウキクサ、草などの再生可能エネルギーに置き換えることができると考えています。 現在、一部の科学者は動物性タンパク質の代わりに藻類を実験しています。

残念ながら、これらの農業食品技術の多くは、効果的に実施するために必要な投資をまだ受けていません。 それにもかかわらず、この分野は非常に急速に意識を高めており、その結果、投資が増えています。

このシリーズのパートIを読んでください：未来を養う：農業食品産業の概要。