蘇格蘭一垂直農(nóng)場以LED照明降低50%能耗

有沒有想象過這樣的情景：在市中心高樓上，每一個布滿LED燈的房間里都種著西紅柿、黃瓜、西瓜等？其實，這就是垂直農(nóng)場，它能為解決未來97億人的吃飯問題提供了無限想象的空間，并被媒體、投資人稱之為當下最大的風口，但為何它始終叫好不叫座，難以全面普及？

什么是垂直農(nóng)業(yè)？

垂直農(nóng)業(yè)是一種城市農(nóng)業(yè)，農(nóng)作物一年四季都在增長，往往是在極其受控制的環(huán)境中建造的，比如室內(nèi)。除了種植作物之外，一些人還開發(fā)出了一種在自我維持的系統(tǒng)中養(yǎng)殖魚類的方法。來自植物的水被回收到魚缸中，而魚的廢物則成為了植物的肥料。然后，可以收獲植物和魚類用于食物。

1

世界各地垂直農(nóng)場漸興起

隧道也能建LED垂直農(nóng)場

近年來，植物工廠和垂直農(nóng)場逐漸在各地興起，而且建造方式五花八門，地上、地下、空中、海上、集裝箱內(nèi)都能種植蔬菜。而近日，隧道垂直農(nóng)場也出現(xiàn)了······

據(jù)報道，一家名為NextOn的室內(nèi)農(nóng)業(yè)公司在韓國租下了一條已關閉的隧道，并通過設立垂直堆疊層，將其改造為一個智能農(nóng)場，采用水栽培法和LED照明種植作物。該公司稱，這是全球第一個建造在隧道里的室內(nèi)垂直農(nóng)場，也是韓國最大的垂直農(nóng)場，占地2300平方米。

采用NextOn的栽培系統(tǒng)，該農(nóng)場種植的作物達60個品種。NextOn的董事長崔在彬(Choi Jae Bin)表示，隧道溫度在10-22攝氏度之間（50-72華氏度），有助于優(yōu)化作物的生長條件。

據(jù)悉，1970年，韓國為一條主要公路而修建了該隧道，于2002年關閉。使用這條廢棄的隧道，NextOn減少了一半的建設成本。并且，這個垂直農(nóng)場已于8月底前開始向一家食品零售商和一家連鎖面包店供應了蔬菜。

隨著全球氣候變暖以及農(nóng)業(yè)勞動力不斷減少，使用LED照明技術和系統(tǒng)的智能農(nóng)場已成為可持續(xù)食品生產(chǎn)的潛在解決方案。

蘇格蘭一垂直農(nóng)場以LED照明降低50%能耗

近日，在蘇格蘭，農(nóng)業(yè)技術公司Intelligent Growth Solutions（智能增長解決方案公司，簡稱IGS）推出了蘇格蘭的第一個垂直農(nóng)場，并聲稱它是世界上最先進的室內(nèi)農(nóng)場，擁有該公司的專利電力和通信技術。

據(jù)悉，IGS的垂直農(nóng)場位于James Hutton研究所，研究人員與IGS團隊合作，探索不同的生長燈對提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量的影響。

IGS表示，垂直農(nóng)場可以通過一個平臺進行監(jiān)控。 與其他室內(nèi)生長環(huán)境相比，該解決方案將有助于將能耗降低50％。

空置的工業(yè)用地變室內(nèi)垂直農(nóng)場？

在美國拉斯維加斯，一家初創(chuàng)公司Oasis Biotech將一個空置的工業(yè)用地變成了美國最大的室內(nèi)垂直農(nóng)場之一。自上個月開業(yè)以來，垂直農(nóng)場一直在為拉斯維加斯的餐館提供食物。由于安裝LED照明系統(tǒng)和受控的室內(nèi)環(huán)境，農(nóng)場可以全年種植新鮮蔬菜。

垂直農(nóng)業(yè)的最終目標是減少水的浪費、消除農(nóng)藥的使用并縮短食物里程，通過在當?shù)睾桶葱枨蠓N植新鮮蔬菜，從而減少90％的食物浪費。

德國直接在超市內(nèi)種植蔬果

德國首都柏林的Metro連鎖超市，則與研發(fā)都市室內(nèi)農(nóng)法的Infarm公司，合作推動室內(nèi)垂直農(nóng)場計劃，「直接在超市內(nèi)種植蔬果」，且一邊種一邊賣，讓顧客得以便利地親自采收要購買的新鮮食材。

左圖為德國Infarm研發(fā)的室內(nèi)垂直農(nóng)場，右圖為德國Infarm公司人員正在安裝一處垂直農(nóng)場（來源：Infarm）

Infarm致力于在各種「不可能」的地方種出食物，其利用舊貨柜制作可層疊堆高的模塊化植栽箱，在這種「垂直農(nóng)場」內(nèi)，經(jīng)由網(wǎng)際網(wǎng)絡控制的灌溉與養(yǎng)分供應系統(tǒng)、模擬陽光以助植栽行光合作用的LED照明，且裝設多具感測設備監(jiān)看作物狀況，消費者還可透過網(wǎng)絡實時了解食材生長過程。

在超市走道蓋垂直農(nóng)場，僅占用超市內(nèi)幾平方公尺小小空間，且可向上延伸擴展，「最大的好處是超市基礎設施齊備，無需任何增建或調(diào)整，只需要將系統(tǒng)安裝好，就可開始運作?！褂欣诰邆浣档褪巢倪\輸、倉儲與保鮮成本等諸多優(yōu)點，深受消費者青睞。

迪拜將建世界最大的垂直農(nóng)場

據(jù)外媒報道，迪拜即將建成世界上最大的垂直農(nóng)場，竣工后將占地18.11畝，產(chǎn)量卻相當于5463.2畝的農(nóng)田。在全面生產(chǎn)下，該設備每天能生產(chǎn)2700公斤高質(zhì)量、無除草劑和無農(nóng)藥的綠葉蔬菜，而且用水量更比室外種植減少99％。

該垂直農(nóng)場由阿聯(lián)酋航空餐飲公司（EKFC）和總部位于美國的垂直農(nóng)場運營公司Crop One Holdings共同投資4000萬美元建設，預計將于今年11月動工，將打破之前美國新澤西州AeroFarms的世界記錄。

新加坡約有26個垂直農(nóng)場

據(jù)新加坡《海峽時報》6月20日報道，新加坡國內(nèi)垂直農(nóng)場種植的草莓目前已經(jīng)在部分超市有售，每籃12新幣，可全年供應。草莓喜溫涼氣候，而新加坡地處熱帶，不適合種植草莓，常常需要從國外進口草莓。如今，有了垂直農(nóng)場這一高新技術，新加坡的草莓也可以自產(chǎn)自銷。

6月20日，新加坡貿(mào)易與工業(yè)部高級部長Koh Poh Koon博士親自視察了新加坡自產(chǎn)的首批專門用于銷售的草莓。他說，政府部門需要了解相關情況，從而盡可能地在制度層面上為垂直農(nóng)場的發(fā)展提供便利?！斑@意味著政府可能會提供靈活的政策，放寬管制，充分考慮這類公司的需求。”

當日，Koh博士到訪了緯壹科技城（One-North）一家名叫Sustenir Agriculture的垂直農(nóng)場公司的研發(fā)實驗室，公司的研究人員已經(jīng)在實驗室成功培養(yǎng)出了草莓植株，并將其移植至該公司的垂直農(nóng)場，結出的草莓將在新加坡部分Cold Storage超市分果籃出售，每籃約200克，售價12新幣。

雖然這一價格并不比進口草莓便宜，但該農(nóng)場主打高質(zhì)量蔬果和可持續(xù)性農(nóng)業(yè)，在新加坡自產(chǎn)自銷能夠省去長途運輸，既保證了蔬果的新鮮度，也更加環(huán)保，即使價格上沒有很大優(yōu)勢，也比進口草莓更有競爭力。

包括Sustenir在內(nèi)的大部分垂直農(nóng)場公司都種有羽衣甘藍等沙拉蔬菜并供應至當?shù)厥袌?，草莓是新近加入的果蔬種類。Koh博士說，垂直農(nóng)場現(xiàn)在主要用于種植市場價格較高的水果，比如草莓，有需要時也會用于支持新加坡的食品安全要求。

“我們的目標是將垂直農(nóng)場這項技術發(fā)展成熟，好在有需要時（在垂直農(nóng)場中）種植其他種類的植株?！彼f。新加坡農(nóng)業(yè)食品與獸醫(yī)局（Agri-Food and Veterinary Authority，AVA）的數(shù)據(jù)顯示，截至四月底，新加坡目前共有26個室內(nèi)垂直農(nóng)場，而2016年僅有6個。

Koh博士承認垂直農(nóng)場的發(fā)展面臨諸多挑戰(zhàn)，應對的辦法之一便是讓商業(yè)公司、大學及研發(fā)公司的專業(yè)人員與種植商合作。政府將會進一步探索如何在這一行業(yè)充分發(fā)揮集群化的優(yōu)勢，例如試圖讓垂直農(nóng)場的選址靠近其他需要同類專業(yè)技術的公司。為垂直農(nóng)場選擇合適的落地場所是一項挑戰(zhàn)，Koh博士說，一旦農(nóng)戶確定好安置農(nóng)場設施的區(qū)域和建筑，政府會盡可能地提供更多幫助。

2

為何有些垂直農(nóng)場會死？

盡管一片火熱，但總有些垂直農(nóng)場死在了路上。為什么？據(jù)“農(nóng)業(yè)行業(yè)觀察”在《垂直農(nóng)場不能商業(yè)變現(xiàn)，就得死》一文的分析中指出：

一）3個位置：第一個“位置”的背后其實是，你種下的蔬菜，到底是為誰種的。換言之，如果你不能賣掉它們，那你就不應該讓它們長大。比如，“以銷定產(chǎn)”，不能生產(chǎn)出來賣不出去，農(nóng)產(chǎn)品留存周期很短。垂直農(nóng)場，或者是說這類精細化的溫室農(nóng)業(yè)無論是在中美，最后能夠勝出的，肯定是要“雙技能”都能贏。除了“生產(chǎn)技能”要贏，比如說能夠在技術上實現(xiàn)生產(chǎn)的量達到普通的多少倍之外，“銷售能力”非常重要。第二個“位置”對應的問題是，當你知道賣給誰之后，要讓農(nóng)場產(chǎn)地盡可能靠近需求方，從而縮短供應鏈環(huán)節(jié)。第三個“位置” 才是考慮選址的供應能力，這關系到場地在各種供暖、通風、消毒設備問題下，是否支撐得起大量電力的能力。

二）死于成本：一旦選擇城市作為主戰(zhàn)場，垂直農(nóng)場的成本該如何計算呢？根據(jù) Toyoki Kozai 博士的數(shù)據(jù)顯示，以日本市場來看，蔬菜每1美元的生產(chǎn)成本里，20%－25%是電力成本，包括了燈光照明、空調(diào)通暖、通風、水泵等多種成本。但這不是最高的，最高的成本是前期設備投入和廠房的折舊率，占到了總成本的 30%－35%。這兩部分加起來，超過總成本的一半。但從總體上來看，電力的成本肯定會越來越低，根據(jù)美國能源信息管理局報告指出，僅 2012 年至 2014 年，LED 照明效率已提高了約50%。到 2020年，由于成本下降，可能會再攀升50%。Aero Farms 就專門聘請了 LED 照明公司的前首席技術官幫助設計定制的 LED 照明系統(tǒng)，希望提高照明效率。那剩下接近一半的成本是什么呢？在歐美日本等發(fā)達國家，人工成本是不可避免的。Toyoki Kozai 博士曾在書中透露，日本這類工廠的人工成本占到了 25%，因為你需要非常高的技能（知識，經(jīng)驗等）來管理垂直農(nóng)場的人。最后的 20%，是由種子、化肥、包裝、運輸?shù)炔糠謽嫵傻?。也就是說，如果要在中國市場發(fā)力垂直農(nóng)場的話，一旦技術的供給可行，土地和人工成本兩項都會占有優(yōu)勢，低于發(fā)達國家?？紤]成本應該以一個垂直農(nóng)場的整體經(jīng)濟模型去衡量，而不單單只看固定投入成本對比，生產(chǎn)資料成本對比， 未來的銷售、運輸、損耗、價格等因素都要考慮進來。

三）死于價格的富人經(jīng)濟：盡管電力、硬件設施等前期投入占到總投資的一半以上，但可以預見的是，垂直農(nóng)場的各項硬件成本將會逐年下降。當下以及未來的三五年，中國市場是否會涌現(xiàn)出垂直農(nóng)場的大玩家？專家認為，能否做到大玩家，比拼品質(zhì)和銷售的能力很重要。從價格上看，500克的價格大約在15－20元人民幣，確實沒辦法做到跟普通市場買的蔬菜一樣便宜，因為農(nóng)場本身還有總部成本，分銷渠道也要維持利潤。但頭部的消費者是可以接受以這樣的價格去購買這樣高質(zhì)量的蔬菜。

3

垂直農(nóng)場成敗的關鍵是？

要讓垂直農(nóng)場的投資不至于付之東流，有幾個關鍵因素，飛利浦照明全球城市農(nóng)業(yè)總監(jiān)Roel Janssen指出，這包括作物選擇、照明選擇和設計、氣流設計和氣候控制、植物的間隔策略、作物物流和自動化、灌溉和營養(yǎng)、基材選擇、數(shù)據(jù)，傳感器，控制和軟件以及目標受眾和銷售渠道。

在垂直農(nóng)場農(nóng)作物生長過程中，LED生長燈是基礎設施和運營開支最高的地方之一，Roel Janssen指出，“隨著越來越多的人對垂直農(nóng)場這樣室內(nèi)種植植物表示出興趣，很多投資人認為，他們可以簡單地購買一個空置的倉庫，插上一些生長燈，種下蔬菜便能夠賺錢。但事實上，產(chǎn)品本身是決定垂直農(nóng)場投資成敗的最重要的因素?！?/p>

光譜配比及具體的動態(tài)控制讓LED生長燈在垂直農(nóng)場的作物生長過程中發(fā)揮著重要作用，不同的農(nóng)作物比如生菜和胡蘿卜，所需要的光譜“配方”也不同。

德爾菲（Dephy）是荷蘭一家具有百年歷史的農(nóng)業(yè)改良中心，該公司中國地區(qū)經(jīng)理錢田曾表示，目前垂直農(nóng)場中的LED生長燈主要提供的是紅藍光，但包括瓦赫寧根大學在內(nèi)的一些院校的研究顯示，植物生長的形態(tài)不止受紅藍光的影響，對植物生長的生理還需要進一步摸索。

錢田認為，目前垂直農(nóng)業(yè)的宣傳點是充分利用空間，產(chǎn)量上較傳統(tǒng)種植高許多?！暗@是一個誤導”，她表示，垂直農(nóng)業(yè)的培育模式使得其很難在室外進行，如果在室外培育則只有上層的作物能夠獲得充分光照，而其他未能獲得充分光照的作物層自然產(chǎn)量也會很低。

這種特性使得垂直農(nóng)場需要主要依靠LED生長燈來提供光能，需要定制化的光譜來促進農(nóng)作物的生長。

“種植者需要制造人工氣候室為作物提供‘光、溫、水、氣、熱’，而氣候室的造價比溫室高很多”，錢田舉例稱，現(xiàn)代化的6-7米高的玻璃溫室每平米造價在150-200歐元，規(guī)模一般在30-100公頃左右。相比之下，即便是低端的氣候室單位面積的售價基本也在1000歐元以上。

“此外，LED生長燈的硬件成本也非常高，加上LED生長燈消耗的電能，垂直農(nóng)場生產(chǎn)成本比溫室栽培高得多，而農(nóng)民種植時首先考慮的是生產(chǎn)成本，如此高昂的成本生產(chǎn)出來的產(chǎn)品該銷往哪里？這是一個問題”，錢田表示，這也是這項技術在荷蘭乃至歐洲都未普及開的主要原因，目前還是處于一個概念推廣或者“噱頭”的時期。