蘇格蘭一垂直農(nóng)場(chǎng)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(gè)布滿LED燈的房間里都種著西紅柿、黃瓜、西瓜等？其實(shí)，這就是垂直農(nóng)場(chǎng)，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(dāng)下最大的風(fēng)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(zhǎng)，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。

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世界各地垂直農(nóng)場(chǎng)漸興起

隧道也能建LED垂直農(nóng)場(chǎng)

近年來，植物工廠和垂直農(nóng)場(chǎng)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(chǎng)也出現(xiàn)了······

據(jù)報(bào)道，一家名為NextOn的室內(nèi)農(nóng)業(yè)公司在韓國(guó)租下了一條已關(guān)閉的隧道，并通過設(shè)立垂直堆疊層，將其改造為一個(gè)智能農(nóng)場(chǎng)，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(gè)建造在隧道里的室內(nèi)垂直農(nóng)場(chǎng)，也是韓國(guó)最大的垂直農(nóng)場(chǎng)，占地2300平方米。

采用NextOn的栽培系統(tǒng)，該農(nóng)場(chǎng)種植的作物達(dá)60個(gè)品種。NextOn的董事長(zhǎng)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(zhǎng)條件。

據(jù)悉，1970年，韓國(guó)為一條主要公路而修建了該隧道，于2002年關(guān)閉。使用這條廢棄的隧道，NextOn減少了一半的建設(shè)成本。并且，這個(gè)垂直農(nóng)場(chǎng)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(yīng)了蔬菜。

隨著全球氣候變暖以及農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力不斷減少，使用LED照明技術(shù)和系統(tǒng)的智能農(nóng)場(chǎng)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(chǎng)以LED照明降低50%能耗

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

據(jù)悉，IGS的垂直農(nóng)場(chǎng)位于James Hutton研究所，研究人員與IGS團(tuán)隊(duì)合作，探索不同的生長(zhǎng)燈對(duì)提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量的影響。

IGS表示，垂直農(nóng)場(chǎng)可以通過一個(gè)平臺(tái)進(jìn)行監(jiān)控。 與其他室內(nèi)生長(zhǎng)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(chǎng)？

在美國(guó)拉斯維加斯，一家初創(chuàng)公司Oasis Biotech將一個(gè)空置的工業(yè)用地變成了美國(guó)最大的室內(nèi)垂直農(nóng)場(chǎng)之一。自上個(gè)月開業(yè)以來，垂直農(nóng)場(chǎng)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(chǎng)可以全年種植新鮮蔬菜。

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

德國(guó)直接在超市內(nèi)種植蔬果

德國(guó)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(dòng)室內(nèi)垂直農(nóng)場(chǎng)計(jì)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(gòu)買的新鮮食材。

左圖為德國(guó)Infarm研發(fā)的室內(nèi)垂直農(nóng)場(chǎng)，右圖為德國(guó)Infarm公司人員正在安裝一處垂直農(nóng)場(chǎng)（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(chǎng)」內(nèi)，經(jīng)由網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)控制的灌溉與養(yǎng)分供應(yīng)系統(tǒng)、模擬陽(yáng)光以助植栽行光合作用的LED照明，且裝設(shè)多具感測(cè)設(shè)備監(jiān)看作物狀況，消費(fèi)者還可透過網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)了解食材生長(zhǎng)過程。

在超市走道蓋垂直農(nóng)場(chǎng)，僅占用超市內(nèi)幾平方公尺小小空間，且可向上延伸擴(kuò)展，「最大的好處是超市基礎(chǔ)設(shè)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(yùn)作。」有利于具備降低食材運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)與保鮮成本等諸多優(yōu)點(diǎn)，深受消費(fèi)者青睞。

迪拜將建世界最大的垂直農(nóng)場(chǎng)

據(jù)外媒報(bào)道，迪拜即將建成世界上最大的垂直農(nóng)場(chǎng)，竣工后將占地18.11畝，產(chǎn)量卻相當(dāng)于5463.2畝的農(nóng)田。在全面生產(chǎn)下，該設(shè)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(chǎng)由阿聯(lián)酋航空餐飲公司（EKFC）和總部位于美國(guó)的垂直農(nóng)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)公司Crop One Holdings共同投資4000萬美元建設(shè)，預(yù)計(jì)將于今年11月動(dòng)工，將打破之前美國(guó)新澤西州AeroFarms的世界記錄。

新加坡約有26個(gè)垂直農(nóng)場(chǎng)

據(jù)新加坡《海峽時(shí)報(bào)》6月20日?qǐng)?bào)道，新加坡國(guó)內(nèi)垂直農(nóng)場(chǎng)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(yīng)。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(guó)外進(jìn)口草莓。如今，有了垂直農(nóng)場(chǎng)這一高新技術(shù)，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(jí)部長(zhǎng)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(guān)情況，從而盡可能地在制度層面上為垂直農(nóng)場(chǎng)的發(fā)展提供便利?！斑@意味著政府可能會(huì)提供靈活的政策，放寬管制，充分考慮這類公司的需求?！?/p>

當(dāng)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(chǎng)公司的研發(fā)實(shí)驗(yàn)室，公司的研究人員已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)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(chǎng)，結(jié)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(jià)12新幣。

雖然這一價(jià)格并不比進(jìn)口草莓便宜，但該農(nóng)場(chǎng)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(zhǎng)途運(yùn)輸，既保證了蔬果的新鮮度，也更加環(huán)保，即使價(jià)格上沒有很大優(yōu)勢(shì)，也比進(jìn)口草莓更有競(jìng)爭(zhēng)力。

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

“我們的目標(biāo)是將垂直農(nóng)場(chǎng)這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展成熟，好在有需要時(shí)（在垂直農(nóng)場(chǎng)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(gè)室內(nèi)垂直農(nóng)場(chǎng)，而2016年僅有6個(gè)。

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

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為何有些垂直農(nóng)場(chǎng)會(huì)死？

盡管一片火熱，但總有些垂直農(nóng)場(chǎng)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(chǎng)不能商業(yè)變現(xiàn)，就得死》一文的分析中指出：

一）3個(gè)位置：第一個(gè)“位置”的背后其實(shí)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(yīng)該讓它們長(zhǎng)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(chǎng)，或者是說這類精細(xì)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(shù)上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的量達(dá)到普通的多少倍之外，“銷售能力”非常重要。第二個(gè)“位置”對(duì)應(yīng)的問題是，當(dāng)你知道賣給誰之后，要讓農(nóng)場(chǎng)產(chǎn)地盡可能靠近需求方，從而縮短供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)。第三個(gè)“位置” 才是考慮選址的供應(yīng)能力，這關(guān)系到場(chǎng)地在各種供暖、通風(fēng)、消毒設(shè)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(chǎng)，垂直農(nóng)場(chǎng)的成本該如何計(jì)算呢？根據(jù) Toyoki Kozai 博士的數(shù)據(jù)顯示，以日本市場(chǎng)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(fēng)、水泵等多種成本。但這不是最高的，最高的成本是前期設(shè)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(huì)越來越低，根據(jù)美國(guó)能源信息管理局報(bào)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(huì)再攀升50%。Aero Farms 就專門聘請(qǐng)了 LED 照明公司的前首席技術(shù)官幫助設(shè)計(jì)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(dá)國(guó)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?yàn)槟阈枰浅８叩募寄埽ㄖR(shí)，經(jīng)驗(yàn)等）來管理垂直農(nóng)場(chǎng)的人。最后的 20%，是由種子、化肥、包裝、運(yùn)輸?shù)炔糠謽?gòu)成的。也就是說，如果要在中國(guó)市場(chǎng)發(fā)力垂直農(nóng)場(chǎng)的話，一旦技術(shù)的供給可行，土地和人工成本兩項(xiàng)都會(huì)占有優(yōu)勢(shì)，低于發(fā)達(dá)國(guó)家?？紤]成本應(yīng)該以一個(gè)垂直農(nóng)場(chǎng)的整體經(jīng)濟(jì)模型去衡量，而不單單只看固定投入成本對(duì)比，生產(chǎn)資料成本對(duì)比， 未來的銷售、運(yùn)輸、損耗、價(jià)格等因素都要考慮進(jìn)來。

三）死于價(jià)格的富人經(jīng)濟(jì)：盡管電力、硬件設(shè)施等前期投入占到總投資的一半以上，但可以預(yù)見的是，垂直農(nóng)場(chǎng)的各項(xiàng)硬件成本將會(huì)逐年下降。當(dāng)下以及未來的三五年，中國(guó)市場(chǎng)是否會(huì)涌現(xiàn)出垂直農(nóng)場(chǎng)的大玩家？專家認(rèn)為，能否做到大玩家，比拼品質(zhì)和銷售的能力很重要。從價(jià)格上看，500克的價(jià)格大約在15－20元人民幣，確實(shí)沒辦法做到跟普通市場(chǎng)買的蔬菜一樣便宜，因?yàn)檗r(nóng)場(chǎng)本身還有總部成本，分銷渠道也要維持利潤(rùn)。但頭部的消費(fèi)者是可以接受以這樣的價(jià)格去購(gòu)買這樣高質(zhì)量的蔬菜。

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垂直農(nóng)場(chǎng)成敗的關(guān)鍵是？

要讓垂直農(nóng)場(chǎng)的投資不至于付之東流，有幾個(gè)關(guān)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(shè)計(jì)、氣流設(shè)計(jì)和氣候控制、植物的間隔策略、作物物流和自動(dòng)化、灌溉和營(yíng)養(yǎng)、基材選擇、數(shù)據(jù)，傳感器，控制和軟件以及目標(biāo)受眾和銷售渠道。

在垂直農(nóng)場(chǎng)農(nóng)作物生長(zhǎng)過程中，LED生長(zhǎng)燈是基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)營(yíng)開支最高的地方之一，Roel Janssen指出，“隨著越來越多的人對(duì)垂直農(nóng)場(chǎng)這樣室內(nèi)種植植物表示出興趣，很多投資人認(rèn)為，他們可以簡(jiǎn)單地購(gòu)買一個(gè)空置的倉(cāng)庫(kù)，插上一些生長(zhǎng)燈，種下蔬菜便能夠賺錢。但事實(shí)上，產(chǎn)品本身是決定垂直農(nóng)場(chǎng)投資成敗的最重要的因素?！?/p>

光譜配比及具體的動(dòng)態(tài)控制讓LED生長(zhǎng)燈在垂直農(nóng)場(chǎng)的作物生長(zhǎng)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(guó)地區(qū)經(jīng)理錢田曾表示，目前垂直農(nóng)場(chǎng)中的LED生長(zhǎng)燈主要提供的是紅藍(lán)光，但包括瓦赫寧根大學(xué)在內(nèi)的一些院校的研究顯示，植物生長(zhǎng)的形態(tài)不止受紅藍(lán)光的影響，對(duì)植物生長(zhǎng)的生理還需要進(jìn)一步摸索。

錢田認(rèn)為，目前垂直農(nóng)業(yè)的宣傳點(diǎn)是充分利用空間，產(chǎn)量上較傳統(tǒng)種植高許多?！暗@是一個(gè)誤導(dǎo)”，她表示，垂直農(nóng)業(yè)的培育模式使得其很難在室外進(jìn)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(huì)很低。

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

“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(jià)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(jià)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(jià)基本也在1000歐元以上。

“此外，LED生長(zhǎng)燈的硬件成本也非常高，加上LED生長(zhǎng)燈消耗的電能，垂直農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)成本比溫室栽培高得多，而農(nóng)民種植時(shí)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(gè)問題”，錢田表示，這也是這項(xiàng)技術(shù)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(gè)概念推廣或者“噱頭”的時(shí)期。