植物工廠、植物照明已成了LED企業(yè)投資的熱點，業(yè)界預(yù)計2021年全球LED植物照明系統(tǒng)市場規(guī)模將超過20億美元。國星光電（002449.SZ）上周宣布已形成LED植物照明系統(tǒng)的解決方案。而福建省中科生物股份有限公司（簡稱中科三安）的無人化垂直農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)也即將完成中試、進入推廣與應(yīng)用階段。
中國科學院植物研究所研究員、中科三安光生物產(chǎn)業(yè)研究院院長李紹華向第一財經(jīng)記者表示，無人化智能植物工廠生產(chǎn)的時代正在到來，潛力很大，同時也存在很大的挑戰(zhàn)。
植物照明“按下快進鍵”
幾年前，第一財經(jīng)記者曾在歐司朗的德國幕尼黑總部參觀其智慧植物照明解決方案。而當2020年11月13日走入福建省泉州市安溪縣湖頭光電產(chǎn)業(yè)園的中科三安植物工廠時，第一財經(jīng)記者發(fā)現(xiàn)，中國本土植物照明、植物工廠近年迅速發(fā)展，規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化進程已經(jīng)不亞于外資企業(yè)。
中科三安由中國科學院植物研究所與福建三安集團于2015年合資成立，是三安集團繼光電子、光通訊之后在光生物產(chǎn)業(yè)的布局，項目設(shè)計投資70億元，包括計劃建設(shè)占地200畝的植物工廠研究院和已建成占地300畝的植物工廠產(chǎn)業(yè)化基地，基地設(shè)在福建泉州、安徽六安和美國拉斯維加斯。
目前國內(nèi)植物工廠種植的植物種類，已經(jīng)大大超出之前外界印象中僅有的葉菜。在中科三安的基地里，按生產(chǎn)植物的類別劃分，有葉菜植物工廠、藥用植物工廠、茄果類蔬菜植物工廠、果樹植物工廠、育苗植物工廠、組培植物工廠和生物反應(yīng)器植物工廠等。
據(jù)李紹華介紹，中科三安泉州基地已建成了幾棟一萬平方米的植物工廠，每層3000多平方米，有三層。他還指著路旁一個里面裝著燈、種著花的集裝箱說，“這是集裝箱改造的植物工廠，我們只采花，一般兩毛錢一朵，供給餐廳做菜上裝飾，是可以食用的三色堇，一天要采很多，采了又長。”
第一財經(jīng)記者了解到，中科三安植物工廠的袋裝蔬菜已經(jīng)在福建廈門等地上市銷售，品種有小白菜、舞裙生菜、綠蝶生菜、冰菜、三色堇等，一般一包150克、售價近十元。其植物工廠里還種植了金線蓮、石斛等經(jīng)濟價值更高的藥材，由于采用了特殊的光配方，種植時間更短、藥效更佳。
在李紹華的眼里，植物工廠必須具有以下幾個特征，一是在房子里種莊稼，溫室不算；二是人工光源，自然光不算；三是垂直農(nóng)業(yè)，多層栽培，生產(chǎn)環(huán)境和條件都是人工控制的。“這兩三年我們做了十幾萬平方米的植物工廠，小的項目就直接賣設(shè)備，大的項目可進行技術(shù)入股。”
而國星光電在植物照明領(lǐng)域也投入多年，今年1月推出高光效植物光照LED系列，包含覆蓋380-760納米不同波長的單色光系列LED、由熒光粉激發(fā)的非連續(xù)光譜及連續(xù)光譜的全光譜系列和陽光型全光譜系列LED產(chǎn)品，滿足植物不同光譜需求，可根據(jù)客戶光譜需求定制。
事實上，2020年在疫情之下，中國的農(nóng)業(yè)植物照明市場增長迅速，因為人工照明培養(yǎng)出來的菜沒有農(nóng)藥和病蟲害，而且能相對減少物流對蔬菜供應(yīng)的影響。第一財經(jīng)記者去年10月在廣州國際照明展獲悉，昕諾飛在四川、武漢和上海已設(shè)有試點項目，歐司朗去年在中國的植物照明業(yè)務(wù)起碼翻三四倍。
疫情也讓日本植物工廠的銷量大幅提升，因為國外蔬菜進口一度陷入停滯、外國勞工也無法進入日本，許多農(nóng)戶在收獲作物時遭遇困難。富士經(jīng)濟調(diào)查公司稱，日本市場對生菜年均需求量為55萬噸，2019年植物工廠出貨量為1.7萬噸，只占需求的3%左右。估計到2030年左右，植物工廠的生菜出貨量將達到6.2萬噸，占需求量的10%以上。
如何形成真正的盈利模式
不過，目前植物工廠仍面臨投資較大、所產(chǎn)植物售價較高等難題，如何形成真正的盈利模式還需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游共同努力。
據(jù)李紹華介紹，如果建一個1000平方米的植物工廠，投入成本不計建筑成本，大約需投入700~800萬元，主要是設(shè)備投資及潔凈裝修。能否實現(xiàn)盈利，除了看植物產(chǎn)量，還要看后端運營能力。
他還舉例說，植物工廠一公斤青菜的成本約20元，賣出去要30元，零售價要60~70元，北京、上海、深圳等大城市有這樣的消費能力，但對一些西南偏遠地區(qū)來說有點偏貴。
植物工廠什么時候可以把成本降下來呢？李紹華認為，目前國內(nèi)蔬菜價格明顯低于肉類的食品價格，一定程度上尚未充分體現(xiàn)農(nóng)民的勞動價值，未來農(nóng)村勞動力紅利會迅速減少，種菜的人工成本必然會大幅提升。另一方面，植物工廠不用除草、生產(chǎn)效率高，且菜沒有農(nóng)藥、無重金屬，售價自然要比傳統(tǒng)溫室植物高，而在發(fā)達的國家，如日本，植物工廠的生菜也僅比溫室生菜高20%。
“現(xiàn)在日本有40%的植物工廠是賺錢的，規(guī)模大、做得好的是能賺錢的。”李紹華說，因為消費者愿意為品質(zhì)更好的農(nóng)作物支付更高的價錢。隨著人們生活水平提高，相信植物工廠未來會快速發(fā)展，成為高效農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的重要組成部分。
中科三安還正在研制無人化垂直農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)。第一財經(jīng)記者在幾百平方米的中試車間里看到，有四排高達十層的植物工廠支架，自動播種、采摘的機器在四排高高的支架之間自由進出，看起來有點像智能立體倉庫。李紹華說，這是國際上首個從播種至采收的生產(chǎn)過程及裝備清洗全自動化的垂直農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)。
這個系統(tǒng)將在今年投放市場?，F(xiàn)在正在海南做小規(guī)模的展示建設(shè)，為4月的博鰲論壇提供可參觀展示的蔬菜全自動化生產(chǎn)植物工廠。李紹華透露，未來無人化垂直農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)最大可以做到5000平方米，可以做得更高、達到20層，研制成功后將主要面向西歐、美國、日本等發(fā)達國家的市場做推廣，也會在國內(nèi)大城市里進行推廣應(yīng)用，因為這些地方的勞動力成本非常高。
植物工廠產(chǎn)品成本主要由折舊、勞動力成本和電費三部分組成，降低生產(chǎn)過程電能消耗將是未來植物工廠生產(chǎn)系統(tǒng)的重要發(fā)展方向之一。中科三安開發(fā)的高光效植物自動化生產(chǎn)系統(tǒng)也正處于中試階段，該系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中能根據(jù)植株大小進行自動位移，從而實現(xiàn)光能的高效利用。
國家智慧植物工廠聯(lián)盟主席、中國農(nóng)業(yè)科學院智能植物工廠首席科學家楊其長去年7月在央視《開講啦》節(jié)目上曾說，生菜的生長一般要70天，植物工廠僅需21-25天、種植時間為天然的三分之一，植物工廠可以建十層以上，相同土地面積的產(chǎn)能是露地的40-100倍以上。他透露，中國已研制出從育苗、栽培到采摘全智能化、高達20層的植物工廠生產(chǎn)系統(tǒng)，未來可在一帶一路等海外國家市場推廣。
楊其長向第一財經(jīng)記者表示，目前中國已經(jīng)成為世界植物工廠發(fā)展最快的國家，截至2020年底各種規(guī)模的植物工廠已達220座以上，植物工廠的產(chǎn)品正逐漸走向城市居民的消費端，一大批小型LED植物生產(chǎn)裝置也在不斷進入居民家庭，植物工廠已經(jīng)成為都市農(nóng)業(yè)的重要組成部分。隨著人類新的低成本再生能源的開發(fā)，水稻、玉米等糧食作物和任何其他作物的植物工廠都將不會是夢想。未來，植物工廠將會在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中無所不在，既可以成為都市食物供給與休閑體驗的重要手段，也可以為島礁、高原等特殊場所及時供應(yīng)蔬果，還將為太空之旅以及星月探索提供食物保障，推動工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)的融合。
