按照聯合國的預測，未來25年內，世界人口數量將從現有的70億增長至90多億，對糧食的需求量也將隨之增加近一倍，因此，能夠在可控條件下全年自動化運行并實現高產的植物工廠被人們寄予厚望。但經過幾十年的發展，植物工廠似乎并未達到預期——業內人士稱，即使在自動化種植技術領先的日本，植物工廠也有大約70%是不盈利的。不過，日本政府正加大農業領域的投資，很多著名的日本電子企業如松下、富士通、東芝等也都紛紛涉足這一新興行業，希望通過技術革新，帶來與傳統農業相比更具競爭力的新一代植物工廠。
70%的植物工廠靠政府補貼
據《福布斯》雜志近日報道，在上周于東京舉行的溫室園藝與植物工廠展上，松下公司市場營銷和業務規劃部經理松葉正樹（音譯）說，目前日本的植物工廠有大約70%無法實現盈利，他個人甚至認為，這一數字應該接近90%。
松葉的說法得到了其他參展商的認同。如果不是靠政府補貼，很多植物工廠的經營者恐怕早已被淘汰出局。鑒于日本被認為是植物工廠技術的領導者之一，可想而知，在世界其他地區的植物工廠也是在政府的幫助下才得以生存的。
有多重原因造成了植物工廠虧本的現狀，其中，運營成本高是一個明顯的因素。在日本，大多數植物工廠都使用熒光燈來提供可控的人工照明。熒光燈不僅不節能，還散發大量的熱，需安裝空調來降溫，因此電力消耗較多。雖然近年來在大規模推廣用節能的LED取代熒光燈，但植物工廠的農民們普遍缺乏相關知識，不能有效利用LED照明技術。另外，很多植物工廠的自動化程度不夠，不得不使用昂貴的人工，也增加了運營費用。
而備受關注的植物工廠的產出只有60%到70%，這和家庭種植的收成差不多。在植物工廠內，果蔬是在一層層的栽培架上生長的。松葉說，由于溫度不均，影響了植物的生長速度，最終導致個體大小存在差異。
新系統可將運營成本減半
不過，有些企業希望能改變現狀。松下公司表示，將提供一種自動化培植系統，將產出率提高到95%，運營成本削減一半，讓植物工廠成為“一個無需政府補貼也能盈利的行業”。
新系統將使用先進的LED照明，用電量可削減60%；智能空調可以讓天花板和地面的溫差控制在1.5攝氏度以內，而傳統植物工廠里的溫差可達到4攝氏度到6攝氏度；自動化補植和施肥系統則可使人工成本減半。松葉說，新系統的起售價為200萬美元，預計7到8年就可收回投資成本。
與超市所售的普通生菜相比，這種新系統生產的生菜品質更高、味道更好，但價格也會貴出一倍。
電企加入有望讓菜價更親民
近年來，日本多家電子企業紛紛試水開辦植物工廠。
富士通2012年開始運行一個基于云的it服務，可為戶外農業和溫室農業管理的各個方面提供支持，之后又將這一服務延伸到了植物工廠。2013年，富士通利用政府補貼將其位于福島縣的一個半導體工廠進行部分改裝，為有特殊飲食需求的人們生產低鉀蔬菜。
東芝兩年前也將位于橫須賀的一個閑置半導體工廠改建為東芝潔凈室內農場，在無菌條件下種植生菜、菠菜、水菜和草藥。
未來公司聲稱，已經將位于千葉縣的一個廢棄芯片廠建成世界最大的植物工廠，采用GE制造的LED照明，每天可生產多達10000顆生菜。
提升植物工廠的經濟效益和社會效益的戰略探討
由于植物工廠初期建設成本較高、能耗較大，設備折舊與運行成本較高，其產量與品質必須高于其他生產方式，或者在價格上更具競爭力，才能獲得較高的效益。應從下面幾點重點突破：
1、大幅降低初期建設成本和運營成本
植物工廠的建設與設備成本主要包括建筑、照明設備、電器設備、空調設備、給排水設備、水耕栽培設備、配套機械以及工程費用等，其中建筑、照明及栽培設備等費用約占全部成本的70%以上。在降低建筑成本方面，可以利用廢棄廠房、建筑物地下室等進行建設；在栽培設備方面，盡可能選用標準化民用材料和裝備，如采用標準化貨架等；LED的選用應從滿足植物生產需要出發，研發出簡單實用但不一定美觀的專用燈具。
2、顯著提升系統光效與能效
光效與能效提升是大幅減少運行費用的關鍵，采用LED替代熒光燈以及根據植物從苗期到收獲期的光配方需求進行光環境的動態優化調節，甚至設計出上下可移動光源、可調節光斑大小的聚光光源等，降低光源能耗；同時，采用引進室外新風的光-溫耦合節能降溫方法以及智能環境控制系統，減少空調能耗。
3、大幅提高植物工廠產量、品質與經濟效益
產量與品質的大幅度提升是獲得經濟效益的關鍵。在提高產量方面，一方面可以通過精準調控環境與營養要素，提升植物產量，另一方面可以根據植物的發育特征，分階段、分區域進行培育，以提高各階段的生產效率和產量；在提高品質方面，可以通過營養調控和光調控等手段，提高VC、可溶性糖以及其他功能品質。此外，可以通過選用一些功能性蔬菜或藥用植物等進行種植，提高植物工廠產值。
4、注重植物工廠與城市生活的結合
城市居民既有對潔凈安全蔬菜的物質需求，也有對構建“綠色空間”的精神需求。植物工廠可以與城市家庭、社區、學校、醫院、賓館、餐廳、購物廣場和超市等相結合，形成不同規格、不同形式的植物工廠產品，讓植物工廠在城市中無所不在，形成分布式、網絡化的都市植物工廠應用體系，在為城市居民就近提供新鮮蔬菜的同時，還能營造舒緩心情的綠色生態空間。植物工廠與現代城市的結合，必將會顯著提升植物工廠的經濟效益和社會效益。
結語
在7月27日，日本首相安倍晉三宣布了總額2660億美元的一攬子經濟刺激方案，其中大部分將用于提高日本的農業產量。新政策的出臺必將推動這些企業展開更激烈的競爭，隨著技術的不斷革新，未來植物工廠生產的蔬菜在價格上將比超市普通蔬菜更有優勢。
