植物工廠、植物照明已成了LED企業投資的熱點，業界預計2021年全球LED植物照明系統市場規模將超過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）的無人化垂直農業生產系統也即將完成中試、進入推廣與應用階段。
中國科學院植物研究所研究員、中科三安光生物產業研究院院長李紹華向第一財經記者表示，無人化智能植物工廠生產的時代正在到來，潛力很大，同時也存在很大的挑戰。
植物照明“按下快進鍵”
幾年前，第一財經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業園的中科三安植物工廠時，第一財經記者發現，中國本土植物照明、植物工廠近年迅速發展，規模和產業化進程已經不亞于外資企業。
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業的布局，項目設計投資70億元，包括計劃建設占地200畝的植物工廠研究院和已建成占地300畝的植物工廠產業化基地，基地設在福建泉州、安徽六安和美國拉斯維加斯。
目前國內植物工廠種植的植物種類，已經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器植物工廠等。
據李紹華介紹，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。”
第一財經記者了解到，中科三安植物工廠的袋裝蔬菜已經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；三是垂直農業，多層栽培，生產環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備，大的項目可進行技術入股。”
而國星光電在植物照明領域也投入多年，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、由熒光粉激發的非連續光譜及連續光譜的全光譜系列和陽光型全光譜系列LED產品，滿足植物不同光譜需求，可根據客戶光譜需求定制。
事實上，2020年在疫情之下，中國的農業植物照明市場增長迅速，因為人工照明培養出來的菜沒有農藥和病蟲害，而且能相對減少物流對蔬菜供應的影響。第一財經記者去年10月在廣州國際照明展獲悉，昕諾飛在四川、武漢和上海已設有試點項目，歐司朗去年在中國的植物照明業務起碼翻三四倍。
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，許多農戶在收獲作物時遭遇困難。富士經濟調查公司稱，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、所產植物售價較高等難題，如何形成真正的盈利模式還需要產業鏈上下游共同努力。
據李紹華介紹，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，主要是設備投資及潔凈裝修。能否實現盈利，除了看植物產量，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農民的勞動價值，未來農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、生產效率高，且菜沒有農藥、無重金屬，售價自然要比傳統溫室植物高，而在發達的國家，如日本，植物工廠的生菜也僅比溫室生菜高20%。
“現在日本有40%的植物工廠是賺錢的，規模大、做得好的是能賺錢的。”李紹華說，因為消費者愿意為品質更好的農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展，成為高效農業系統的重要組成部分。
中科三安還正在研制無人化垂直農業生產系統。第一財經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過程及裝備清洗全自動化的垂直農業生產系統。
這個系統將在今年投放市場。現在正在海南做小規模的展示建設，為4月的博鰲論壇提供可參觀展示的蔬菜全自動化生產植物工廠。李紹華透露，未來無人化垂直農業生產系統最大可以做到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、日本等發達國家的市場做推廣，也會在國內大城市里進行推廣應用，因為這些地方的勞動力成本非常高。
植物工廠產品成本主要由折舊、勞動力成本和電費三部分組成，降低生產過程電能消耗將是未來植物工廠生產系統的重要發展方向之一。中科三安開發的高光效植物自動化生產系統也正處于中試階段，該系統在生產過程中能根據植株大小進行自動位移，從而實現光能的高效利用。
國家智慧植物工廠聯盟主席、中國農業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層的植物工廠生產系統，未來可在一帶一路等海外國家市場推廣。
楊其長向第一財經記者表示，目前中國已經成為世界植物工廠發展最快的國家，截至2020年底各種規模的植物工廠已達220座以上，植物工廠的產品正逐漸走向城市居民的消費端，一大批小型LED植物生產裝置也在不斷進入居民家庭，植物工廠已經成為都市農業的重要組成部分。隨著人類新的低成本再生能源的開發，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，植物工廠將會在現代農業發展中無所不在，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、農業、服務業的融合。
