發展LED植物工廠「路」在何方

根據聯合國估計,到2050年全球人口將再增加30億人,這表示人類需要額外開發10億公頃的耕地,才可避免糧食短缺;但全球可以耕種的農地幾乎都已開發,因此植物工廠成為解決糧食危機的重要關鍵。

許多先進國家已紛紛投入植物工廠,因為它不但可以解決糧食危機,且不受環境日益惡化影響。植物工廠儼然成為未來農業發展趨勢。

不過,台灣缺乏農企業,導致多數植物工廠都是100平方公尺以下的小型工廠,大多是實驗室或開放式產線,且大多栽種便宜的蔬果,導致虧本連連,但仍吸引許多大企業積極投入。

整體而言,台灣除了糧食價格不穩定之外,還面臨自給率年年衰退狀況,至今只剩3成左右,與日、韓相比,台灣雖有更優越的糧食生長環境,但自足率卻較低,植物工廠的建設不僅可幫助台灣穩定糧食價格,也可望在未來提升糧食自給率,但在台灣推行植物工廠是否可行,值得仔細探究。

植物工廠光源是關鍵

植物工廠集四大要點於一身,才能發揮最大效益,包含建築、設備、環境控制、生長材料,當然這四大要素也是相輔相成,並非缺一不可。植物工廠分為三種,陽光利用型、陽光與人工光源並用型及完全人工光源密閉型。

植物工廠的設備需要由各個不同產業一起結合而成的產物,包含燈源、風扇、濕度計、水源調整、二氧化碳供應設備等,其中以光源最為關鍵,少了光源的植物工廠就不是人工光源工廠,而是仰賴陽光的溫室。其他像二氧化碳則是可有可無,增加二氧化碳排放主要為讓植物的生長更快、更好。

人工光源是密閉式植物工廠最主要的關鍵設備之一,光源又可分CCFL、金屬鹵素燈、高壓鈉燈、螢光燈和LED燈。日本的植物工廠多採用螢光燈管做為人工光源,因為在幾年前LED燈的價格高於螢光燈管10倍以上,以投資角度來看,選擇螢光燈管較為合適;但隨著LED燈的價格快速下滑,已有愈來愈多廠商採用LED植物燈。

由於密閉式植物工廠平均點燈時間約12至18小時,電力耗費成為植物工廠的一大考慮。現今LED整體產業供過於求,導致價格下滑快速,已有多家廠商將LED照明投入植物工廠,且得到不錯效果,但初期投入成本仍高於T5螢光燈管及高壓鈉燈,不過壽命長、省電、體積小,達到全光譜光源、沒有熱輻射等優點,讓LED在植物工廠的應用快速崛起。

技術不同視環境改良

各國植物工廠技術發展大不相同,因應不同氣候、設備等進行改良,其中又以日本植物工廠發展環境與台灣植物工廠發展環境最為相近。

以荷蘭的植物工廠來說,多以栽種花卉、香草為主,目前荷蘭多數的植物工廠仍以陽光型為主,但因高緯度的地理位置,晝短夜長,多採用高壓鈉燈進行補光。荷蘭是目前植物工廠發展最好的國家,最新發展的園藝作物永續節能溫室生產技術與應用,結合了LED等人工光源的光照技術、光質、光通量,以及遠程自動監控系統等,有效提升生產質量。未來荷蘭的植物工廠發展目標是溫室村(Zonneterp)的概念,其中重複利用的概念,節省能源及水源,達到自給自足。

而為解決城市二氧化碳日益嚴重問題,美國Despommier教授提出在城市中建造大型建築農場,除可吸收二氧化碳,還可利用城市污廢水來灌溉食物,一樓可以開設賣場和餐廳,直接讓消費者使用,也同時節省運送時的費用和排碳量。也就是說,北美國家正朝向垂直立體農業建築的方向發展,這點對於台北市這種寸土寸金的都市並不具效益,但在偏遠地區或廢棄工業大樓,的確可以進行改良,重新啟用,不僅可減少土地利用,也可增加栽種密度。

亞洲國家以日本發展最為快速,但中國大陸和韓國也急起直追。這三個國家都有一共通點,就是政府積極補助,其中以日本最早,在2009年便針對植物工廠提出高達150億日圓補助,而大陸也在「十二五計劃」中,列有獎勵精緻農業,韓國政府則是在電力支出及設廠上提供優惠。

反觀台灣,政府不但沒有直接補助方案,還有休耕補貼,農家不種田也可以領錢,因此目前許多農田休耕,自然導致台灣農產品自給率不足;加上台灣缺少農企業,植物工廠難以發展。目前全球植物工廠成本都比農地耕種高,若無政府補助實在難以發展。

借鑑日本加強銷售通路

台灣擁有許多配置植物工廠設備的優勢,包含農業改良研發技術、LED產業等,透過各國的成功發展軌跡及經驗檢視,可以看出台灣發展植物工廠的機會與挑戰。

各國的植物工廠發展環境,以日本和台灣最為相近,日本現有100多家植物工廠,但真獲利的僅有3家。這3家植物工廠之所以能成功,主要原因有二:(1)擁有長久的經營經驗,且設備已經回本,開始轉向營收;(2)廠商都有確定的銷售通路。這兩點是台灣需要學習的經驗,台灣植物工廠的經營模式大多結合餐廳、農場,讓消費者可以直接體驗,也因為新奇,假日常常爆滿,但這類型的植物工廠大多是中小型生產基地,難以達到以量制價,相對的,固定成本也比大量生產來得高。因此,台灣廠商可以倣傚日本,與連鎖餐廳合作,或倣傚韓國,在大賣場內直接有開放式的植物工廠,現摘現賣,不僅可以減少運送成本,消費者也會對看得到的種植蔬果較為安心。

提高附加價值整合出擊

植物工廠是一大趨勢,但因單價高,難以和農地媲美,如何提升需求是一大關鍵。其實植物分很多種,目前大多數台灣的植物工廠都是種植萵苣類蔬菜,因為生長週期短,也較容易種植,但價格也相對較低,難以回本。

考慮經濟效益,台灣植物工廠未來應該走向生醫科技,結合生技,種植高單價產品,並附加植物價值,才有機會轉虧為盈,否則以台灣的氣候,植栽需吹冷氣的情況,實在難以獲利。

台灣植物工廠還有另一大問題,一開始廠商為了節省成本,缺少很多系統設備,如室內濕度控制、氣流控制、二氧化碳控制等,這也讓植物生長環境不如當初實驗室理想,導致植物生長難以達到預期。

植物工廠因投入成本高,加上營運費用也不低,導致多家廠商虧損,因此,要如何提升植物的價值就是關鍵,台灣雅聞香草植物工廠就是最好的案例,該工廠由雅聞生技集團投資,種植含有特殊成分的植物,提煉其成分融入保養品中販賣,而保養品的價格遠高於植物,可藉由保養品平衡營收。

另外,台灣氣溫偏高,對於建立植物工廠環境不甚理想,但廠商可以走向設備出口,且不能只想LED,應聯繫上下游設備,提供系統整合才有利基。


來源:拓墣產業研究所

RSS RSS     print 列印         announcements 線上投稿        
瀏覽人次:7178
【免責聲明】
1、「LEDinside」包含的內容和資訊是根據公開資料分析和演釋,該公開資料,屬可靠之來源搜集,但這些分析和資訊並未經獨立核實。本網站有權但無此義務,改善或更正在本網站的任何部分之錯誤或疏失。
2、任何在「LEDinside」上出現的資訊(包括但不限於公司資料、資訊、研究報告、產品價格等),力求但不保證資料的準確性,均只作為參考,您須對您自主決定的行為負責。如有錯漏,請以各公司官方網站公佈為準。
【版權聲明】
「LEDinside」所刊原創內容之著作權屬於「LEDinside」網站所有,未經本站之同意或授權,任何人不得以任何形式重制、轉載、散佈、引用、變更、播送或出版該內容之全部或局部,亦不得有其他任何違反本站著作權之行為。