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垂直農(nóng)業(yè)未來(lái)已來(lái),把“農(nóng)田”搬進(jìn)大樓,讓農(nóng)業(yè)回歸城市

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垂直農(nóng)業(yè)未來(lái)已來(lái),把“農(nóng)田”搬進(jìn)大樓,讓農(nóng)業(yè)回歸城市

4大問(wèn)題待解,垂直農(nóng)業(yè)的痛點(diǎn)剖析。

圖片來(lái)源:Unsplash-Steven Weeks

文|35斗

8月9日,2022光明多多垂直農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn)賽暨第三屆“多多農(nóng)研科技大賽”正式啟動(dòng),賽事的開(kāi)展將為垂直農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新、探索現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展新模式提供不菲助力,這一舉措也將持續(xù)為垂直農(nóng)業(yè)新技術(shù)、新裝備的研發(fā)和推廣開(kāi)展積極的嘗試。

在科技的助力下,垂直農(nóng)業(yè)將如何在城市中開(kāi)拓農(nóng)田?是否真的能讓城市中的居民“歸園田居”?

在城市當(dāng)“農(nóng)夫”,垂直農(nóng)場(chǎng)把“農(nóng)田”搬進(jìn)大樓

20世紀(jì)初,美國(guó)地質(zhì)學(xué)家吉爾伯特·埃利斯·貝利提出了“垂直農(nóng)業(yè)”這一概念,自此,眾多從業(yè)者對(duì)其展開(kāi)了長(zhǎng)期的探索和研究;2007年,美國(guó)哥倫比亞大學(xué)教授迪克遜德斯帕米爾正式提出“垂直農(nóng)場(chǎng)”,作為獲取食物、處理廢棄物的新途徑,垂直農(nóng)場(chǎng)受到了人們的熱捧。

以類似于高樓的發(fā)展模式,通過(guò)可再生資源和溫室技術(shù)等手段模擬作物在生長(zhǎng)過(guò)程中所需的水、陽(yáng)光以及溫度等,促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng),對(duì)滿足高密集度城市生活、維護(hù)糧食安全、保障供應(yīng)鏈的穩(wěn)定、確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性有著極大作用。根據(jù)中農(nóng)智聯(lián)的分類,目前,垂直農(nóng)業(yè)已有13種創(chuàng)新技術(shù)及其應(yīng)用,各個(gè)國(guó)家也紛紛對(duì)其展開(kāi)了研究。

圖:垂直農(nóng)業(yè)的13種創(chuàng)新技術(shù)及其應(yīng)用,數(shù)據(jù)來(lái)源:中農(nóng)智聯(lián)

圖:部分地區(qū)和國(guó)家發(fā)展垂直農(nóng)業(yè)概況一覽,數(shù)據(jù)來(lái)源:PlugandPlay

技術(shù)始終要為人服務(wù),垂直農(nóng)場(chǎng)的出現(xiàn)也是為了讓城市的資源與空間得到充分利用。數(shù)據(jù)顯示,一座占地僅僅只有1.3萬(wàn)平方米、58層高的“垂直農(nóng)場(chǎng)”,其產(chǎn)量相當(dāng)于一個(gè)四百多萬(wàn)平方米的傳統(tǒng)農(nóng)場(chǎng),足夠?yàn)槿娜f(wàn)人提供一年的糧食和蔬菜。

此外,垂直農(nóng)業(yè)能夠?yàn)椤皽p碳”貢獻(xiàn)力量,在離消費(fèi)城市更近的地方種植作物,能夠大大減少和消除運(yùn)輸中常見(jiàn)的食物浪費(fèi),用于農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)慕煌üぞ叩某杀竞蜌怏w排放量也會(huì)更低,能夠?qū)鉀Q全球氣候變暖提供助力。

垂直農(nóng)場(chǎng)為城市居民帶來(lái)最直觀的感受莫過(guò)于近地城市蔬菜供應(yīng)鏈的暢通使得消費(fèi)者“菜籃子”中的菜品變得更加新鮮,無(wú)農(nóng)藥的施用也使得垂直農(nóng)場(chǎng)避免了農(nóng)殘污染等,食物質(zhì)量變得更加可控,保障了“盤(pán)中餐”的安全。

蓄勢(shì)待發(fā),垂直農(nóng)業(yè)已有諸多利好

從誕生伊始,垂直農(nóng)業(yè)就被人們寄予了厚望,近幾年,垂直農(nóng)業(yè)正在以井噴式的速度生長(zhǎng)。聯(lián)合市場(chǎng)研究公司分析預(yù)測(cè),室內(nèi)垂直農(nóng)場(chǎng)領(lǐng)域的投資額將從2018年的14億美元增至2026年的180億美元。2021年10月,Insight Partners公司研究指出,垂直農(nóng)業(yè)市場(chǎng)份額將從2021年的43億美元增長(zhǎng)到2028年的198.64億美元。

垂直農(nóng)業(yè)的發(fā)展正不斷吸引各界關(guān)注的目光,已乘勢(shì)而起。近年來(lái),各大相關(guān)企業(yè)不斷傳來(lái)的獲得融資的消息就是最好的說(shuō)明。

圖:全球部分垂直農(nóng)場(chǎng)獲得融資情況,數(shù)據(jù)來(lái)源:Crunchbase

垂直農(nóng)業(yè)的發(fā)展也帶動(dòng)了相關(guān)衍生需求品的發(fā)展。目前,全球與垂直農(nóng)場(chǎng)相關(guān)的現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)正蓬勃向上,日后,隨著作物品種的增多,對(duì)LED植物燈的需求也會(huì)不斷攀升,LED燈的發(fā)展也會(huì)為垂直農(nóng)業(yè)的建設(shè)注入強(qiáng)勁動(dòng)力。海外市場(chǎng)上,英飛特、飛利浦、日本昭和、日本松下等企業(yè)都已在此領(lǐng)域進(jìn)行了布局,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上,中科三安、晶元光電、華燦光電等也紛紛對(duì)LED植物燈展開(kāi)了懷抱。預(yù)計(jì)2026年,LED植物燈市場(chǎng)規(guī)模將高達(dá)30億美元。

同樣欣欣向榮的還有機(jī)器人和無(wú)人機(jī)等設(shè)備,二者對(duì)實(shí)現(xiàn)垂直農(nóng)場(chǎng)的控制和監(jiān)控等方面起著重要作用,對(duì)于削減成本、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)有著不可替代的優(yōu)勢(shì)。借助上述設(shè)備,AeroFarms開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)已通過(guò)概念測(cè)試,已計(jì)劃將擴(kuò)大應(yīng)用到AeroFarms的所有作物及未來(lái)的室內(nèi)垂直農(nóng)場(chǎng)中。

眾多配套設(shè)施的蓬勃發(fā)展為垂直農(nóng)業(yè)的普及和推廣夯實(shí)了地基,未來(lái),隨著行業(yè)的不斷變革,相信垂直農(nóng)業(yè)的各個(gè)模塊也會(huì)迎來(lái)快速的上升期。

讓農(nóng)業(yè)回歸城市,垂直農(nóng)業(yè)將如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)?

經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展加快了人類社會(huì)的發(fā)展和現(xiàn)代化、城市化的進(jìn)程,這一現(xiàn)狀也要求食物生產(chǎn)系統(tǒng)以少量的勞動(dòng)力、有限的土地資源和水資源去哺育城市中越來(lái)越多的人口。

較低的土地使用度是讓農(nóng)業(yè)走進(jìn)都市、靠近城市消費(fèi)者的一大優(yōu)勢(shì),更是鏈接城市與農(nóng)業(yè)的新紐帶和新橋梁,對(duì)解決城市“無(wú)地可種”的難題提供了解題思路。垂直農(nóng)場(chǎng)的建立除能解決城市居民“生存”問(wèn)題外,還能大幅提高生活幸福度,其被賦予的休閑、娛樂(lè)功能也是城市居民所喜聞樂(lè)見(jiàn)的。

除此之外,垂直農(nóng)場(chǎng)還能徹底擺脫過(guò)去“看天吃飯”的窘境,大大減少因干旱、洪澇等自然災(zāi)害影響而造成的經(jīng)濟(jì)損失。垂直農(nóng)場(chǎng)中生長(zhǎng)的作物,能夠高度避免天災(zāi),擺脫生產(chǎn)過(guò)程中土壤、地理氣候等的束縛,有效提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量,其統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)度也能“更上一層樓”。

過(guò)去,民眾不易獲得的新鮮食物,也能通過(guò)垂直農(nóng)場(chǎng)得以解決,其甚至可被直接建立在廚房或自家后院中,這也是垂直農(nóng)場(chǎng)發(fā)展傳達(dá)出的重要信息。屆時(shí),新鮮食物的“唾手可得”或?qū)⒆兊孟∷善匠!?/p>

垂直農(nóng)業(yè)未來(lái)將去往何處?

關(guān)于垂直農(nóng)業(yè)的未來(lái),從業(yè)者們對(duì)其有著無(wú)盡的想象空間,未來(lái)以“技術(shù)”為畫(huà)筆,定會(huì)擘畫(huà)出屬于垂直農(nóng)業(yè)的美好藍(lán)圖。

“我看好它的未來(lái),也好及早兌現(xiàn)我們對(duì)它的期待?!?/p>

國(guó)家電投江洲電投生態(tài)科技公司銷售總監(jiān)陳世琳表示,垂直農(nóng)業(yè)在全球發(fā)展極不平衡,它最先在歐美日等地汲取最豐厚的營(yíng)養(yǎng),并結(jié)出璀璨的花朵。在中國(guó),室內(nèi)垂直農(nóng)業(yè)才剛剛走過(guò)15-20年的時(shí)間,落后于先進(jìn)技術(shù)5-10年。先進(jìn)國(guó)家先進(jìn)產(chǎn)業(yè)為我們做好了示范,國(guó)內(nèi)最近六七年的迅猛發(fā)展,使得我們規(guī)模上逐步追上了先行者。

但能否和很多產(chǎn)業(yè)一樣,未來(lái)能夠在垂直農(nóng)業(yè)的領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)彎道超車?這個(gè)問(wèn)題具有很大不確定性。在垂直農(nóng)業(yè)這一領(lǐng)域,我國(guó)是技術(shù)的使用者,而非體系的開(kāi)創(chuàng)者。從育種到專業(yè)種植,在某些方面我們都落后于人。

通過(guò)對(duì)全球幾家垂直農(nóng)業(yè)企業(yè)最近3-5年的融資分析,會(huì)有一個(gè)意外的發(fā)現(xiàn),即最近幾年垂直農(nóng)業(yè)走上了互聯(lián)網(wǎng)風(fēng)投估價(jià)模式,這一現(xiàn)象的深層原因來(lái)源于農(nóng)產(chǎn)品無(wú)法在定價(jià)上謀取更大的利益。未來(lái),垂直農(nóng)業(yè)最核心的部分,一定是數(shù)據(jù),包括環(huán)境調(diào)控?cái)?shù)據(jù)、光配方調(diào)控?cái)?shù)據(jù)、各種營(yíng)養(yǎng)配方數(shù)據(jù)……其最具價(jià)值的部分,一定是內(nèi)外兩個(gè)平臺(tái),關(guān)系著供應(yīng)鏈管理、渠道管理、客戶畫(huà)像管理和運(yùn)營(yíng)效率。

但垂直農(nóng)業(yè)較傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)來(lái)說(shuō),仍存在桎梏。無(wú)論從國(guó)家、民族、歷史、文化、科技發(fā)展,還是從種植品種、種植規(guī)模、種植成本、種植模式來(lái)看,垂直農(nóng)業(yè)從一定程度上來(lái)講是時(shí)代的“弄潮兒”,而傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)則“根深蒂固”,持續(xù)地在為糧食安全做支撐,兩者相輔相成。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)完成不了的,垂直農(nóng)業(yè)則是最佳的選擇和替代,但其還是無(wú)法替代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的波瀾壯闊和多樣性。

從多部描繪未來(lái)場(chǎng)景的科幻影像作品,以及現(xiàn)實(shí)的國(guó)內(nèi)外垂直農(nóng)業(yè)落地項(xiàng)目來(lái)看,室內(nèi)垂直農(nóng)業(yè)更象是人類和自然之間博弈平衡的產(chǎn)物。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)依賴于對(duì)天氣的預(yù)測(cè)、對(duì)自然的馴化和利用,而垂直農(nóng)業(yè)更專注于對(duì)生長(zhǎng)因素的完全控制,對(duì)植物商品化的最合理程度的干預(yù)和調(diào)節(jié)。當(dāng)然,室內(nèi)垂直農(nóng)業(yè)種植品種的局限性及種植經(jīng)濟(jì)性方面的問(wèn)題始終讓人無(wú)法忽視。

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)解決了全世界人口的吃飯問(wèn)題,這是最大公約數(shù)的實(shí)力體現(xiàn)。而垂直農(nóng)業(yè)傾向于滿足兩個(gè)需求,即蔬菜供給到達(dá)不了的地方和最具購(gòu)買(mǎi)力人群的需要。前一個(gè)需求是雪中送炭、是剛需,后者則是市場(chǎng)要素重新配置的一種必然。

但無(wú)論如何,未來(lái)的市場(chǎng)上,定會(huì)有屬于垂直農(nóng)業(yè)的一畝三分地,垂直農(nóng)業(yè)的未來(lái),已經(jīng)悄然到來(lái)。

安徽賜壽植物工廠有限公司、中國(guó)植物工廠網(wǎng)創(chuàng)始人表示,與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比,以智能垂直農(nóng)業(yè)為標(biāo)志的智能農(nóng)業(yè)與垂直農(nóng)場(chǎng)可節(jié)約大量土地資源、水資源、人力資源和肥料資源,相較于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè),其能夠創(chuàng)造幾十倍甚至上百倍的產(chǎn)量和效益。在技術(shù)上,垂直農(nóng)業(yè)也有著顛覆傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的新舉措,從露天轉(zhuǎn)入室內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn),從按季生產(chǎn)轉(zhuǎn)為周年不間斷持續(xù)生產(chǎn),從化學(xué)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)為物理農(nóng)業(yè),從資源浪費(fèi)型轉(zhuǎn)為資源節(jié)約型。

隨著“十四五”規(guī)劃的實(shí)施,鄉(xiāng)村振興,共同富裕戰(zhàn)略的共同推進(jìn),以及疫情常態(tài)化狀態(tài)下,垂直農(nóng)業(yè)將迎來(lái)快速發(fā)展的機(jī)遇期。同時(shí),隨著園柱式、方柱式、兩面式、金字塔式、多面體式植物工廠立體智能裝備大量進(jìn)入市場(chǎng),垂直農(nóng)場(chǎng)“個(gè)把平米,套把裝備,千把塊本,噸把重菜,萬(wàn)把塊錢(qián)”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)也將“近在眼前”。未來(lái),我國(guó)垂直農(nóng)業(yè)定能占領(lǐng)世界農(nóng)業(yè)制高點(diǎn),實(shí)現(xiàn)垂直農(nóng)場(chǎng)無(wú)處不在的美好愿景。

括而言之,屬于垂直農(nóng)業(yè)的美好藍(lán)圖已緩緩在人們面前展開(kāi),未來(lái),待相關(guān)的技術(shù)、成本、設(shè)備等問(wèn)題得到妥善解決后,眾多企業(yè)和機(jī)構(gòu)甚至是個(gè)人定會(huì)以垂直農(nóng)業(yè)為“畫(huà)筆”,擘畫(huà)出一個(gè)充滿巨大想象力的空間。

4大問(wèn)題待解,垂直農(nóng)業(yè)的痛點(diǎn)剖析

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和城市需求的不斷增加,人們對(duì)作為城市新型農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的垂直農(nóng)業(yè)飽含期待,但如果想要將垂直農(nóng)業(yè)大面積鋪開(kāi)推廣,仍需直面現(xiàn)實(shí)存在的困難和爭(zhēng)議,合力攻堅(jiān)克難。

一是能耗。能耗是發(fā)展垂直農(nóng)業(yè)必須邁過(guò)的坎,在垂直農(nóng)場(chǎng)中,一公斤食物的產(chǎn)出需要消耗38.8千瓦時(shí)的能量,相當(dāng)于一臺(tái)洗衣機(jī)中洗17件衣服所耗費(fèi)的能量。這其中,為保證環(huán)境氣候溫和與一致性,植物生長(zhǎng)過(guò)程中所必須利用的陽(yáng)光被數(shù)以百千計(jì)的LED補(bǔ)光燈所代替,數(shù)據(jù)顯示,如若想用垂直農(nóng)業(yè)方式生產(chǎn)出美國(guó)全年的小麥產(chǎn)量,僅補(bǔ)光用電所需的電量就是美國(guó)所有電站1年生產(chǎn)總電量的8倍,能耗驚人。

二是產(chǎn)品價(jià)格。高昂的成本使得垂直農(nóng)業(yè)食品的售價(jià)較傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品高出一至數(shù)倍,以生菜為例,垂直農(nóng)場(chǎng)產(chǎn)出的生菜價(jià)格高達(dá)30~40元/斤,相較于普通生菜3元/斤,這個(gè)價(jià)格的確讓人“望而生畏”,普通民眾消費(fèi)意愿不高。要想通過(guò)提供有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格吸引消費(fèi)者的目光,在目前看來(lái)仍是道阻且長(zhǎng)。

三是技術(shù)儲(chǔ)備。盡管垂直農(nóng)業(yè)風(fēng)已起,但中國(guó)市場(chǎng)對(duì)其仍顯得較為“冷淡”,其生產(chǎn)操作困難、設(shè)備成本高等現(xiàn)狀需提前進(jìn)行相應(yīng)技術(shù)儲(chǔ)備,需要從業(yè)者進(jìn)行精細(xì)化的操作調(diào)試,并對(duì)從業(yè)者提出了極高的專業(yè)技術(shù)支持的嚴(yán)峻考驗(yàn),但技術(shù)人才、經(jīng)營(yíng)人才的不足使得我國(guó)垂直農(nóng)業(yè)的發(fā)展顯得心有余而力不足。作為一項(xiàng)顛覆性的技術(shù),避免因技術(shù)成本而出現(xiàn)的“技術(shù)鴻溝”也是當(dāng)前值得思考的大事。

四是軟、硬件方面的問(wèn)題。安徽賜壽植物工廠有限公司、中國(guó)植物工廠網(wǎng)創(chuàng)始人余錫壽表示:現(xiàn)階段垂直農(nóng)業(yè)技術(shù)在軟硬件方面的不足主要表現(xiàn)在智控裝備傳感系統(tǒng)檢測(cè)單一、決策系統(tǒng)不全面、所需的營(yíng)養(yǎng)液離子傳感器還未面世等問(wèn)題,還有待相關(guān)領(lǐng)域從業(yè)者大膽創(chuàng)新,真正解決共性問(wèn)題和關(guān)健問(wèn)題。

國(guó)家電投江洲電投生態(tài)科技公司銷售總監(jiān)陳世琳與余錫壽有著類似的看法,他表示,垂直農(nóng)業(yè)目前仍存在很多短板,未來(lái)必然會(huì)限制其技術(shù)應(yīng)用和潛能的發(fā)揮。在軟件方面,垂直農(nóng)業(yè)的植物生產(chǎn)數(shù)據(jù)包(基質(zhì)配比、溫度、濕度、光照、水肥、CO2、通風(fēng)等)還不健全,無(wú)法標(biāo)準(zhǔn)化,異地復(fù)制會(huì)有可能成為空談。另外,在果、菜方面,天敵和授粉昆蟲(chóng)的研究、繁育和應(yīng)用還存在很多不足,導(dǎo)致禾本科水果的種植往往在產(chǎn)量、果型和口感與規(guī)劃存在著極大的差異。

垂直農(nóng)業(yè)各家均有自己的專利技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),裝備標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一,不具備通用性。如種植架、種植盤(pán)、燈具,如嫁接、傷愈、移栽等專有設(shè)備,每家垂直農(nóng)業(yè)公司均有相當(dāng)大的差異,產(chǎn)業(yè)鏈不完整、局部閉環(huán),這嚴(yán)重阻礙了垂直農(nóng)業(yè)市場(chǎng)擴(kuò)散和投資者信心,更是需要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間的推廣和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)才會(huì)形成趨同的標(biāo)準(zhǔn)。

面對(duì)上述種種難題,作為未來(lái)人們擺脫糧食供應(yīng)鏈之苦的希望,垂直農(nóng)業(yè)路在何方?

已有先例可供參考,垂直農(nóng)業(yè)發(fā)展正當(dāng)時(shí)

前途是光明的,道路是曲折的。盡管前方有重重險(xiǎn)阻,但只要下定決心跨過(guò)去,等待我們的就是垂直農(nóng)業(yè)的光明未來(lái)。

要解決能耗問(wèn)題,還需厘清植物如何利用能源,垂直農(nóng)業(yè)的能源需求,能源優(yōu)化利用,城市社區(qū)能源循環(huán)利用的整合以及財(cái)務(wù)成本的計(jì)算等流程。

2021年,垂直農(nóng)業(yè)普查數(shù)據(jù)顯示,有將近64%的從業(yè)者未制定能源減少的具體流程,而近40%的種植者幾乎從未跟蹤過(guò)垂直農(nóng)場(chǎng)的能耗情況。盡管數(shù)據(jù)略顯“慘淡”,但這之中卻蘊(yùn)含著垂直農(nóng)場(chǎng)發(fā)展的機(jī)會(huì),即通過(guò)簡(jiǎn)單的方法和環(huán)節(jié)便能對(duì)垂直農(nóng)場(chǎng)的能耗進(jìn)行跟蹤,并在此基礎(chǔ)上找尋降低能耗的方式。如此一來(lái),發(fā)展垂直農(nóng)業(yè)的信心將會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)。

將植物置于特定的位置和角度能夠最大程度地利用光能,不僅能為植物提供充足的光照和適宜的溫度和生長(zhǎng)環(huán)境,合理地利用光能也能為降低能耗提供一份力。垂直農(nóng)業(yè)企業(yè)Agrify就讓我們看到了合理運(yùn)用技術(shù)的大好前景,通過(guò)在45082平方英尺的設(shè)施面積上設(shè)置的752個(gè)雙疊式AFVU(公司的垂直種植單元,該技術(shù)是市場(chǎng)上唯一為室內(nèi)垂直種植提供模塊化、分隔式小氣候種植系統(tǒng)的產(chǎn)品)、LED燈、高壓鈉燈( HPS)的傳統(tǒng)室內(nèi)種植室設(shè)備進(jìn)行對(duì)比,讓我們看到了無(wú)限可能。

圖:Agrify所用的垂直種植單元技術(shù)與LED燈、高壓鈉燈( HPS)的傳統(tǒng)室內(nèi)種植室設(shè)備進(jìn)行對(duì)比情況一覽,數(shù)據(jù)來(lái)源:Agrify招股書(shū),天風(fēng)證券研究所

風(fēng)能、太陽(yáng)能等綠色能源的整合也為提高垂直農(nóng)業(yè)的能源效率帶來(lái)了新的希望。目前,垂直農(nóng)場(chǎng)發(fā)展過(guò)程中,電力的使用是前期無(wú)可避免的巨額成本,但隨著技術(shù)的革新,越來(lái)越多企業(yè)正在開(kāi)發(fā)并使用起了綠色能源。其中,Bowery Farming就100%使用包括水電在內(nèi)的可再生能源為農(nóng)場(chǎng)提供動(dòng)力,前文所提到的風(fēng)力垂直農(nóng)場(chǎng)塔也為減少能源依賴提供了新的思路。作為獨(dú)立的綠色生態(tài)循環(huán)系統(tǒng),垂直農(nóng)業(yè)除能對(duì)太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源進(jìn)行充分利用外,其還能將一些無(wú)法利用的農(nóng)作物“變”作燃料,為城市供給可再生的清潔能源。

說(shuō)完能耗,我們?cè)賮?lái)討論種植者和消費(fèi)者都較為關(guān)心的成本和定價(jià)問(wèn)題。垂直農(nóng)業(yè)中作物的選擇對(duì)利潤(rùn)率有很大程度的影響,高價(jià)值作物是當(dāng)前在議價(jià)權(quán)和盈利方面看似雙贏的選擇。未來(lái),市場(chǎng)也許會(huì)催生出適用于垂直農(nóng)業(yè)種植方式的專用技術(shù),屆時(shí),產(chǎn)出率只是垂直農(nóng)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)武器之一,商業(yè)切入也許會(huì)從食品、泛食品等賽道切入,或延伸出文旅結(jié)合、休閑結(jié)合等模式或其余盈利模式。

以草莓為例,作為擁有高附加值的作物,種苗質(zhì)量參差不齊、行業(yè)機(jī)械化程度低、產(chǎn)業(yè)加工比例低、食品安全缺乏嚴(yán)格保障、貨架期短已成為制約草莓行業(yè)發(fā)展的幾大掣肘,作為美國(guó)Environmental Working Group(EWG)公益組織每年評(píng)選出來(lái)受農(nóng)藥污染最嚴(yán)重的水果和蔬菜榜單上的常駐第一名,室內(nèi)農(nóng)場(chǎng)種植草莓有著合理性及必然性。

針對(duì)以上草莓面臨的痛難點(diǎn),垂直農(nóng)業(yè)似乎都能對(duì)其進(jìn)行逐個(gè)擊破。垂直農(nóng)場(chǎng)中種植出的草莓不僅能針對(duì)不同品種研究差異化的生態(tài)區(qū)配套栽培技術(shù),還將采用如基質(zhì)栽培、水培等先進(jìn)機(jī)械和省力化栽培模式,運(yùn)用智能設(shè)施集成技術(shù)生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品的方式,也能減少對(duì)人工的依賴,滿足草莓全年的供應(yīng)和品質(zhì)穩(wěn)定;與此同時(shí),一套標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量安全體系建設(shè)也將應(yīng)時(shí)而生,并運(yùn)用到草莓生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)存、包裝、運(yùn)輸、銷售等環(huán)節(jié)中,確保產(chǎn)業(yè)鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格明確的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

不同的技術(shù)流派(基質(zhì)培養(yǎng)、水培、氣霧培層架式、旋轉(zhuǎn)式、垂直式模式)也為我國(guó)提出了多元化的技術(shù)和人才需求,當(dāng)前,已有先行者的經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。

圖:部分國(guó)家及代表性企業(yè)所采用技術(shù)情況一覽,數(shù)據(jù)來(lái)源:DeepTech深科技

技術(shù)問(wèn)題歸根到底還是人才的問(wèn)題,因地制宜、利用自然環(huán)境的獨(dú)特性發(fā)展垂直農(nóng)業(yè)、將智能農(nóng)業(yè)真正納入教育體系中、在國(guó)家層面引起重視對(duì)充分發(fā)揮人才作用有著極大的好處。地方政府的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化引導(dǎo)基金、專項(xiàng)債的存在往往也會(huì)為項(xiàng)目的立項(xiàng)和落地劈開(kāi)阻礙,這時(shí),更高的投資回報(bào)率、更好的高附加值種植方案,必然會(huì)發(fā)展為垂直農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向。

當(dāng)前,位于光明母港花博園區(qū)域的光明母港垂直農(nóng)業(yè)研究中心,匯集了多個(gè)國(guó)家、不同技術(shù)流派等多個(gè)種植形態(tài),用于室內(nèi)垂直農(nóng)業(yè)運(yùn)營(yíng)測(cè)試、數(shù)據(jù)收集、環(huán)控測(cè)試等,為智能化生產(chǎn)設(shè)備、溫室設(shè)備、軟件算法調(diào)試等農(nóng)業(yè)研究提供測(cè)試平臺(tái),也為吸引人才近悅遠(yuǎn)來(lái)提供了機(jī)會(huì)。

參考資料:

1.農(nóng)業(yè)行業(yè)觀察 《什么是垂直農(nóng)場(chǎng)?據(jù)說(shuō)可以喂飽地球97億人!》

2.上蔬源 《為什么垂直農(nóng)業(yè)需要抓住節(jié)能減排的大機(jī)遇?》

3.PlugandPlay 《垂直農(nóng)業(yè),一個(gè)可持續(xù)的未來(lái)?》

4.DeepTech深科技《垂直農(nóng)場(chǎng)Ⅱ: 農(nóng)業(yè)與工業(yè)的聯(lián)姻,技術(shù)才是核心競(jìng)爭(zhēng)力 》

5.《全球28家植物工廠/垂直農(nóng)場(chǎng)動(dòng)態(tài)盤(pán)點(diǎn)》

6.《垂直農(nóng)場(chǎng)滿足人類食物需求 讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)走進(jìn)都市》

本文為轉(zhuǎn)載內(nèi)容,授權(quán)事宜請(qǐng)聯(lián)系原著作權(quán)人。

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垂直農(nóng)業(yè)未來(lái)已來(lái),把“農(nóng)田”搬進(jìn)大樓,讓農(nóng)業(yè)回歸城市

4大問(wèn)題待解,垂直農(nóng)業(yè)的痛點(diǎn)剖析。

圖片來(lái)源:Unsplash-Steven Weeks

文|35斗

8月9日,2022光明多多垂直農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn)賽暨第三屆“多多農(nóng)研科技大賽”正式啟動(dòng),賽事的開(kāi)展將為垂直農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新、探索現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展新模式提供不菲助力,這一舉措也將持續(xù)為垂直農(nóng)業(yè)新技術(shù)、新裝備的研發(fā)和推廣開(kāi)展積極的嘗試。

在科技的助力下,垂直農(nóng)業(yè)將如何在城市中開(kāi)拓農(nóng)田?是否真的能讓城市中的居民“歸園田居”?

在城市當(dāng)“農(nóng)夫”,垂直農(nóng)場(chǎng)把“農(nóng)田”搬進(jìn)大樓

20世紀(jì)初,美國(guó)地質(zhì)學(xué)家吉爾伯特·埃利斯·貝利提出了“垂直農(nóng)業(yè)”這一概念,自此,眾多從業(yè)者對(duì)其展開(kāi)了長(zhǎng)期的探索和研究;2007年,美國(guó)哥倫比亞大學(xué)教授迪克遜德斯帕米爾正式提出“垂直農(nóng)場(chǎng)”,作為獲取食物、處理廢棄物的新途徑,垂直農(nóng)場(chǎng)受到了人們的熱捧。

以類似于高樓的發(fā)展模式,通過(guò)可再生資源和溫室技術(shù)等手段模擬作物在生長(zhǎng)過(guò)程中所需的水、陽(yáng)光以及溫度等,促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng),對(duì)滿足高密集度城市生活、維護(hù)糧食安全、保障供應(yīng)鏈的穩(wěn)定、確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性有著極大作用。根據(jù)中農(nóng)智聯(lián)的分類,目前,垂直農(nóng)業(yè)已有13種創(chuàng)新技術(shù)及其應(yīng)用,各個(gè)國(guó)家也紛紛對(duì)其展開(kāi)了研究。

圖:垂直農(nóng)業(yè)的13種創(chuàng)新技術(shù)及其應(yīng)用,數(shù)據(jù)來(lái)源:中農(nóng)智聯(lián)

圖:部分地區(qū)和國(guó)家發(fā)展垂直農(nóng)業(yè)概況一覽,數(shù)據(jù)來(lái)源:PlugandPlay

技術(shù)始終要為人服務(wù),垂直農(nóng)場(chǎng)的出現(xiàn)也是為了讓城市的資源與空間得到充分利用。數(shù)據(jù)顯示,一座占地僅僅只有1.3萬(wàn)平方米、58層高的“垂直農(nóng)場(chǎng)”,其產(chǎn)量相當(dāng)于一個(gè)四百多萬(wàn)平方米的傳統(tǒng)農(nóng)場(chǎng),足夠?yàn)槿娜f(wàn)人提供一年的糧食和蔬菜。

此外,垂直農(nóng)業(yè)能夠?yàn)椤皽p碳”貢獻(xiàn)力量,在離消費(fèi)城市更近的地方種植作物,能夠大大減少和消除運(yùn)輸中常見(jiàn)的食物浪費(fèi),用于農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)慕煌üぞ叩某杀竞蜌怏w排放量也會(huì)更低,能夠?qū)鉀Q全球氣候變暖提供助力。

垂直農(nóng)場(chǎng)為城市居民帶來(lái)最直觀的感受莫過(guò)于近地城市蔬菜供應(yīng)鏈的暢通使得消費(fèi)者“菜籃子”中的菜品變得更加新鮮,無(wú)農(nóng)藥的施用也使得垂直農(nóng)場(chǎng)避免了農(nóng)殘污染等,食物質(zhì)量變得更加可控,保障了“盤(pán)中餐”的安全。

蓄勢(shì)待發(fā),垂直農(nóng)業(yè)已有諸多利好

從誕生伊始,垂直農(nóng)業(yè)就被人們寄予了厚望,近幾年,垂直農(nóng)業(yè)正在以井噴式的速度生長(zhǎng)。聯(lián)合市場(chǎng)研究公司分析預(yù)測(cè),室內(nèi)垂直農(nóng)場(chǎng)領(lǐng)域的投資額將從2018年的14億美元增至2026年的180億美元。2021年10月,Insight Partners公司研究指出,垂直農(nóng)業(yè)市場(chǎng)份額將從2021年的43億美元增長(zhǎng)到2028年的198.64億美元。

垂直農(nóng)業(yè)的發(fā)展正不斷吸引各界關(guān)注的目光,已乘勢(shì)而起。近年來(lái),各大相關(guān)企業(yè)不斷傳來(lái)的獲得融資的消息就是最好的說(shuō)明。

圖:全球部分垂直農(nóng)場(chǎng)獲得融資情況,數(shù)據(jù)來(lái)源:Crunchbase

垂直農(nóng)業(yè)的發(fā)展也帶動(dòng)了相關(guān)衍生需求品的發(fā)展。目前,全球與垂直農(nóng)場(chǎng)相關(guān)的現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)正蓬勃向上,日后,隨著作物品種的增多,對(duì)LED植物燈的需求也會(huì)不斷攀升,LED燈的發(fā)展也會(huì)為垂直農(nóng)業(yè)的建設(shè)注入強(qiáng)勁動(dòng)力。海外市場(chǎng)上,英飛特、飛利浦、日本昭和、日本松下等企業(yè)都已在此領(lǐng)域進(jìn)行了布局,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上,中科三安、晶元光電、華燦光電等也紛紛對(duì)LED植物燈展開(kāi)了懷抱。預(yù)計(jì)2026年,LED植物燈市場(chǎng)規(guī)模將高達(dá)30億美元。

同樣欣欣向榮的還有機(jī)器人和無(wú)人機(jī)等設(shè)備,二者對(duì)實(shí)現(xiàn)垂直農(nóng)場(chǎng)的控制和監(jiān)控等方面起著重要作用,對(duì)于削減成本、標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)有著不可替代的優(yōu)勢(shì)。借助上述設(shè)備,AeroFarms開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)已通過(guò)概念測(cè)試,已計(jì)劃將擴(kuò)大應(yīng)用到AeroFarms的所有作物及未來(lái)的室內(nèi)垂直農(nóng)場(chǎng)中。

眾多配套設(shè)施的蓬勃發(fā)展為垂直農(nóng)業(yè)的普及和推廣夯實(shí)了地基,未來(lái),隨著行業(yè)的不斷變革,相信垂直農(nóng)業(yè)的各個(gè)模塊也會(huì)迎來(lái)快速的上升期。

讓農(nóng)業(yè)回歸城市,垂直農(nóng)業(yè)將如何實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)?

經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展加快了人類社會(huì)的發(fā)展和現(xiàn)代化、城市化的進(jìn)程,這一現(xiàn)狀也要求食物生產(chǎn)系統(tǒng)以少量的勞動(dòng)力、有限的土地資源和水資源去哺育城市中越來(lái)越多的人口。

較低的土地使用度是讓農(nóng)業(yè)走進(jìn)都市、靠近城市消費(fèi)者的一大優(yōu)勢(shì),更是鏈接城市與農(nóng)業(yè)的新紐帶和新橋梁,對(duì)解決城市“無(wú)地可種”的難題提供了解題思路。垂直農(nóng)場(chǎng)的建立除能解決城市居民“生存”問(wèn)題外,還能大幅提高生活幸福度,其被賦予的休閑、娛樂(lè)功能也是城市居民所喜聞樂(lè)見(jiàn)的。

除此之外,垂直農(nóng)場(chǎng)還能徹底擺脫過(guò)去“看天吃飯”的窘境,大大減少因干旱、洪澇等自然災(zāi)害影響而造成的經(jīng)濟(jì)損失。垂直農(nóng)場(chǎng)中生長(zhǎng)的作物,能夠高度避免天災(zāi),擺脫生產(chǎn)過(guò)程中土壤、地理氣候等的束縛,有效提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量,其統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)度也能“更上一層樓”。

過(guò)去,民眾不易獲得的新鮮食物,也能通過(guò)垂直農(nóng)場(chǎng)得以解決,其甚至可被直接建立在廚房或自家后院中,這也是垂直農(nóng)場(chǎng)發(fā)展傳達(dá)出的重要信息。屆時(shí),新鮮食物的“唾手可得”或?qū)⒆兊孟∷善匠!?/p>

垂直農(nóng)業(yè)未來(lái)將去往何處?

關(guān)于垂直農(nóng)業(yè)的未來(lái),從業(yè)者們對(duì)其有著無(wú)盡的想象空間,未來(lái)以“技術(shù)”為畫(huà)筆,定會(huì)擘畫(huà)出屬于垂直農(nóng)業(yè)的美好藍(lán)圖。

“我看好它的未來(lái),也好及早兌現(xiàn)我們對(duì)它的期待?!?/p>

國(guó)家電投江洲電投生態(tài)科技公司銷售總監(jiān)陳世琳表示,垂直農(nóng)業(yè)在全球發(fā)展極不平衡,它最先在歐美日等地汲取最豐厚的營(yíng)養(yǎng),并結(jié)出璀璨的花朵。在中國(guó),室內(nèi)垂直農(nóng)業(yè)才剛剛走過(guò)15-20年的時(shí)間,落后于先進(jìn)技術(shù)5-10年。先進(jìn)國(guó)家先進(jìn)產(chǎn)業(yè)為我們做好了示范,國(guó)內(nèi)最近六七年的迅猛發(fā)展,使得我們規(guī)模上逐步追上了先行者。

但能否和很多產(chǎn)業(yè)一樣,未來(lái)能夠在垂直農(nóng)業(yè)的領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)彎道超車?這個(gè)問(wèn)題具有很大不確定性。在垂直農(nóng)業(yè)這一領(lǐng)域,我國(guó)是技術(shù)的使用者,而非體系的開(kāi)創(chuàng)者。從育種到專業(yè)種植,在某些方面我們都落后于人。

通過(guò)對(duì)全球幾家垂直農(nóng)業(yè)企業(yè)最近3-5年的融資分析,會(huì)有一個(gè)意外的發(fā)現(xiàn),即最近幾年垂直農(nóng)業(yè)走上了互聯(lián)網(wǎng)風(fēng)投估價(jià)模式,這一現(xiàn)象的深層原因來(lái)源于農(nóng)產(chǎn)品無(wú)法在定價(jià)上謀取更大的利益。未來(lái),垂直農(nóng)業(yè)最核心的部分,一定是數(shù)據(jù),包括環(huán)境調(diào)控?cái)?shù)據(jù)、光配方調(diào)控?cái)?shù)據(jù)、各種營(yíng)養(yǎng)配方數(shù)據(jù)……其最具價(jià)值的部分,一定是內(nèi)外兩個(gè)平臺(tái),關(guān)系著供應(yīng)鏈管理、渠道管理、客戶畫(huà)像管理和運(yùn)營(yíng)效率。

但垂直農(nóng)業(yè)較傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)來(lái)說(shuō),仍存在桎梏。無(wú)論從國(guó)家、民族、歷史、文化、科技發(fā)展,還是從種植品種、種植規(guī)模、種植成本、種植模式來(lái)看,垂直農(nóng)業(yè)從一定程度上來(lái)講是時(shí)代的“弄潮兒”,而傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)則“根深蒂固”,持續(xù)地在為糧食安全做支撐,兩者相輔相成。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)完成不了的,垂直農(nóng)業(yè)則是最佳的選擇和替代,但其還是無(wú)法替代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的波瀾壯闊和多樣性。

從多部描繪未來(lái)場(chǎng)景的科幻影像作品,以及現(xiàn)實(shí)的國(guó)內(nèi)外垂直農(nóng)業(yè)落地項(xiàng)目來(lái)看,室內(nèi)垂直農(nóng)業(yè)更象是人類和自然之間博弈平衡的產(chǎn)物。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)依賴于對(duì)天氣的預(yù)測(cè)、對(duì)自然的馴化和利用,而垂直農(nóng)業(yè)更專注于對(duì)生長(zhǎng)因素的完全控制,對(duì)植物商品化的最合理程度的干預(yù)和調(diào)節(jié)。當(dāng)然,室內(nèi)垂直農(nóng)業(yè)種植品種的局限性及種植經(jīng)濟(jì)性方面的問(wèn)題始終讓人無(wú)法忽視。

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)解決了全世界人口的吃飯問(wèn)題,這是最大公約數(shù)的實(shí)力體現(xiàn)。而垂直農(nóng)業(yè)傾向于滿足兩個(gè)需求,即蔬菜供給到達(dá)不了的地方和最具購(gòu)買(mǎi)力人群的需要。前一個(gè)需求是雪中送炭、是剛需,后者則是市場(chǎng)要素重新配置的一種必然。

但無(wú)論如何,未來(lái)的市場(chǎng)上,定會(huì)有屬于垂直農(nóng)業(yè)的一畝三分地,垂直農(nóng)業(yè)的未來(lái),已經(jīng)悄然到來(lái)。

安徽賜壽植物工廠有限公司、中國(guó)植物工廠網(wǎng)創(chuàng)始人表示,與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)相比,以智能垂直農(nóng)業(yè)為標(biāo)志的智能農(nóng)業(yè)與垂直農(nóng)場(chǎng)可節(jié)約大量土地資源、水資源、人力資源和肥料資源,相較于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè),其能夠創(chuàng)造幾十倍甚至上百倍的產(chǎn)量和效益。在技術(shù)上,垂直農(nóng)業(yè)也有著顛覆傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的新舉措,從露天轉(zhuǎn)入室內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn),從按季生產(chǎn)轉(zhuǎn)為周年不間斷持續(xù)生產(chǎn),從化學(xué)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)為物理農(nóng)業(yè),從資源浪費(fèi)型轉(zhuǎn)為資源節(jié)約型。

隨著“十四五”規(guī)劃的實(shí)施,鄉(xiāng)村振興,共同富裕戰(zhàn)略的共同推進(jìn),以及疫情常態(tài)化狀態(tài)下,垂直農(nóng)業(yè)將迎來(lái)快速發(fā)展的機(jī)遇期。同時(shí),隨著園柱式、方柱式、兩面式、金字塔式、多面體式植物工廠立體智能裝備大量進(jìn)入市場(chǎng),垂直農(nóng)場(chǎng)“個(gè)把平米,套把裝備,千把塊本,噸把重菜,萬(wàn)把塊錢(qián)”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)也將“近在眼前”。未來(lái),我國(guó)垂直農(nóng)業(yè)定能占領(lǐng)世界農(nóng)業(yè)制高點(diǎn),實(shí)現(xiàn)垂直農(nóng)場(chǎng)無(wú)處不在的美好愿景。

括而言之,屬于垂直農(nóng)業(yè)的美好藍(lán)圖已緩緩在人們面前展開(kāi),未來(lái),待相關(guān)的技術(shù)、成本、設(shè)備等問(wèn)題得到妥善解決后,眾多企業(yè)和機(jī)構(gòu)甚至是個(gè)人定會(huì)以垂直農(nóng)業(yè)為“畫(huà)筆”,擘畫(huà)出一個(gè)充滿巨大想象力的空間。

4大問(wèn)題待解,垂直農(nóng)業(yè)的痛點(diǎn)剖析

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和城市需求的不斷增加,人們對(duì)作為城市新型農(nóng)業(yè)發(fā)展模式的垂直農(nóng)業(yè)飽含期待,但如果想要將垂直農(nóng)業(yè)大面積鋪開(kāi)推廣,仍需直面現(xiàn)實(shí)存在的困難和爭(zhēng)議,合力攻堅(jiān)克難。

一是能耗。能耗是發(fā)展垂直農(nóng)業(yè)必須邁過(guò)的坎,在垂直農(nóng)場(chǎng)中,一公斤食物的產(chǎn)出需要消耗38.8千瓦時(shí)的能量,相當(dāng)于一臺(tái)洗衣機(jī)中洗17件衣服所耗費(fèi)的能量。這其中,為保證環(huán)境氣候溫和與一致性,植物生長(zhǎng)過(guò)程中所必須利用的陽(yáng)光被數(shù)以百千計(jì)的LED補(bǔ)光燈所代替,數(shù)據(jù)顯示,如若想用垂直農(nóng)業(yè)方式生產(chǎn)出美國(guó)全年的小麥產(chǎn)量,僅補(bǔ)光用電所需的電量就是美國(guó)所有電站1年生產(chǎn)總電量的8倍,能耗驚人。

二是產(chǎn)品價(jià)格。高昂的成本使得垂直農(nóng)業(yè)食品的售價(jià)較傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品高出一至數(shù)倍,以生菜為例,垂直農(nóng)場(chǎng)產(chǎn)出的生菜價(jià)格高達(dá)30~40元/斤,相較于普通生菜3元/斤,這個(gè)價(jià)格的確讓人“望而生畏”,普通民眾消費(fèi)意愿不高。要想通過(guò)提供有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格吸引消費(fèi)者的目光,在目前看來(lái)仍是道阻且長(zhǎng)。

三是技術(shù)儲(chǔ)備。盡管垂直農(nóng)業(yè)風(fēng)已起,但中國(guó)市場(chǎng)對(duì)其仍顯得較為“冷淡”,其生產(chǎn)操作困難、設(shè)備成本高等現(xiàn)狀需提前進(jìn)行相應(yīng)技術(shù)儲(chǔ)備,需要從業(yè)者進(jìn)行精細(xì)化的操作調(diào)試,并對(duì)從業(yè)者提出了極高的專業(yè)技術(shù)支持的嚴(yán)峻考驗(yàn),但技術(shù)人才、經(jīng)營(yíng)人才的不足使得我國(guó)垂直農(nóng)業(yè)的發(fā)展顯得心有余而力不足。作為一項(xiàng)顛覆性的技術(shù),避免因技術(shù)成本而出現(xiàn)的“技術(shù)鴻溝”也是當(dāng)前值得思考的大事。

四是軟、硬件方面的問(wèn)題。安徽賜壽植物工廠有限公司、中國(guó)植物工廠網(wǎng)創(chuàng)始人余錫壽表示:現(xiàn)階段垂直農(nóng)業(yè)技術(shù)在軟硬件方面的不足主要表現(xiàn)在智控裝備傳感系統(tǒng)檢測(cè)單一、決策系統(tǒng)不全面、所需的營(yíng)養(yǎng)液離子傳感器還未面世等問(wèn)題,還有待相關(guān)領(lǐng)域從業(yè)者大膽創(chuàng)新,真正解決共性問(wèn)題和關(guān)健問(wèn)題。

國(guó)家電投江洲電投生態(tài)科技公司銷售總監(jiān)陳世琳與余錫壽有著類似的看法,他表示,垂直農(nóng)業(yè)目前仍存在很多短板,未來(lái)必然會(huì)限制其技術(shù)應(yīng)用和潛能的發(fā)揮。在軟件方面,垂直農(nóng)業(yè)的植物生產(chǎn)數(shù)據(jù)包(基質(zhì)配比、溫度、濕度、光照、水肥、CO2、通風(fēng)等)還不健全,無(wú)法標(biāo)準(zhǔn)化,異地復(fù)制會(huì)有可能成為空談。另外,在果、菜方面,天敵和授粉昆蟲(chóng)的研究、繁育和應(yīng)用還存在很多不足,導(dǎo)致禾本科水果的種植往往在產(chǎn)量、果型和口感與規(guī)劃存在著極大的差異。

垂直農(nóng)業(yè)各家均有自己的專利技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),裝備標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一,不具備通用性。如種植架、種植盤(pán)、燈具,如嫁接、傷愈、移栽等專有設(shè)備,每家垂直農(nóng)業(yè)公司均有相當(dāng)大的差異,產(chǎn)業(yè)鏈不完整、局部閉環(huán),這嚴(yán)重阻礙了垂直農(nóng)業(yè)市場(chǎng)擴(kuò)散和投資者信心,更是需要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間的推廣和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)才會(huì)形成趨同的標(biāo)準(zhǔn)。

面對(duì)上述種種難題,作為未來(lái)人們擺脫糧食供應(yīng)鏈之苦的希望,垂直農(nóng)業(yè)路在何方?

已有先例可供參考,垂直農(nóng)業(yè)發(fā)展正當(dāng)時(shí)

前途是光明的,道路是曲折的。盡管前方有重重險(xiǎn)阻,但只要下定決心跨過(guò)去,等待我們的就是垂直農(nóng)業(yè)的光明未來(lái)。

要解決能耗問(wèn)題,還需厘清植物如何利用能源,垂直農(nóng)業(yè)的能源需求,能源優(yōu)化利用,城市社區(qū)能源循環(huán)利用的整合以及財(cái)務(wù)成本的計(jì)算等流程。

2021年,垂直農(nóng)業(yè)普查數(shù)據(jù)顯示,有將近64%的從業(yè)者未制定能源減少的具體流程,而近40%的種植者幾乎從未跟蹤過(guò)垂直農(nóng)場(chǎng)的能耗情況。盡管數(shù)據(jù)略顯“慘淡”,但這之中卻蘊(yùn)含著垂直農(nóng)場(chǎng)發(fā)展的機(jī)會(huì),即通過(guò)簡(jiǎn)單的方法和環(huán)節(jié)便能對(duì)垂直農(nóng)場(chǎng)的能耗進(jìn)行跟蹤,并在此基礎(chǔ)上找尋降低能耗的方式。如此一來(lái),發(fā)展垂直農(nóng)業(yè)的信心將會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)。

將植物置于特定的位置和角度能夠最大程度地利用光能,不僅能為植物提供充足的光照和適宜的溫度和生長(zhǎng)環(huán)境,合理地利用光能也能為降低能耗提供一份力。垂直農(nóng)業(yè)企業(yè)Agrify就讓我們看到了合理運(yùn)用技術(shù)的大好前景,通過(guò)在45082平方英尺的設(shè)施面積上設(shè)置的752個(gè)雙疊式AFVU(公司的垂直種植單元,該技術(shù)是市場(chǎng)上唯一為室內(nèi)垂直種植提供模塊化、分隔式小氣候種植系統(tǒng)的產(chǎn)品)、LED燈、高壓鈉燈( HPS)的傳統(tǒng)室內(nèi)種植室設(shè)備進(jìn)行對(duì)比,讓我們看到了無(wú)限可能。

圖:Agrify所用的垂直種植單元技術(shù)與LED燈、高壓鈉燈( HPS)的傳統(tǒng)室內(nèi)種植室設(shè)備進(jìn)行對(duì)比情況一覽,數(shù)據(jù)來(lái)源:Agrify招股書(shū),天風(fēng)證券研究所

風(fēng)能、太陽(yáng)能等綠色能源的整合也為提高垂直農(nóng)業(yè)的能源效率帶來(lái)了新的希望。目前,垂直農(nóng)場(chǎng)發(fā)展過(guò)程中,電力的使用是前期無(wú)可避免的巨額成本,但隨著技術(shù)的革新,越來(lái)越多企業(yè)正在開(kāi)發(fā)并使用起了綠色能源。其中,Bowery Farming就100%使用包括水電在內(nèi)的可再生能源為農(nóng)場(chǎng)提供動(dòng)力,前文所提到的風(fēng)力垂直農(nóng)場(chǎng)塔也為減少能源依賴提供了新的思路。作為獨(dú)立的綠色生態(tài)循環(huán)系統(tǒng),垂直農(nóng)業(yè)除能對(duì)太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源進(jìn)行充分利用外,其還能將一些無(wú)法利用的農(nóng)作物“變”作燃料,為城市供給可再生的清潔能源。

說(shuō)完能耗,我們?cè)賮?lái)討論種植者和消費(fèi)者都較為關(guān)心的成本和定價(jià)問(wèn)題。垂直農(nóng)業(yè)中作物的選擇對(duì)利潤(rùn)率有很大程度的影響,高價(jià)值作物是當(dāng)前在議價(jià)權(quán)和盈利方面看似雙贏的選擇。未來(lái),市場(chǎng)也許會(huì)催生出適用于垂直農(nóng)業(yè)種植方式的專用技術(shù),屆時(shí),產(chǎn)出率只是垂直農(nóng)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)武器之一,商業(yè)切入也許會(huì)從食品、泛食品等賽道切入,或延伸出文旅結(jié)合、休閑結(jié)合等模式或其余盈利模式。

以草莓為例,作為擁有高附加值的作物,種苗質(zhì)量參差不齊、行業(yè)機(jī)械化程度低、產(chǎn)業(yè)加工比例低、食品安全缺乏嚴(yán)格保障、貨架期短已成為制約草莓行業(yè)發(fā)展的幾大掣肘,作為美國(guó)Environmental Working Group(EWG)公益組織每年評(píng)選出來(lái)受農(nóng)藥污染最嚴(yán)重的水果和蔬菜榜單上的常駐第一名,室內(nèi)農(nóng)場(chǎng)種植草莓有著合理性及必然性。

針對(duì)以上草莓面臨的痛難點(diǎn),垂直農(nóng)業(yè)似乎都能對(duì)其進(jìn)行逐個(gè)擊破。垂直農(nóng)場(chǎng)中種植出的草莓不僅能針對(duì)不同品種研究差異化的生態(tài)區(qū)配套栽培技術(shù),還將采用如基質(zhì)栽培、水培等先進(jìn)機(jī)械和省力化栽培模式,運(yùn)用智能設(shè)施集成技術(shù)生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品的方式,也能減少對(duì)人工的依賴,滿足草莓全年的供應(yīng)和品質(zhì)穩(wěn)定;與此同時(shí),一套標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量安全體系建設(shè)也將應(yīng)時(shí)而生,并運(yùn)用到草莓生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)存、包裝、運(yùn)輸、銷售等環(huán)節(jié)中,確保產(chǎn)業(yè)鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格明確的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

不同的技術(shù)流派(基質(zhì)培養(yǎng)、水培、氣霧培層架式、旋轉(zhuǎn)式、垂直式模式)也為我國(guó)提出了多元化的技術(shù)和人才需求,當(dāng)前,已有先行者的經(jīng)驗(yàn)可供借鑒。

圖:部分國(guó)家及代表性企業(yè)所采用技術(shù)情況一覽,數(shù)據(jù)來(lái)源:DeepTech深科技

技術(shù)問(wèn)題歸根到底還是人才的問(wèn)題,因地制宜、利用自然環(huán)境的獨(dú)特性發(fā)展垂直農(nóng)業(yè)、將智能農(nóng)業(yè)真正納入教育體系中、在國(guó)家層面引起重視對(duì)充分發(fā)揮人才作用有著極大的好處。地方政府的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化引導(dǎo)基金、專項(xiàng)債的存在往往也會(huì)為項(xiàng)目的立項(xiàng)和落地劈開(kāi)阻礙,這時(shí),更高的投資回報(bào)率、更好的高附加值種植方案,必然會(huì)發(fā)展為垂直農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向。

當(dāng)前,位于光明母港花博園區(qū)域的光明母港垂直農(nóng)業(yè)研究中心,匯集了多個(gè)國(guó)家、不同技術(shù)流派等多個(gè)種植形態(tài),用于室內(nèi)垂直農(nóng)業(yè)運(yùn)營(yíng)測(cè)試、數(shù)據(jù)收集、環(huán)控測(cè)試等,為智能化生產(chǎn)設(shè)備、溫室設(shè)備、軟件算法調(diào)試等農(nóng)業(yè)研究提供測(cè)試平臺(tái),也為吸引人才近悅遠(yuǎn)來(lái)提供了機(jī)會(huì)。

參考資料:

1.農(nóng)業(yè)行業(yè)觀察 《什么是垂直農(nóng)場(chǎng)?據(jù)說(shuō)可以喂飽地球97億人!》

2.上蔬源 《為什么垂直農(nóng)業(yè)需要抓住節(jié)能減排的大機(jī)遇?》

3.PlugandPlay 《垂直農(nóng)業(yè),一個(gè)可持續(xù)的未來(lái)?》

4.DeepTech深科技《垂直農(nóng)場(chǎng)Ⅱ: 農(nóng)業(yè)與工業(yè)的聯(lián)姻,技術(shù)才是核心競(jìng)爭(zhēng)力 》

5.《全球28家植物工廠/垂直農(nóng)場(chǎng)動(dòng)態(tài)盤(pán)點(diǎn)》

6.《垂直農(nóng)場(chǎng)滿足人類食物需求 讓農(nóng)業(yè)生產(chǎn)走進(jìn)都市》

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