瞭望 | 植物工廠如何從集裝箱走向市場
“對一國而言
,植物工廠是具有戰(zhàn)略意義的技術(shù)儲備文 |《瞭望》新聞周刊記者
不久前
所謂植物工廠,是在可控環(huán)境下
近年來
從現(xiàn)實來看
進(jìn)一步降本增效
國內(nèi)迎頭趕上
營養(yǎng)液代替土壤
,LED燈取代太陽光,超越光熱水土自然約束,擺脫時間空間天然限制的植物工廠,讓高產(chǎn)不再看天吃飯。據(jù)測算,其單位面積作物產(chǎn)量可達(dá)傳統(tǒng)模式的10~20倍,以大小約30立方米的集裝箱為例,一茬生菜產(chǎn)量能達(dá)到150公斤左右。植物工廠始于上世紀(jì)50年代。1957年丹麥建立了世界上第一座植物工廠
我國植物工廠起步較晚,但起點高
近年來,一批LED制造企業(yè)
其中
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)教授賀冬仙研究植物工廠多年
,她認(rèn)為,我國植物工廠發(fā)展速度較快,在于居民消費能力和對消費品質(zhì)的需求有顯著提升,給植物工廠發(fā)展創(chuàng)造了空間。“特別是一些經(jīng)濟相對發(fā)達(dá)、對高端葉菜有更多消費需求的一線城市
,可以成為植物工廠重點發(fā)力的市場。”賀冬仙說。以上海為例,有數(shù)據(jù)表明
,上海市每天綠葉菜需求量達(dá)6000噸以上,資產(chǎn)1000萬元以上的家庭有約27.1萬戶。若目標(biāo)家庭每周食用1公斤生菜,每天將有38.7噸新鮮生菜的需求,可支持65座日產(chǎn)5000株(120g/株)的生菜植物工廠。上海農(nóng)科院可移動種植架(資料照片) 李傲攝
壓縮成本是關(guān)鍵
植物工廠的“智慧菜”已在市場中展現(xiàn)出巨大消費潛力
,根據(jù)相關(guān)報告,2022年全球植物工廠市場規(guī)模達(dá)到1330億美元,預(yù)計到2028年將達(dá)到2250億美元,預(yù)測期內(nèi)復(fù)合年增長率為9.2%。植物工廠的應(yīng)用場景也日益豐富,不僅城市
,在南北極、高原、沙漠等極端環(huán)境下也能有所保障。目前看
,最大的挑戰(zhàn)是成本較高。由于植物工廠包括空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、營養(yǎng)液循環(huán)系統(tǒng)、多層立體栽培系統(tǒng)據(jù)葉菜俠(山東)農(nóng)業(yè)科技有限公司負(fù)責(zé)人解曉巍介紹,植物工廠的運營成本主要包括以下幾個方面:LED植物照明
、空調(diào)能耗等在內(nèi)的能源成本占60%左右,設(shè)備維護(hù)成本和營養(yǎng)液成本各占10%左右,人工成本占15%左右。如何降低居高不下的成本
,成為植物工廠能否真正走向市場的關(guān)鍵。2023年2月
,來自中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、上海農(nóng)業(yè)科學(xué)院、上海交通大學(xué)、極星農(nóng)業(yè)等科研院校及種植企業(yè)的4支團隊,從全球30支頂尖團隊、150多位青年科學(xué)家中脫穎而出,集聚崇明島,在集裝箱改造的“植物工廠”內(nèi),參加由拼多多、光明母港、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)聯(lián)合舉辦的AI種植比賽,沉淀了大量一手的植物工廠運營成本數(shù)據(jù)。經(jīng)過90天的比拼
,最終數(shù)據(jù)出爐:生菜的日產(chǎn)量為0.18公斤/每平方米;成本約為7.73元一棵,約為市場上同規(guī)格普通生菜的10倍。如果栽培架層數(shù)再提高,成本可攤平至4.59元一棵。如果集裝箱利用效率進(jìn)一步提高、能源利用效率進(jìn)一步降低,生產(chǎn)成本將降低為2.84元一棵。2.84元一棵的成本依舊明顯高于露天種植。同樣的場地
、同樣的品類,今年生菜種植比賽如約而至,賽事難度進(jìn)一步升級圍繞降成本
在光能供給上,團隊放棄了上屆比賽使用的LED直流燈
,在每個種植單元安裝了6根交流燈。也無需人力控制光強,僅根據(jù)植物生長的階段差異開關(guān)不同個數(shù)的燈管即可,從而大大降低了功率。經(jīng)過這一系列改進(jìn),生菜的成本將有望降低10%左右。在降本增效方面
,植物工廠還有許多潛力可挖。“種植架從層架式改為可移動式
,可將過道處80厘米的空間充分利用起來,實現(xiàn)極致空間使用率。”“旋轉(zhuǎn)種植架讓所有種植槽在傳輸鏈條的帶動下,緩慢移動形成大回環(huán),打造動態(tài)環(huán)境,降低整體散熱能耗和成本此次比賽中
以創(chuàng)新賦能農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型
讓“智慧菜”不再昂貴
以本次垂直農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn)賽為例
包括基于日累積光照量的植物補光方法
作為唯一連續(xù)四屆比賽都參與的選手,來自賽博農(nóng)人隊的中國農(nóng)業(yè)大學(xué)博士生楊浩表示
舉辦垂直農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn)賽,就是要把科研與產(chǎn)業(yè)打通
其中青年人才所展現(xiàn)出來的創(chuàng)新思維
據(jù)介紹
上海市農(nóng)業(yè)農(nóng)村委員會黨組成員、副主任
“對一國而言
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