發展LED植物工廠“路”在何方

文章來源:恒光電器

發布時間:2014-03-01

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　　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，臺灣缺乏農企業，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，臺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，臺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臺灣穩定糧食價格，也可望在未來提升糧食自給率，但在臺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于一身，LED燈管，才能發揮最大效益，包含建筑、設備、環境控制、生長材料，當然這四大要素也是相輔相成，并非缺一不可。植物工廠分為三種，陽光利用型、陽光與人工光源并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、熒光燈和LED燈。日本的植物工廠多采用熒光燈管做為人工光源，因為在幾年前LED燈的價格高于熒光燈管10倍以上，以投資角度來看，選擇熒光燈管較為合適；但隨著LED燈的價格快速下滑，已有愈來愈多廠商采用LED植物燈。

　　由于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整體產業供過于求，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于T5熒光燈管及高壓鈉燈，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臺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，LED天花燈，多采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，其中重復利用的概念，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筑農場，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，LED燈管，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筑的方向發展，這點對于臺北市這種寸土寸金的都市并不具效益，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，CCC認證，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，照明產品，列有獎勵精致農業，韓國政府則是在電力支出及設廠上提供優惠。

　　反觀臺灣，政府不但沒有直接補助方案，家用照明，LED燈管，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，自然導致臺灣農產品自給率不足；加上臺灣缺少農企業，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。

　　借鑒日本加強銷售通路

　　臺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，可以看出臺灣發展植物工廠的機會與挑戰。

　　各國的植物工廠發展環境，CCC認證，以日本和臺灣最為相近，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。這兩點是臺灣需要學習的經驗，臺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， led室內照明，相對的，裝修照明，固定成本也比大量生產來得高。因此，臺灣廠商可以仿效日本，與連鎖餐廳合作，或仿效韓國， LED置換工程，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，目前大多數臺灣的植物工廠都是種植萵苣類蔬菜，因為生長周期短，也較容易種植，但價格也相對較低，難以回本。

　　考慮經濟效益，臺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，并附加植物價值，才有機會轉虧為盈，否則以臺灣的氣候，植栽需吹冷氣的情況，實在難以獲利。

　　臺灣植物工廠還有另一大問題，車間照明，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，臺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于植物，可藉由保養品平衡營收。

　　另外，臺灣氣溫偏高，對于建立植物工廠環境不甚理想，但廠商可以走向設備出口，LED照明品牌，且不能只想LED，企業資訊，應聯系上下游設備，提供系統整合才有利基。

，照明資質