植物工厂真正的制约因素是人工光源的高耗能。

我在底下引用了文章Plant factories versus greenhouses: Comparison of resource use efficiency来详细阐述。

植物工厂能解决的痛点主要是全球气候变化和食品安全问题。产品面对的是高端消费者，但一般都有较大的资本投入和能耗。

最近现代农业领域大热的话题就是垂直农场和植物工厂，几乎全世界环控农业领域的专家都在讨论一个问题，垂直农场和植物工厂无论从商业还是生产的角度考虑现阶段是否可行。我们每次开研讨会，一旦涉及到植物工厂等话题，来自各大教授的争议就会喋喋不休。所以我用一些已经发表的论文来探讨一个大致的概念，植物工厂是否靠谱？

植物工厂可以控制环境，单位面积极高的产量主要来自于保持光照温度和湿度的一致。在最大限度的减少和外界环境的交换的同时也提高了能源，水和二氧化碳的使用效率。

但是植物工厂的主要能耗来源于 第一:人工光源的耗电，第二:高密度植物和封闭的环境所带来的降温降湿的需求。

如果先从能耗来看植物工厂

文章Plant factories versus greenhouses: Comparison of resource use efficiency 中提到，通过使用他们设计的模型分别在瑞典SWE，荷兰NLD和阿联酋UAE分别建一个温室（GH）和植物工厂（PF）来对比他们的能耗区别。

看下图首先可以清晰的了解到不管任何地理位置植物工厂的主要能耗都被LED人工光源占掉一大半，总能耗跟地理位置关系不大，基本是一个恒定值。而温室能耗的差别就和地理位置高度相关。可以看到北纬60度左右的瑞典大部分能耗都在加热上，荷兰加热降温各占一半，阿联酋的温室主要能耗是用在降温和除湿。

（橘黄色的部分不计算在能耗里面，这是作者为了比较能耗效率而加入的太阳光源）

然后我们再来看这张耗电量的对比图

在瑞典植物工厂比没有补光灯的温室耗电量略高14%，比有补光灯的温室耗电量高33%。

在荷兰植物工厂比没有补光灯的温室耗电量高251%。

在阿联酋植物工厂比没有补光灯的温室耗电量高142%。

纬度越高加热的耗电量就会慢慢超过补光的耗电量，这可以说明植物工厂在高纬度地区极端气候的情况下是有一定优势的。在这种情况下对于可以精准环控和可持续生产的植物工厂来说可以有更稳定的生产模式，在商业上完全可以抵消掉能耗的缺陷（比温室高出14%的耗电量），所以会比传统温室有优势。

所以下图展示了植物工厂相对耗电效率的地图，在高纬度地区植物工厂有明显的优势。且先不谈论市场，单从能耗上来说在我国西藏地区也是达到了比较高的效率。

这篇文章还重点指出了太阳能的重要性比我们想象中的要大很多，就算再阿联酋这种极端环境下，植物工厂因为没有免费的太阳能，他的能耗也比传统温室加上对极端气候的环控能耗还要大很多。

但在实际生产当中植物工厂的可行性肯定不能只考虑能耗问题。作为植物工厂它具备他自己独有的市场优势，可以捕获一部分细分市场的客户，抵消掉高额成本，减少生产风险，给产品增加更多的附加值。

现今环控农业的状况

下面我拿纽约做实际的例子来分析一下植物工厂在纽约环控农业产业里面的现状如何。

引用到文章Will the urban agricultural revolution be vertical and soilless? A case study of controlled environment agriculture in New York City

以纽约为例子，纽约有六家商业性质的环控农业公司，两家餐厅有环控植物设备，一家公司专门提供环控农业的咨询，有一家超市在他们屋顶上装有环控农业的水培系统，六家社会服务机构有环控农业设施，五家非盈利组织。

商业性质的环控农场都有自己的销售渠道。

Gotham Green的销售渠道是最广泛的，现在有线上线下批发零售。Edenworks的渠道最窄，只有Wholefood和Foodtown两家超市提供销售。RootSquare提供送货上门服务。FarmOne主要直接销售给餐厅。

Gotham Green是屋顶温室农场，和传统玻璃温室比较像

Edenwork是鱼菜共生系统农场

其中FarmOne和RootSquare都是植物工厂

纽约环控农业种植的品种排行如下：

生菜一直都是商业化环控农业的模式植物，在此基础上各类具有高附加值且体积较小生长周期较快的草本植物都具有很大的潜力。

环控农业的产品通常情况下都是属于高端消费品，价格要比同品类蔬菜高。

以下是在曼哈顿和布鲁克林各大环控农场蔬菜的售价情况

可以看到我之前提到过的几家环控农场的产品售价通常在15至20刀/磅不等，有的还更贵。对比当地的普通蔬菜价格要贵到三倍以上。

就业情况

六家公司加起来总共大约150人，其中83%都是拿着比最低薪金高一点的入门工作者，这些人基本上不需要太多经验和农业知识。只有11%的人是高薪聘请具备高学历和知识储备的人。因此，就现在的市场情况，环控农业不太可能提供太多高薪就业岗位，主要还是以普通劳工就业为基础。

以员工数量（100）最多的Gotham Green为例子，他们提供的岗位如下：

植物工厂SquareRoots的就业岗位如下：

占地面积

在纽约单个环控农场的占地面积大约是800到1400平方米

产量

在纽约环控农场的产量每年至少有两百万吨

垂直农场和植物工厂也是不一样的，现在看来垂直农场可能是进阶版的植物工厂，植物工厂还是有正在运营和盈利的企业，但垂直农场就比较惨了。

就在今年二月底，瑞典垂直农场公司Plantagon CityFarm宣布破产，这个总部设在斯德哥尔摩的农业科技公司在2012年的时候投资四千万美金开始建造垂直农场，原本计划在2020年完工。公司还和咱们同济大学有合作，在上海设立了分支机构。根据内部人士爆料公司倒闭的主要原因是产品售价达不到预期价格，在生产开始两个月之后公司CEO就离职了。

在此感谢资本大佬为垂直农场概念做的一次伟大的尝试吧。

植物工厂是一个非常新但也非常小众的农业生产模式，现在不管是学术界还是工业界对他的发展都是争议很大。现在的市场可以接受非常小的供给量，作为高端蔬菜提供给高端餐厅和客户，但也仅限于此。植物工厂的前景受制于成本，能耗，市场接受度等等因素，还需要很多时间来验证。当然任何新兴行业的起步都是这样，伴随着科技的发展和能源使用效率的提高，植物工厂在未来可能会出现在我们身边，但可以肯定的是现在还没有这样的基础。

Plant factories versus greenhouses: Comparison of resource use efficiencyWill the urban agricultural revolution be vertical and soilless? A case study of controlled environment agriculture in New York Cityhttps://www.agritecture.com/blog/2019/2/22/swedish-vertical-farming-company-plantagon-international-declares-bankruptcy

来源：知乎 www.zhihu.com

作者：米任远

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