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本文源于读者投稿。作者金文卿，目前就职于荷兰 Green Simplicity 公司，担任园艺技术经理一职。2022 年于瓦赫宁根大学温室园艺与作物生理组完成博士学位，研究方向是“提高垂直农场内生菜的光能利用效率”。攻读博士前曾在荷兰 Priva 公司北京办公室担任客户经理的职务。 今年 6 月，在可控环境农业（Controlled Environment Agriculture，简称 CEA）领域颇具影响力的垂直农场先锋企业 AeroFarms 申请使用美国破产法第 11 章进入保护重组。这是继去年年底大规模裁员的 Infarm 和今年 4 月同样申请使用美国破产法第 11 章进入保护重组程序的 Kalera 之后，又一个宣告遭遇经营困难的垂直农场企业。 坏消息接踵而至，不免使人担心垂直农业这个领域的发展是否仍可继续下去。尤其是经历了从去年年初延续至今且波及世界的大幅能源价格波动之后，“垂直农业是面向未来的果蔬生产系统”这一观点，因其高度依赖大量能源供给而受到了挑战。 垂直农业的发展当然可持续。垂直农场的诸多优势，笔者曾在之前的文章中解释过（请见：从自然光到 LED（番外篇）让我们来聊聊垂直农场），就不在此过多赘述了。垂直农场能够缓解甚至解决诸多长期存在于农业生产上的困境，而其长期发展面临最严峻的挑战只是投资成本和用电成本，且这两个挑战正在被逐渐解决。 那么，为何这些垂直农场领域的先行者会遇到困境？  ▲图 1 | 立体垂直农场现场拍摄图（来源：Green Simplicity Concept B.V.） 首先，垂直农场是设备集成程度非常高的专业化植物种植系统，建造前必须经过仔细的计算和考量。即，在预期产量与作物品质的要求下，基于投资预算与日常使用和维护成本的限制，将分别采购自不同供应商的子系统拼接成一个完整的生产系统。 因此，相比于大田或日光温室中的土壤栽培，垂直农场对前期规划的合理性要求非常高，包括设备选型、系统对接、人员动线，以及产品流线，等等。具备充分知识与生产经验的栽培团队以及一系列高水平的供应商，是垂直农场得以稳定高效运行的基础。 在垂直农场商业化生产的发展初期，从业者的经验有限，只能“摸着石头过河”，不断从已建项目中吸取经验教训，再在新项目中尝试改进。因此，很多早期建成的项目难以维持高效的运转状态。实际上，直至今日，垂直农场的系统中仍然有许多细节可以进一步改善。 其次，众多垂直农业公司进入这一领域的时间相对较早，比如 AeroFarms 就是创建于 2004 年的企业。当时垂直农场是全新的行业，需要大量定制化的产品，并且很多所用产品的造价比当前昂贵许多。如图 2 所示，垂直农场初期投资占比最高之一的 LED 灯组价格从 2010 年的 12.9 美元每千流明，降低到 2019 年的 0.86 美元每千流明，是十年前的十五分之一。另有预测显示这一价格还将继续降低至 2025 年的 0.45 美元每千流明，2035 年时更会降低到 0.3 美元每千流明。  ▲图 2 | 白光 LED 灯组（LED lights package）价格随时间的变化趋势。横轴为年份，纵轴为 LED 灯组价格。单位：美元每千流明。每个年份对应的数字即为该研究计算出的当年 LED 灯组价格。 与此同时，LED 灯组不仅价格在这几年迅速降低，每单位耗电量能够转换出的光子数也成倍增长了。由于 LED 封装材料等科技的发展，LED 灯组的电光转换效率从 2010 年的 2 微摩尔光子每焦耳提升至 2020 年的 4.7 微摩尔光子每焦耳（该数值计算基于 20% 蓝光与 80% 红光的组合）（图 3）。  ▲图 3 | LED 灯组（蓝光占 20%，红光占 80%）对光合有效光子的电光转换效率。横轴为年份，纵轴为转换效率，单位：微摩尔每焦耳。本研究发表于 2020 年。因此曲线前半段（蓝色实线部分）为实际值，曲线后半段（橙色段线部分）为该研究的预测值。本表格根据原文数据重新制作，已取得原文第一作者的许可。（来源：[7]） 此外，温室栽培的自动化系统在这几年迅速得到提高并完善，越来越多的供应商将应用于温室的系统进行细节改造后直接应用于垂直农场，比如制冷与除湿机组、灌溉系统、栽培物流系统，等等。从而帮助垂直农场能够以更低的价格搭建起运行稳定的自动化系统。 再者，栽培植物的高风险以及相对较低的产品售价，使得农产品生产并非是一项高利润的业务，因此难以仅凭产品的销售收入支撑起复杂的业务矩阵。 对于以销售果蔬为主要盈利模式的垂直农场企业而言，任何对提高生产效率没有直接帮助但需要资源投入的业务都颇为奢侈，特别是远离一线生产的科研。对于植物表型或者 AI 算法的研究能够提高种植者对于垂直农场环境中的植物与环境的相互影响，并为将来具有更高灵活性的环境控制系统提供算法，从而促进整个行业的发展。但是对于生产企业而言，在主要业务——种植并销售作物——尚未建立起稳定的商业模式之前，对科研的投入会带来额外的财务负担。 因此笔者以为，合理规划、尊重规律并追求资源投入与产出的效率最大化是垂直农场的基本功。若有欠缺，在市场发生变动时就会容易遇到困境，换言之就是“被发现在裸泳了”。这几年各种原材料供应短缺、加息以及能源价格上涨所导致的投资成本和用电成本提高就是整个行业正在面临的挑战。 以及，如果我们继续往前推理一步：任何没有将这几点基本功作为发展重点的企业，即使他们拥有垂直农场的设施，我们也可以合理地质疑其真正的商业模式是否是以销售作物产品为盈利模式的生产者。如果我们思考的结果是否定的，那么他们所遇到的困境，以笔者看来，并不能代表垂直农场行业中真正从事种植生产的那部分。而只有专业从事生产的垂直农业企业，才能够引导甚至决定这个行业的发展。  ▲图 4 | 用于栽培郁金香的垂直农场（来源：Green Simplicity Concept B.V.） 除去这些常见诸于报端的明星企业之外，市场上存在着众多中小规模且不为大众所知的垂直农场生产企业。因为工作的原因，笔者与众多生产者都有接触。很多专注于生产的垂直农业种植者目前已经或正在考虑扩大规模，与当前市场与媒体中弥漫的悲观情绪形成了鲜明对比。很多专业的温室种植者也在进入垂直农业这一领域，特别感兴趣于育苗的垂直农场系统。这份个人经验，是前文中笔者质疑这些明星企业多大程度上可以代表市场总体情况的缘由。 水资源的短缺、对食品安全的考量、增加本地食品供应能力的新趋势、以及电力供应能力的大幅增长，这是垂直农业发展的基本盘，也是决定了垂直农业势必会得到发展。实际上，即使是对这一行业发展最为悲观的文章，也不能否认垂直农业在节省自然资源上的效果。 当然，“垂直农场得到发展”并不意味着笔者认为垂直农业会代替大田或者温室农业。乐观估计，垂直农场在可见的将来会成为温室生产的一种较为稳定的补充或配套。尽管垂直农业基本盘中很难说将来哪一项因素会最终真正推动行业爆发式发展，但至少笔者坚信我们对此不必等待太久。 一个技术集成是否能在商业世界可持续发展，决定于其解决了什么问题以及是否提高了资源利用效率，而非尝鲜企业的经营状况。垂直农业也概莫能外。 免责声明：本文旨在传递农业领域最新讯息，不代表平台立场，不构成任何投资意见和建议，以官方/公司公告为准。 |
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