植物工厂带着人类对未来种植新方式的期盼，在近年来发展迅速，越来越多培植于植物工厂的蔬菜品种走向消费者。但植物工厂普遍存在成本高、作物质量差、智能化程度低等关键问题尚未有效解决。
成本方面，植物工厂前期建造成本问题难以忽视，以5000至10000平方米的商业化植物工厂为例，在包含内部装修、设备、设施的情况下，每平方米的造价成本约为8000至10000元。而设备耗电量问题也备受关注，以LED灯具为例，虽然光效不断提高，但作为全人工光灯长时间使用，依旧耗费较高的电力资源，是植物工厂电费的主要支出项目。
种植物方面，植物工厂的蔬菜口感和营养价值与普通产品仍有差距。以生菜为例，植物工厂产品的含水量过高且营养价值低。另外，可种植高价值经济作物较少，只有大麻和一些中草药植物，如金线莲、人参。
设备智能化方面，目前植物工厂的智能化程度不足以实现完全无人操控，仍需相当数量人员参与作业。相关机构对日本植物工厂调研发现，人力成本约占植物工厂总运营成本的30%，是植物工厂最大的运营成本支出项目。
因此，植物工厂成为农业生产常态还需时日。但不可否认，植物工厂正加速向我们走来。根据TrendForce集邦咨询《2021全球LED照明市场报告-照明级封装与照明产品趋势（2H21）》报告（查看目录>）显示，由于全球粮食供应及土地资源紧张等问题，同时受益于农业的智慧化发展，植物工厂和垂直农场正在全球范围内兴起建设潮，以缩短食品供应链，减缓粮食短缺问题。
而LED植物照明受惠于大麻种植需求增加和植物工厂新建，市场逐年增长，2020年全球LED植物照明市场规模年成长49%，达到13亿美金，预估2025年为47亿美金，2020至2025年复合增长率为30%。
为了更好地了解全球植物工厂的发展现状和趋势，LEDinsid盘点和梳理全球9家主流植物工厂2021年的动态，或许能为相关业者提供参考。
AeroFarms于2004年在美国新泽西州成立，主要使用气培法与LED灯取代阳光种植绿叶蔬菜、西红柿等550多种蔬菜。目前，AeroFarms已在新加坡、阿联酋等地建设植物工厂，并正在不断扩大全球业务范围。4月29日，AeroFarms宣布世界上最大、技术最先进的气培室内垂直农场在美国弗吉尼亚州破土动工，农场面积为13.6万平方英尺，农场集成了硬件、自动化、智能控制和传感器、机器学习、机器视觉、监督控制和数据采集技术对作物进行检测和管理。6月25日，AeroFarms开始在阿联酋阿布扎比建设垂直农业设施——AgX研究中心。该研究中心致力于在干旱和沙漠气候下发展下一代农业。研究中心占地5.4万平方英尺，预计2022年第一季度完工并投入使用。8月5日，AeroFarms与诺基亚宣布合作开发下一代人工智能植物视觉技术。诺基亚基于人工智能的无人机传感器和先进的机器学习、计算机视觉、数据分析技术与 AeroFarms 现有的机器视觉工具集成，增强和提升AeroFarms垂直农场的种植能力，帮助AeroFarms收集更多的植物数据。8月12日，AeroFarms宣布在圣路易斯地区扩建新农场，这是AeroFarms目前最大的农场，面积达到15万平方英尺，将为美国中西部地区供应蔬菜。AppHarvest于2017年在美国成立，农场使用LED灯作为补光灯，主要种植作物为西红柿。2021年，AppHarvest在向2025年建立12个高科技农场的目标前进的同时，也不断扩大其农场的作物种类，AppHarvest植物工厂现已包含更多品种的绿叶蔬菜和水果。3月2日，AppHarvest向可持续发展投资公司Equilibrium购买位于肯塔基州的受控环境农业设施与相关物业，价值1.25亿美元。4月8日，AppHarvest收购农业机器人和人工智能公司Root AI以提高种植效率。Root AI的收割机器Virgo将为室内种植提供收割支持，同时收集数据评估作物健康、精确预测产量。6月16日，AppHarvest 获得7500万美元的贷款以推动高科技农场网络扩建，完成在2025年建立12个高科技农场的目标。另外，公司计划于2022年种植绿叶蔬菜和草莓。7月26日，AppHarvest与亚马逊资深人士 Mark Keller 合作，实现基于人工智能的农场操作系统。AppHarvest表示正在投资机器人技术、人工智能、远程操作和专有种子遗传学，以实现农作物的产量和质量的预测，同时，管理并训练智能收割机器人Virgo，以期收获多种作物。Bowery Farming于2015年在美国纽约成立，主要种植绿叶蔬菜，目前有3个垂直农场。5月25日，Bowery Farming筹集了3亿美元的资金，资金将会用于更多的农场开设与技术改进，包括实现操作自动化的软件、传感器和机器人技术。另外，资金也用于扩大产品组合。Bowery Farming提到，硬件和机器人技术是使 BoweryFarming大规模运行并盈利的关键。Brightfarms于2011年在美国纽约成立，主要使用水培法种植沙拉蔬菜，截至2020年，Brightfarms在美国有5个温室农场。6月24日，Brightfarms在美国俄亥俄州投资数百万美元，开设了新的研发中心 BrightLabs。新研发中心使Brightfarms的研究能力提高十倍，同时提高盈利能力并提供新的产品创新。Kalera于2010年在美国佛罗里达州成立，Kalera主要通过水培法种植绿叶蔬菜，并开发了具有物联网、云、大数据分析和人工智能的先进自动化和数据收集系统来管理作物种植。2月25日，Kalera收购了Vindara——一家专门为室内垂直农业环境和其他受控环境农业方法开发种子的公司。Kalera表示，此次收购可提高公司当前和未来的作物产量和生长周期速度，并为开发新种植品种增加潜力。8月11日，Kalera以1.3亿欧元的价格收购了德国幼叶种植垂直农场&ever GmbH，通过此次收购，Kalera将扩大国际业务、产品线，并通过&ever GmbH自动化农业系统增强自身生产力。Infarm于2013年在德国柏林成立，主要种植沙拉蔬菜、香草、蘑菇，目前种植农产品达65种。2月23日，Infarm推出了最新的高容量、自动化、模块化的种植与配送中心，可生产作物相当于高达10,000平方米的农田，粮食生产效率比传统土壤农业高400倍。种植中心通过云端控制的自动化机械耕作系统，可为所有农场进行在线设置、监控和分析 CO2、温度、光照、pH 值和生长周期等环境参数。8月4日，Infarm宣布将在英国建立新的 9,760 平方米云连接垂直农场，农场可每年生产多达1800万株植物，并产生相当于360,000平方米农田的作物，农场预计在今年第四季度开始收获作物。8月19日，Infarm在丹麦哥本哈根建立新的6,508 平方米云连接垂直农场，农场每年能够生产超过1100万株植物，预计今年年底开始收获。12月17日，Infarm宣布获得2亿美元的D轮融资，资金将用于建设更多的垂直农场，向美国、加拿大、日本和欧洲其他地区市场扩张，种植更多作物品种。此外，公司希望在下一阶段向亚太与中东地区市场进军。Lettus Grow于2015年在英国成立，是一家水耕种植商与系统供应商，主要供应集装箱植物工厂，工厂内使用气培技术法配合LED灯和Lettus Grow自家控制软件Ostara进行植物种植。集装箱内可以种植绿叶蔬菜、微型蔬菜和幼叶沙拉等30种不同作物。4月29日，Lettus Grow宣布与英国农业食品大学Harper Adams建立合作伙伴关系，探索在温室环境和垂直农场使用气培法和水培法对植物的生长效果的影响。10月14日，Lettus Grow与商业温室种植者La Serra合作进行室内番茄繁殖试验，目的是为了提高番茄繁殖质量、一致性和可持续性。PlantLab于2010年在荷兰成立，是一家商业研发垂直农业公司，目前在德国有一间4000平方米的植物工厂，主要种植西红柿、黄瓜、辣椒、生菜等植物。8月25日，PlantLab计划将扩大植物工厂面积至现有的4倍，这将使PlantLab新增15,000平方米的种植地，用于种植蔬菜和香草。此外，PlantLab计划逐步扩大位于巴哈马、库拉索、美国的植物工厂种植面积。中科三安于2015年在福建省安溪县成立，由福建三安集团与中科院植物所联合创建，是集科研、生产、示范、孵化等多功能于一体的新兴光生物产业项目，主要从事高品质蔬菜、药用植物种植，药用中间体提取以及植物工厂设备与技术输出等。目前，中科三安植物工厂总面积近4万平方米，主要种植蔬菜、食用花卉、金线莲、果树、茶叶等多个作物品种，而蔬菜、食用花卉、金线莲等产品已销往市场并开始盈利。LED植物照明灯具方面，中科三安拥有300余款植物照明灯具，主要应用在大麻种植、室内及温室补光。整体解决方案方面，中科三安的一站式植物工厂已在全国多个项目中落地应用。3月，中科三安位于酒泉卫星发射中心的人工光型植物工厂建成并投入使用，种植有生菜、番茄、黄瓜等蔬菜。9月，中科三安无人化垂直农场落地杨凌，植物工场占地2400平方米，工厂内使用三安UPLIFT无人化垂直农业生产系统进行种植作业，更安全、更效率的实现无人化播种、分栽、管理等工序。尽管植物工厂的推广和普及还有一段时间，但主流植物工厂并未因此退缩，而是通过收购、扩建、智能化三个方向发展，扩大全球业务版图。收购方面，上述企业通过有规划的收购并购，在扩大自身规模的同时，也提高了自身的生产能力与扩大种植作物类型。扩建方面，在更多地区建立面积更大的植物工厂，企业在提高种植规模的同时，也缩短了与消费者之间的距离。智能化方面，企业投入大量资源实现植物种植的智能化，让更多的高新技术与智能设施参与到植物种植的过程中，不断优化植物工厂种植自动化、数据化与环境控制能力，以提高植物种植管理的安全性与效率。可以看到，全球几大植物工厂通过上述三种方式，扩大种植规模，增加作物品种，提升智能化控制水平，从而提升植物工厂投入产出比，推动植物工厂在更多地方应用落地。此举在一定程度上也为其他中小型植物工厂的发展起到示范作用，相信植物工厂将逐步实现规模化发展。随着农业各界对运营模式的不断探索，未来将会有更多高效、低成本运作的植物工厂涌现，而LED照明作为植物工厂的基础设施之一，光效正在不断提高，成本也在不断下降，且能更好地匹配智能设备运作，必定将受到更多传统种植商及新建植物工厂的青睐，带动LED植物照明的需求持续提升。
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