證券時(shí)報記者 余勝良

　　今年，黃崎連續好幾個(gè)月待在新疆，幫助當地籌建一個(gè)植物工廠(chǎng)，種植牧草，生產(chǎn)多肽蛋白生物飼料。

　　工廠(chǎng)位于南疆喀什的偏遠地區。黃崎在這里看到了植物工廠(chǎng)產(chǎn)業(yè)化的希望：豐富的清潔能源、水資源缺乏、冷季長(cháng)，還有對飼草料迫切的需求。

　　黃崎是湖南省國際稻都農業(yè)技術(shù)研究院院長(cháng)，他曾經(jīng)是袁隆平院士的助理。

　　如何在不同環(huán)境下栽種水稻，讓喜溫作物育種科研不再追著(zhù)太陽(yáng)跑，是袁隆平心心念念的愿望。如今，這些科技成果和實(shí)踐經(jīng)驗，將會(huì )在“智慧牧草工廠(chǎng)”中展現。

　　植物工廠(chǎng)

　　植物工廠(chǎng)是一個(gè)比較新的概念，2020年被稱(chēng)為其產(chǎn)業(yè)化元年，中國、美國、歐洲、日韓幾乎同時(shí)起步。

　　西北地區畜牧業(yè)規模大，需要持續的飼草料供應，但是冬季頗為漫長(cháng)，在自然條件下牧草畝產(chǎn)100公斤。中國牧草種子引進(jìn)自澳大利亞，澳大利亞氣候比較穩定，沒(méi)有極端氣溫，在中國牧草過(guò)不了冬天。優(yōu)質(zhì)牧草種子非常貴，1斤需要2000元，還要培養幾個(gè)世代性狀穩定后才能推廣，西北缺水的自然環(huán)境也不利于牧草成長(cháng)。

　　這次建設的智慧牧草工廠(chǎng)項目，占地面積約1萬(wàn)平方米，需要投資5000萬(wàn)元，其中裝備需要2500萬(wàn)~3000萬(wàn)元，廠(chǎng)房需要2000萬(wàn)元，每畝地投入333萬(wàn)元。牧草可以種植5層，理論上可以做到20層，但6層以上屬于高空作業(yè)，且太高了空間環(huán)境氣候控制成本會(huì )大大增加。

　　黃崎對證券時(shí)報·e公司記者表示，目前工廠(chǎng)化牧草產(chǎn)能年畝產(chǎn)可以達到200~300噸。除了產(chǎn)量高，人力也非常節省，1萬(wàn)平米的工廠(chǎng)只需要15個(gè)人左右。

　　黃崎稱(chēng)，他們真正找到植物工廠(chǎng)產(chǎn)業(yè)化場(chǎng)景，是因為當地電力成本較便宜，當地光伏發(fā)電比較多，可以按出售給國家電網(wǎng)一樣的價(jià)格給智慧牧草工廠(chǎng)供電，而到了南方每度電需要1元錢(qián)。

　　理論上、技術(shù)上植物工廠(chǎng)已經(jīng)可以覆蓋全部的農產(chǎn)品的生產(chǎn)，但生產(chǎn)成本上尚沒(méi)有明顯優(yōu)勢，主要是耗電較大，占到了運營(yíng)成本的50%以上。找到便宜的電力，是植物工廠(chǎng)成功的關(guān)鍵因素之一。

　　中國每年需要大量進(jìn)口美國牧草，而牧草進(jìn)入新疆的運輸成本太高。

　　經(jīng)測算，智慧牧草工廠(chǎng)的年投入回報為17%左右。

　　黃崎表示，“按袁老的愿望，我們嘗試了各種方式，水稻傳統育種方面，袁老已經(jīng)做到天花板了，我們用植物工廠(chǎng)技術(shù)設計試驗方案，比如辣椒、水稻等都做了嘗試，辣椒可以周年生長(cháng)、水稻60天左右可以生產(chǎn)一茬，但是成本過(guò)高，主要是耗電太大，目前還沒(méi)有找到大規模產(chǎn)業(yè)化的路徑”。

　　但植物工廠(chǎng)技術(shù)可以應用在科研方面。

　　今年3月份，有投資者詢(xún)問(wèn)隆平高科，國內某公司已批量出貨支持西北地區秋冬季牧草生產(chǎn)，公司是否有這方面研究？隆平高科董秘回應，植物工廠(chǎng)種植水稻處于研究階段，還未能開(kāi)展大面積產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)應用。通過(guò)植物工廠(chǎng)理念應用于水稻育種，縮短水稻生育周期能加快新品種培育效率，公司一直在探索研究應用中。

　　技術(shù)

　　黃崎表示，生物技術(shù)、信息技術(shù)、工程技術(shù)、智能裝備與農業(yè)的跨界深度融合，是植物工廠(chǎng)能夠產(chǎn)業(yè)化成功的關(guān)鍵所在。

　　傳統的植物作物生長(cháng)離不開(kāi)陽(yáng)光、溫度、水分、營(yíng)養、空氣等自然條件。在植物工廠(chǎng)中，植物的根區與冠層的生態(tài)都會(huì )做到精準控制，光照強度、溫度、濕度、二氧化碳濃度、微生物菌群等得到精確控制后，植物工廠(chǎng)會(huì )構建一個(gè)全新的植物生長(cháng)環(huán)境，實(shí)現一個(gè)最佳生長(cháng)生態(tài)系統。

　　植物工廠(chǎng)關(guān)鍵是要控制生產(chǎn)要素，有光、水、肥等幾十項環(huán)境要素，比如氮、磷、鉀、鐵等二十多種元素的匹配，環(huán)境溫度、濕度、潔凈度等，要把這些要素綜合考慮，使用海量數據統計、分析，找到一種算法，建立最佳生態(tài)模型。

　　以土壤為例，植物工廠(chǎng)為了減少不確定性，幾乎不再使用。

　　北京水木九天科技有限公司董事長(cháng)王曉慶告訴證券時(shí)報·e公司記者，土壤的變量特別多，無(wú)土栽培比土壤栽培要簡(jiǎn)單。現在植物工廠(chǎng)主要使用椰子殼，椰子殼是有機物，不屬于化學(xué)合成，同時(shí)表現很穩定，不會(huì )有病蟲(chóng)害。使用椰子殼主要是為了保水、固定根部以及保持根部呼吸作用。

　　王曉慶2014年創(chuàng )立的水木九天， 是由北京清華工業(yè)開(kāi)發(fā)研究院及海淀區東升科技園聯(lián)合投資孵化的國家級高新技術(shù)企業(yè)，是一家專(zhuān)注于利用自然光的植物工廠(chǎng)。

　　為了滿(mǎn)足植物工廠(chǎng)要求，未來(lái)可能要研發(fā)專(zhuān)門(mén)適合植物工廠(chǎng)的植物種子，可以更高產(chǎn)，在成熟期更短的同時(shí)具有更強的耐力和抗病害特性。一些在天然條件下要求較高的性狀，在封閉條件下的要求就降低了。

　　目前植物工廠(chǎng)中韭菜可以7天收割一次、生菜15天收獲一次、牧草可以20天收割一次。

　　另外，植物工廠(chǎng)可以節省大量水資源，比如我國南方生產(chǎn)每斤水稻要消耗400~800斤水，以色列要消耗200斤水，而植物工廠(chǎng)中可以實(shí)現循環(huán)再利用，節省95%以上水分。

　　除了植物生產(chǎn)方面，因為植株位置固定，種植、收割等方面均可按照規范標準化。

　　黃崎告訴證券時(shí)報·e公司記者，智慧牧草工廠(chǎng)已實(shí)現了機器人收割牧草，機器人不用休息，周而復始，效率也很高。

　　工廠(chǎng)建好后，中央控制室實(shí)現控制，里面是大數據屏幕。黃崎說(shuō)：“我小時(shí)候看過(guò)一個(gè)關(guān)于未來(lái)世界的故事，一個(gè)城市農產(chǎn)品的供給，就是幾棟摩天大樓農場(chǎng)全部搞定，看來(lái)這不是一個(gè)夢(mèng)！”

　　封閉環(huán)境除了提高產(chǎn)量，提高土地利用，減少資源消耗外，還有不少其他好處，比如封閉后害蟲(chóng)無(wú)法進(jìn)入，可以不用噴灑農藥，讓食物更健康，做到更環(huán)保，符合ESG(環(huán)境、社會(huì )和公司治理)評價(jià)標準要求。

　　供給也發(fā)生了很大變化。水木九天董事長(cháng)王曉慶表示，傳統農業(yè)條件下，北京一年四季的西紅柿供應可能來(lái)自北京周邊省市或者云貴川，物流距離遠，價(jià)格變化比較大，如果在北京郊區建垂直工廠(chǎng)，就能穩定供應，價(jià)格波動(dòng)也會(huì )比較小。

　　今年1月份，植物工廠(chǎng)公司Infarm宣布獲得一筆2億美元的D輪融資。Infarm總融資額超6億美元，估值達10億美元，是歐洲垂直農業(yè)領(lǐng)域的首家獨角獸公司。

　　Infarm為門(mén)店和配送中心部署了1200多個(gè)農場(chǎng)，節約了至少4000萬(wàn)公升的水和5萬(wàn)平方米的土地。因為靠近賣(mài)場(chǎng)，節省了90%的運輸里程。

　　成本

　　一些邊防哨所、海島等自然條件不允許的地方，可以用植物工廠(chǎng)解決蔬菜供應，這些區域不用太考慮成本問(wèn)題。

　　而更多時(shí)候，要考慮經(jīng)濟價(jià)值。

　　據了解，日本和中國多年前就有人嘗試植物工廠(chǎng)，但失敗的很多。多數原因不是生產(chǎn)不出來(lái)，而是沒(méi)辦法降低成本。記者嘗試聯(lián)系前些年頗紅火的一家植物工廠(chǎng)公司，但該公司已經(jīng)失聯(lián)，業(yè)內人士稱(chēng)模式?jīng)]有走通。

　　水木九天使用自然光，在河南輝縣市孟莊鎮的實(shí)驗性項目，將水木番茄蔬菜工廠(chǎng)搬進(jìn)了當地的電廠(chǎng)中，利用發(fā)電廠(chǎng)的余熱以及二氧化碳，使得農業(yè)的能源成本近乎為零，同時(shí)補碳可以讓番茄產(chǎn)量更高、品質(zhì)更好。去年10月15日開(kāi)工建設，今年4月中旬開(kāi)始第一茬銷(xiāo)售，9月份進(jìn)入正式運行階段。

　　農作物都有一個(gè)生長(cháng)溫度，以西紅柿為例，溫度低于15度高于30度，就不會(huì )開(kāi)花生長(cháng)。今年河南氣溫高達45度時(shí)，溫室頂部達到70度，水木九天河南項目通過(guò)高壓噴霧以及蒸汽轉換為制冷來(lái)綜合降溫，這在自然條件下是無(wú)法實(shí)現的。

　　合理化栽培之后，西紅柿種植密度提高，傳統農業(yè)1平方米種植1.2棵，現在可以做到平均3.52棵。1平方米產(chǎn)量可以達到65公斤。自然條件下生產(chǎn)每公斤西紅柿需要160升水，水木九天只需要8升水。

　　王曉慶計算，西紅柿從種子到成果需要3個(gè)月時(shí)間，光照強度要求很高，如果用人工補光的方案每平方米需要100W的燈照，每天要照一天14~16小時(shí)，每天15度電按照0.8元電價(jià)計算，一個(gè)月折算下來(lái)1平方米需要360元錢(qián)。

　　王曉慶表示，除了能源成本之外，必須要考慮勞動(dòng)力成本問(wèn)題。隨著(zhù)人口老齡化問(wèn)題以及低生育率出現，人均勞動(dòng)工資也已經(jīng)很高了，未來(lái)人均工資會(huì )突破200元/天，這樣高耗勞動(dòng)力的農業(yè)就沒(méi)市場(chǎng)。“我盡可能讓一個(gè)工廠(chǎng)種一個(gè)品種，50畝就相當于5000畝的產(chǎn)量，傳統種植5000畝蔬菜需要1200人，我們只需要12個(gè)人。”

　　在產(chǎn)品選擇上，水木九天種植非耐儲存的蔬菜，洋蔥、蘿卜、土豆等屬于耐儲運的蔬菜就不種植。其定位是城市應急非耐儲蔬菜供應商，就近生產(chǎn)就近供應。

　　王曉慶算過(guò)賬，如果是用燈光，1公斤大葉菜需要耗費46度電，僅僅電費就達到36元，成本很高。

　　王曉慶和電廠(chǎng)合作，雙方各取所需。通過(guò)燃煤熱力電廠(chǎng)所產(chǎn)生的余熱和二氧化碳與蔬菜工廠(chǎng)結合，使得蔬菜工廠(chǎng)的能耗成本趨于零，而二氧化碳的介入使得產(chǎn)量得到60%的提升，“固碳+減排”量最高可達3萬(wàn)噸，相當于3萬(wàn)畝原始落葉林，甚至相當于4億度綠電，8000畝光伏發(fā)電的減碳能力。每50畝西紅柿每年可固碳1640噸，1畝可以頂20多畝南方原始森林。50畝西紅柿還可以減少碳排放2.2萬(wàn)噸。

　　現在王曉慶的西紅柿可以按照5元的價(jià)格出售，如果碳指標的價(jià)格和歐洲一致，西紅柿成本可以降低到-2元。

　　王曉慶認為，現在燈照下的植物工廠(chǎng)，如果跟傳統市場(chǎng)進(jìn)行比較，還不具備產(chǎn)業(yè)化條件。

　　價(jià)值

　　著(zhù)名農業(yè)專(zhuān)家劉石表示，他多年前就已在關(guān)注植物工廠(chǎng)，從科研價(jià)值看可以作為技術(shù)儲備，從商業(yè)化上看沒(méi)有經(jīng)濟效益，成本比較高，但是如果遇到一些特殊情況，有了這項技術(shù)就可以從容應對，不至于手足無(wú)措。

　　他認為，目前技術(shù)條件下不具備大規模商業(yè)化推廣價(jià)值，現在能源價(jià)格過(guò)高，目前在建的要么需要政策支持，要么是為了減碳之類(lèi)。不過(guò)，不代表個(gè)別產(chǎn)業(yè)不能走通。全世界做成熟的有兩個(gè)產(chǎn)品，分別是西紅柿和生菜，高品質(zhì)的西紅柿經(jīng)濟價(jià)值比較高，生菜在西方消費多，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)效率比較高。

　　另外，植物工廠(chǎng)不適合大田作物，整體效率無(wú)法達到大田作物的水平，比如種小麥、水稻、玉米、棉花、大豆等就不劃算。如果未來(lái)核聚變能實(shí)現，能源成本可以忽略不算，植物工廠(chǎng)可以使用足夠便宜的能源，有可能成規模推廣。否則就只能局限在高端小型農業(yè)、經(jīng)濟作物等領(lǐng)域。

　　他認為，植物工廠(chǎng)可能比較環(huán)保，但不一定代表質(zhì)量好，自然的瓜果會(huì )更香甜，溫室生產(chǎn)會(huì )比較一致，品質(zhì)上很難達到優(yōu)秀。立體農業(yè)追求生長(cháng)期短，品質(zhì)肯定會(huì )受影響。“元素本身不缺乏，風(fēng)味可能會(huì )有差異，這跟光熱等自然條件是有關(guān)聯(lián)的。”

　　黃崎和王曉慶都認為，植物生長(cháng)需要的各種元素都可以補充，自然界成長(cháng)的品質(zhì)和植物工廠(chǎng)中的完全可以一致，相反由于相關(guān)變量的可控性，植物工廠(chǎng)所生產(chǎn)的產(chǎn)品安全度更高，一致性更好，指標更可控。

　　投資

　　成本高，技術(shù)也還有待解之處，但是在資本投入和研發(fā)攻關(guān)下，有望一點(diǎn)點(diǎn)克服，就跟光伏發(fā)電和新能源汽車(chē)一樣，在某些關(guān)鍵領(lǐng)域有突破性進(jìn)展，迎來(lái)產(chǎn)業(yè)化機會(huì )。

　　今年3月，騰訊領(lǐng)投了農業(yè)初創(chuàng )公司Future Crops，這是騰訊首次披露對植物工廠(chǎng)初創(chuàng )公司的投資。2016年成立的Future Crops是歐洲乃至世界最大的垂直農場(chǎng)之一，在荷蘭Westland建立了全自動(dòng)室內垂直農場(chǎng)。

　　騰訊首席歐洲代表Ling Ge在一份聲明中表示，垂直農場(chǎng)是科技與農業(yè)食品系統的結合，有利于可持續農業(yè)的發(fā)展，符合騰訊“科技向善”投資理念。

　　海外不少植物工廠(chǎng)獲得青睞，估值不菲。比如去年3月，Aero Farms宣布與特殊目的收購公司合并，計劃合并上市，估值達到12億美元，不過(guò)最后取消。而總部位于美國舊金山的Plenty，在今年1月25日宣布完成4億美元E輪融資，創(chuàng )造了迄今為止室內植物工廠(chǎng)的最高單筆融資紀錄。美國Gotham Green獲得3.1億美元的E輪融資。Bowery Farming在2021年5月融得3億美元C輪融資。

　　在國內，截至2022年10月，水木九天已經(jīng)過(guò)社會(huì )融資4輪，企業(yè)總估值達到了50億元。

　　目前活躍在國內的植物工廠(chǎng)主要有三類(lèi)，一類(lèi)是裝備銷(xiāo)售商，一類(lèi)是研發(fā)機構，還有一類(lèi)是LED開(kāi)發(fā)者。國內LED公司很活躍，植物工廠(chǎng)將會(huì )極大地刺激LED設備銷(xiāo)量。

　　去年國星光電宣布已形成LED植物照明系統的解決方案。 國星光電在植物照明領(lǐng)域投入多年。中科三安由中國科學(xué)院植物研究所與福建三安集團于2015年合資成立，也在致力于研發(fā)LED設備用于植物工廠(chǎng)。

　　農林牧漁是國內上市公司中一個(gè)相對薄弱的板塊，和農業(yè)相關(guān)的上市公司大多從事后續加工等環(huán)節，有土地的也基本上只對外出租。種植是一個(gè)利潤薄弱、風(fēng)險又高的環(huán)節，在中國多由小農戶(hù)承擔，在發(fā)達國家由農場(chǎng)主承擔。

　　黃崎認為，農業(yè)要贏(yíng)得資本的青睞，必須擺脫對氣候、土地、勞動(dòng)力、水等自然資源依賴(lài)的“看天吃飯”的傳統模式，讓農業(yè)生產(chǎn)在可設計、可感知、可量化、可調控的過(guò)程中完成。

　　在植物工廠(chǎng)出現后，越來(lái)越多資本在介入這個(gè)環(huán)節，說(shuō)明這個(gè)領(lǐng)域在解決諸多不確定性因素后，有可能產(chǎn)生可觀(guān)的投資回報，誕生比較大的公司。