證券時報記者 餘(yu) 勝良

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

　　工廠位於(yu) 南疆喀什的偏遠地區。黃崎在這裏看到了植物工廠產(chan) 業(ye) 化的希望：豐(feng) 富的清潔能源、水資源缺乏、冷季長，還有對飼草料迫切的需求。

　　黃崎是湖南省國際稻都農(nong) 業(ye) 技術研究院院長，他曾經是袁隆平院士的助理。

　　如何在不同環境下栽種水稻，讓喜溫作物育種科研不再追著太陽跑，是袁隆平心心念念的願望。如今，這些科技成果和實踐經驗，將會(hui) 在“智慧牧草工廠”中展現。

　　植物工廠

　　植物工廠是一個(ge) 比較新的概念，2020年被稱為(wei) 其產(chan) 業(ye) 化元年，中國、美國、歐洲、日韓幾乎同時起步。

　　西北地區畜牧業(ye) 規模大，需要持續的飼草料供應，但是冬季頗為(wei) 漫長，在自然條件下牧草畝(mu) 產(chan) 100公斤。中國牧草種子引進自澳大利亞(ya) ，澳大利亞(ya) 氣候比較穩定，沒有極端氣溫，在中國牧草過不了冬天。優(you) 質牧草種子非常貴，1斤需要2000元，還要培養(yang) 幾個(ge) 世代性狀穩定後才能推廣，西北缺水的自然環境也不利於(yu) 牧草成長。

　　這次建設的智慧牧草工廠項目，占地麵積約1萬(wan) 平方米，需要投資5000萬(wan) 元，其中裝備需要2500萬(wan) ~3000萬(wan) 元，廠房需要2000萬(wan) 元，每畝(mu) 地投入333萬(wan) 元。牧草可以種植5層，理論上可以做到20層，但6層以上屬於(yu) 高空作業(ye) ，且太高了空間環境氣候控製成本會(hui) 大大增加。

　　黃崎對證券時報·e公司記者表示，目前工廠化牧草產(chan) 能年畝(mu) 產(chan) 可以達到200~300噸。除了產(chan) 量高，人力也非常節省，1萬(wan) 平米的工廠隻需要15個(ge) 人左右。

　　黃崎稱，他們(men) 真正找到植物工廠產(chan) 業(ye) 化場景，是因為(wei) 當地電力成本較便宜，當地光伏發電比較多，可以按出售給國家電網一樣的價(jia) 格給智慧牧草工廠供電，而到了南方每度電需要1元錢。

　　理論上、技術上植物工廠已經可以覆蓋全部的農(nong) 產(chan) 品的生產(chan) ，但生產(chan) 成本上尚沒有明顯優(you) 勢，主要是耗電較大，占到了運營成本的50%以上。找到便宜的電力，是植物工廠成功的關(guan) 鍵因素之一。

　　中國每年需要大量進口美國牧草，而牧草進入新疆的運輸成本太高。

　　經測算，智慧牧草工廠的年投入回報為(wei) 17%左右。

　　黃崎表示，“按袁老的願望，我們(men) 嚐試了各種方式，水稻傳(chuan) 統育種方麵，袁老已經做到天花板了，我們(men) 用植物工廠技術設計試驗方案，比如辣椒、水稻等都做了嚐試，辣椒可以周年生長、水稻60天左右可以生產(chan) 一茬，但是成本過高，主要是耗電太大，目前還沒有找到大規模產(chan) 業(ye) 化的路徑”。

　　但植物工廠技術可以應用在科研方麵。

　　今年3月份，有投資者詢問隆平高科，國內(nei) 某公司已批量出貨支持西北地區秋冬季牧草生產(chan) ，公司是否有這方麵研究？隆平高科董秘回應，植物工廠種植水稻處於(yu) 研究階段，還未能開展大麵積產(chan) 業(ye) 化生產(chan) 應用。通過植物工廠理念應用於(yu) 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

　　黃崎表示，生物技術、信息技術、工程技術、智能裝備與(yu) 農(nong) 業(ye) 的跨界深度融合，是植物工廠能夠產(chan) 業(ye) 化成功的關(guan) 鍵所在。

　　傳(chuan) 統的植物作物生長離不開陽光、溫度、水分、營養(yang) 、空氣等自然條件。在植物工廠中，植物的根區與(yu) 冠層的生態都會(hui) 做到精準控製，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製後，植物工廠會(hui) 構建一個(ge) 全新的植物生長環境，實現一個(ge) 最佳生長生態係統。

　　植物工廠關(guan) 鍵是要控製生產(chan) 要素，有光、水、肥等幾十項環境要素，比如氮、磷、鉀、鐵等二十多種元素的匹配，環境溫度、濕度、潔淨度等，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，建立最佳生態模型。

　　以土壤為(wei) 例，植物工廠為(wei) 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王曉慶告訴證券時報·e公司記者，土壤的變量特別多，無土栽培比土壤栽培要簡單。現在植物工廠主要使用椰子殼，椰子殼是有機物，不屬於(yu) 化學合成，同時表現很穩定，不會(hui) 有病蟲害。使用椰子殼主要是為(wei) 了保水、固定根部以及保持根部呼吸作用。

　　王曉慶2014年創立的水木九天， 是由北京清華工業(ye) 開發研究院及海澱區東(dong) 升科技園聯合投資孵化的國家級高新技術企業(ye) ，是一家專(zhuan) 注於(yu) 利用自然光的植物工廠。

　　為(wei) 了滿足植物工廠要求，未來可能要研發專(zhuan) 門適合植物工廠的植物種子，可以更高產(chan) ，在成熟期更短的同時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，植物工廠可以節省大量水資源，比如我國南方生產(chan) 每斤水稻要消耗400~800斤水，以色列要消耗200斤水，而植物工廠中可以實現循環再利用，節省95%以上水分。

　　除了植物生產(chan) 方麵，因為(wei) 植株位置固定，種植、收割等方麵均可按照規範標準化。

　　黃崎告訴證券時報·e公司記者，智慧牧草工廠已實現了機器人收割牧草，機器人不用休息，周而複始，效率也很高。

　　工廠建好後，中央控製室實現控製，裏麵是大數據屏幕。黃崎說：“我小時候看過一個(ge) 關(guan) 於(yu) 未來世界的故事，一個(ge) 城市農(nong) 產(chan) 品的供給，就是幾棟摩天大樓農(nong) 場全部搞定，看來這不是一個(ge) 夢！”

　　封閉環境除了提高產(chan) 量，提高土地利用，減少資源消耗外，還有不少其他好處，比如封閉後害蟲無法進入，可以不用噴灑農(nong) 藥，讓食物更健康，做到更環保，符合ESG(環境、社會(hui) 和公司治理)評價(jia) 標準要求。

　　供給也發生了很大變化。水木九天董事長王曉慶表示，傳(chuan) 統農(nong) 業(ye) 條件下，北京一年四季的西紅柿供應可能來自北京周邊省市或者雲(yun) 貴川，物流距離遠，價(jia) 格變化比較大，如果在北京郊區建垂直工廠，就能穩定供應，價(jia) 格波動也會(hui) 比較小。

　　今年1月份，植物工廠公司Infarm宣布獲得一筆2億(yi) 美元的D輪融資。Infarm總融資額超6億(yi) 美元，估值達10億(yi) 美元，是歐洲垂直農(nong) 業(ye) 領域的首家獨角獸(shou) 公司。

　　Infarm為(wei) 門店和配送中心部署了1200多個(ge) 農(nong) 場，節約了至少4000萬(wan) 公升的水和5萬(wan) 平方米的土地。因為(wei) 靠近賣場，節省了90%的運輸裏程。

　　成本

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

　　而更多時候，要考慮經濟價(jia) 值。

　　據了解，日本和中國多年前就有人嚐試植物工廠，但失敗的很多。多數原因不是生產(chan) 不出來，而是沒辦法降低成本。記者嚐試聯係前些年頗紅火的一家植物工廠公司，但該公司已經失聯，業(ye) 內(nei) 人士稱模式沒有走通。

　　水木九天使用自然光，在河南輝縣市孟莊鎮的實驗性項目，將水木番茄蔬菜工廠搬進了當地的電廠中，利用發電廠的餘(yu) 熱以及二氧化碳，使得農(nong) 業(ye) 的能源成本近乎為(wei) 零，同時補碳可以讓番茄產(chan) 量更高、品質更好。去年10月15日開工建設，今年4月中旬開始第一茬銷售，9月份進入正式運行階段。

　　農(nong) 作物都有一個(ge) 生長溫度，以西紅柿為(wei) 例，溫度低於(yu) 15度高於(yu) 30度，就不會(hui) 開花生長。今年河南氣溫高達45度時，溫室頂部達到70度，水木九天河南項目通過高壓噴霧以及蒸汽轉換為(wei) 製冷來綜合降溫，這在自然條件下是無法實現的。

　　合理化栽培之後，西紅柿種植密度提高，傳(chuan) 統農(nong) 業(ye) 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(chan) 量可以達到65公斤。自然條件下生產(chan) 每公斤西紅柿需要160升水，水木九天隻需要8升水。

　　王曉慶計算，西紅柿從(cong) 種子到成果需要3個(ge) 月時間，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，每天15度電按照0.8元電價(jia) 計算，一個(ge) 月折算下來1平方米需要360元錢。

　　王曉慶表示，除了能源成本之外，必須要考慮勞動力成本問題。隨著人口老齡化問題以及低生育率出現，人均勞動工資也已經很高了，未來人均工資會(hui) 突破200元/天，這樣高耗勞動力的農(nong) 業(ye) 就沒市場。“我盡可能讓一個(ge) 工廠種一個(ge) 品種，50畝(mu) 就相當於(yu) 5000畝(mu) 的產(chan) 量，傳(chuan) 統種植5000畝(mu) 蔬菜需要1200人，我們(men) 隻需要12個(ge) 人。”

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

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

　　王曉慶和電廠合作，雙方各取所需。通過燃煤熱力電廠所產(chan) 生的餘(yu) 熱和二氧化碳與(yu) 蔬菜工廠結合，使得蔬菜工廠的能耗成本趨於(yu) 零，而二氧化碳的介入使得產(chan) 量得到60%的提升，“固碳+減排”量最高可達3萬(wan) 噸，相當於(yu) 3萬(wan) 畝(mu) 原始落葉林，甚至相當於(yu) 4億(yi) 度綠電，8000畝(mu) 光伏發電的減碳能力。每50畝(mu) 西紅柿每年可固碳1640噸，1畝(mu) 可以頂20多畝(mu) 南方原始森林。50畝(mu) 西紅柿還可以減少碳排放2.2萬(wan) 噸。

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

　　王曉慶認為(wei) ，現在燈照下的植物工廠，如果跟傳(chuan) 統市場進行比較，還不具備產(chan) 業(ye) 化條件。

　　價(jia) 值

　　著名農(nong) 業(ye) 專(zhuan) 家劉石表示，他多年前就已在關(guan) 注植物工廠，從(cong) 科研價(jia) 值看可以作為(wei) 技術儲(chu) 備，從(cong) 商業(ye) 化上看沒有經濟效益，成本比較高，但是如果遇到一些特殊情況，有了這項技術就可以從(cong) 容應對，不至於(yu) 手足無措。

　　他認為(wei) ，目前技術條件下不具備大規模商業(ye) 化推廣價(jia) 值，現在能源價(jia) 格過高，目前在建的要麽(me) 需要政策支持，要麽(me) 是為(wei) 了減碳之類。不過，不代表個(ge) 別產(chan) 業(ye) 不能走通。全世界做成熟的有兩(liang) 個(ge) 產(chan) 品，分別是西紅柿和生菜，高品質的西紅柿經濟價(jia) 值比較高，生菜在西方消費多，生產(chan) 周期短，生產(chan) 效率比較高。

　　另外，植物工廠不適合大田作物，整體(ti) 效率無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。如果未來核聚變能實現，能源成本可以忽略不算，植物工廠可以使用足夠便宜的能源，有可能成規模推廣。否則就隻能局限在高端小型農(nong) 業(ye) 、經濟作物等領域。

　　他認為(wei) ，植物工廠可能比較環保，但不一定代表質量好，自然的瓜果會(hui) 更香甜，溫室生產(chan) 會(hui) 比較一致，品質上很難達到優(you) 秀。立體(ti) 農(nong) 業(ye) 追求生長期短，品質肯定會(hui) 受影響。“元素本身不缺乏，風味可能會(hui) 有差異，這跟光熱等自然條件是有關(guan) 聯的。”

　　黃崎和王曉慶都認為(wei) ，植物生長需要的各種元素都可以補充，自然界成長的品質和植物工廠中的完全可以一致，相反由於(yu) 相關(guan) 變量的可控性，植物工廠所生產(chan) 的產(chan) 品安全度更高，一致性更好，指標更可控。

　　投資

　　成本高，技術也還有待解之處，但是在資本投入和研發攻關(guan) 下，有望一點點克服，就跟光伏發電和新能源汽車一樣，在某些關(guan) 鍵領域有突破性進展，迎來產(chan) 業(ye) 化機會(hui) 。

　　今年3月，騰訊領投了農(nong) 業(ye) 初創公司Future Crops，這是騰訊首次披露對植物工廠初創公司的投資。2016年成立的Future Crops是歐洲乃至世界最大的垂直農(nong) 場之一，在荷蘭(lan) Westland建立了全自動室內(nei) 垂直農(nong) 場。

　　騰訊首席歐洲代表Ling Ge在一份聲明中表示，垂直農(nong) 場是科技與(yu) 農(nong) 業(ye) 食品係統的結合，有利於(yu) 可持續農(nong) 業(ye) 的發展，符合騰訊“科技向善”投資理念。

　　海外不少植物工廠獲得青睞，估值不菲。比如去年3月，Aero Farms宣布與(yu) 特殊目的收購公司合並，計劃合並上市，估值達到12億(yi) 美元，不過最後取消。而總部位於(yu) 美國舊金山的Plenty，在今年1月25日宣布完成4億(yi) 美元E輪融資，創造了迄今為(wei) 止室內(nei) 植物工廠的最高單筆融資紀錄。美國Gotham Green獲得3.1億(yi) 美元的E輪融資。Bowery Farming在2021年5月融得3億(yi) 美元C輪融資。

　　在國內(nei) ，截至2022年10月，水木九天已經過社會(hui) 融資4輪，企業(ye) 總估值達到了50億(yi) 元。

　　目前活躍在國內(nei) 的植物工廠主要有三類，一類是裝備銷售商，一類是研發機構，還有一類是LED開發者。國內(nei) LED公司很活躍，植物工廠將會(hui) 極大地刺激LED設備銷量。

　　去年國星光電宣布已形成LED植物照明係統的解決(jue) 方案。 國星光電在植物照明領域投入多年。中科三安由中國科學院植物研究所與(yu) 福建三安集團於(yu) 2015年合資成立，也在致力於(yu) 研發LED設備用於(yu) 植物工廠。

　　農(nong) 林牧漁是國內(nei) 上市公司中一個(ge) 相對薄弱的板塊，和農(nong) 業(ye) 相關(guan) 的上市公司大多從(cong) 事後續加工等環節，有土地的也基本上隻對外出租。種植是一個(ge) 利潤薄弱、風險又高的環節，在中國多由小農(nong) 戶承擔，在發達國家由農(nong) 場主承擔。

　　黃崎認為(wei) ，農(nong) 業(ye) 要贏得資本的青睞，必須擺脫對氣候、土地、勞動力、水等自然資源依賴的“看天吃飯”的傳(chuan) 統模式，讓農(nong) 業(ye) 生產(chan) 在可設計、可感知、可量化、可調控的過程中完成。

　　在植物工廠出現後，越來越多資本在介入這個(ge) 環節，說明這個(ge) 領域在解決(jue) 諸多不確定性因素後，有可能產(chan) 生可觀的投資回報，誕生比較大的公司。