发展LED植物工厂“路”在何方

　　根据联合国估计，到2050年全球人口将再增加30亿人，这表示人类需要额外开发10亿公顷的耕地，才可避免粮食短缺;但全球可以耕种的农地几乎都已开发，因此植物工厂成为解决粮食危机的重要关键。

　　许多先进国家已纷纷投入植物工厂，因为它不但可以解决粮食危机，且不受环境日益恶化影响。植物工厂俨然成为未来农业发展趋势。

　　不过，台湾缺乏农企业，导致多数植物工厂都是100平方公尺以下的小型工厂，大多是实验室或开放式产线，且大多栽种便宜的蔬果，导致亏本连连，但仍吸引许多大企业积极投入。

　　整体而言，台湾除了粮食价格不稳定之外，还面临自给率年年衰退状况，至今只剩3成左右，与日、韩相比，台湾虽有更优越的粮食生长环境，但自足率却较低，植物工厂的建设不仅可帮助台湾稳定粮食价格，也可望在未来提升粮食自给率，但在台湾推行植物工厂是否可行，值得仔细探究。

　　植物工厂光源是关键

　　植物工厂集四大要点于一身，才能发挥最大效益，包含建筑、设备、环境控制、生长材料，当然这四大要素也是相辅相成，并非缺一不可。植物工厂分为三种，阳光利用型、阳光与人工光源并用型及完全人工光源密闭型。

　　植物工厂的设备需要由各个不同产业一起结合而成的产物，包含灯源、风扇、湿度计、水源调整、二氧化碳供应设备等，其中以光源最为关键，少了光源的植物工厂就不是人工光源工厂，而是仰赖阳光的温室。其他像二氧化碳则是可有可无，增加二氧化碳排放主要为让植物的生长更快、更好。

　　人工光源是密闭式植物工厂最主要的关键设备之一，光源又可分CCFL、金属卤素灯、高压钠灯、荧光灯和LED灯。日本的植物工厂多采用荧光灯管做为人工光源，因为在几年前LED灯的价格高于荧光灯管10倍以上，以投资角度来看，选择荧光灯管较为合适;但随着LED灯的价格快速下滑，已有愈来愈多厂商采用LED植物灯。

　　由于密闭式植物工厂平均点灯时间约12至18小时，电力耗费成为植物工厂的一大考虑。现今LED整体产业供过于求，导致价格下滑快速，已有多家厂商将LED照明投入植物工厂，且得到不错效果，但初期投入成本仍高于T5荧光灯管及高压钠灯，不过寿命长、省电、体积小，达到全光谱光源、没有热辐射等优点，让LED在植物工厂的应用快速崛起。

　　技术不同视环境改良

　　各国植物工厂技术发展大不相同，因应不同气候、设备等进行改良，其中又以日本植物工厂发展环境与台湾植物工厂发展环境最为相近。

　　以荷兰的植物工厂来说，多以栽种花卉、香草为主，目前荷兰多数的植物工厂仍以阳光型为主，但因高纬度的地理位置，昼短夜长，多采用高压钠灯进行补光。荷兰是目前植物工厂发展最好的国家，最新发展的园艺作物永续节能温室生产技术与应用，结合了LED等人工光源的光照技术、光质、光通量，以及远程自动监控系统等，有效提升生产质量。未来荷兰的植物工厂发展目标是温室村(Zonneterp)的概念，其中重复利用的概念，节省能源及水源，达到自给自足。

　　而为解决城市二氧化碳日益严重问题，美国Despommier教授提出在城市中建造大型建筑农场，除可吸收二氧化碳，还可利用城市污废水来灌溉食物，一楼可以开设卖场和餐厅，直接让消费者使用，也同时节省运送时的费用和排碳量。也就是说，北美国家正朝向垂直立体农业建筑的方向发展，这点对于台北市这种寸土寸金的都市并不具效益，但在偏远地区或废弃工业大楼，的确可以进行改良，重新启用，不仅可减少土地利用，也可增加栽种密度。

　　亚洲国家以日本发展最为快速，但中国大陆和韩国也急起直追。这三个国家都有一共通点，就是政府积极补助，其中以日本最早，在2009年便针对植物工厂提出高达150亿日圆补助，而大陆也在「十二五计划」中，列有奖励精致农业，韩国政府则是在电力支出及设厂上提供优惠。

　　反观台湾，政府不但没有直接补助方案，还有休耕补贴，农家不种田也可以领钱，因此目前许多农田休耕，自然导致台湾农产品自给率不足;加上台湾缺少农企业，植物工厂难以发展。目前全球植物工厂成本都比农地耕种高，若无政府补助实在难以发展。

　　借鉴日本加强销售通路

　　台湾拥有许多配置植物工厂设备的优势，包含农业改良研发技术、LED产业等，透过各国的成功发展轨迹及经验检视，可以看出台湾发展植物工厂的机会与挑战。

　　各国的植物工厂发展环境，以日本和台湾最为相近，日本现有100多家植物工厂，但真获利的仅有3家。这3家植物工厂之所以能成功，主要原因有二：(1)拥有长久的经营经验，且设备已经回本，开始转向营收;(2)厂商都有确定的销售通路。这两点是台湾需要学习的经验，台湾植物工厂的经营模式大多结合餐厅、农场，让消费者可以直接体验，也因为新奇，假日常常爆满，但这类型的植物工厂大多是中小型生产基地，难以达到以量制价，相对的，固定成本也比大量生产来得高。因此，台湾厂商可以仿效日本，与连锁餐厅合作，或仿效韩国，在大卖场内直接有开放式的植物工厂，现摘现卖，不仅可以减少运送成本，消费者也会对看得到的种植蔬果较为安心。

　　提高附加价值整合出击

　　植物工厂是一大趋势，但因单价高，难以和农地媲美，如何提升需求是一大关键。其实植物分很多种，目前大多数台湾的植物工厂都是种植莴苣类蔬菜，因为生长周期短，也较容易种植，但价格也相对较低，难以回本。

　　考虑经济效益，台湾植物工厂未来应该走向生医科技，结合生技，种植高单价产品，并附加植物价值，才有机会转亏为盈，否则以台湾的气候，植栽需吹冷气的情况，实在难以获利。

　　台湾植物工厂还有另一大问题，一开始厂商为了节省成本，缺少很多系统设备，如室内湿度控制、气流控制、二氧化碳控制等，这也让植物生长环境不如当初实验室理想，导致植物生长难以达到预期。

　　植物工厂因投入成本高，加上营运费用也不低，导致多家厂商亏损，因此，要如何提升植物的价值就是关键，台湾雅闻香草植物工厂就是最好的案例，该工厂由雅闻生技集团投资，种植含有特殊成分的植物，提炼其成分融入保养品中贩卖，而保养品的价格远高于植物，可藉由保养品平衡营收。

　　另外，台湾气温偏高，对于建立植物工厂环境不甚理想，但厂商可以走向设备出口，且不能只想LED，应联系上下游设备，提供系统整合才有利基。