編者按：本文來自微信公眾號 遠(yuǎn)川出海研究（ID：aotekuaitan），作者：劉珺雅，創(chuàng)業(yè)邦經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載

對上海人來說，“搶菜”大概率會成為代表2022的重要關(guān)鍵詞。

當(dāng)下上海已恢復(fù)如常，但過去幾個月的蔬菜供應(yīng)緊張，十足為上海留下了些印記。比如那些封鎖期間建立起的迷你家庭水培農(nóng)場，如今仍存續(xù)于一些上海人的陽臺上，在疫情席卷之后的日子里，仍有新的種子不斷被栽培進去。

這些年，城市居民的種菜渴望被疫情狠狠喚起了。光深圳南山區(qū)，去年就有10座社區(qū)共建的花園拔地而起，其中一部分被建造在了居民樓的屋頂上，樓內(nèi)居民通過分包青菜、黃瓜、辣椒、茄子等屋頂責(zé)任田，共同維護著樓宇之上的小農(nóng)場，這讓他們在疫情期間遠(yuǎn)離了物價的不穩(wěn)定。

這類屋頂農(nóng)場近年在東京、曼谷、新加坡、香港、深圳等快節(jié)奏城市如雨后春筍般出現(xiàn)，其設(shè)計需求來自城市地皮的緊張，但這并不是現(xiàn)代人的創(chuàng)新。

▲美國紐約市中心，一座屋頂農(nóng)場建造在了一棟六層倉庫上

從古代世界七大奇跡的古巴比倫空中花園，到近代東亞地區(qū)的水稻梯田，人類始終在尋求著優(yōu)化空間向上耕作的可能。直至今天，最大限度利用城市用地務(wù)農(nóng)，已經(jīng)發(fā)展成為了一項已由科技驅(qū)動的新興產(chǎn)業(yè)--垂直農(nóng)業(yè)。

所謂垂直農(nóng)業(yè)，就是在摩天大樓里，人工打造出具備農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需的水、陽光以及溫度等條件的生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)在城市高層內(nèi)規(guī)?；N植農(nóng)作物。

當(dāng)下，由于疫情、氣候和消費者偏好的改變，歐美等發(fā)達國家這十年來都開始布局垂直農(nóng)場。全行業(yè)在2021年共籌集了超過10億美元的資金，超過了2018年和2019年產(chǎn)生的資金總額，增速迅猛。

只不過該產(chǎn)業(yè)在國內(nèi)目前仍是一片藍海，但已有萌芽之勢。比如今年初，騰訊就領(lǐng)投了荷蘭垂直農(nóng)場公司FutureCrops的新一輪融資，這是騰訊首次對外公開披露對垂直農(nóng)場初創(chuàng)公司的投資。

中國垂直農(nóng)場尚起步，產(chǎn)業(yè)內(nèi)的許多先發(fā)經(jīng)驗或有所借鑒。垂直農(nóng)場為何會受到全球資本的追捧？在垂直農(nóng)場領(lǐng)域，什么又是最值得關(guān)注的難點呢？

▲美國頭部垂直農(nóng)場Plenty的室內(nèi)農(nóng)場

01 | 垂直農(nóng)場為何受到全球追捧？

任何產(chǎn)業(yè)的變革，都對應(yīng)著現(xiàn)有模式的不可持續(xù)。

傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)當(dāng)下遇到了三個瓶頸，分別是肥沃土地縮減、氣候變化影響農(nóng)業(yè)種植穩(wěn)定性、以及全球環(huán)保需求迫在眉睫，垂直農(nóng)場的設(shè)想，為這三個問題提供了完滿的解決方式。

首先是要應(yīng)對全球肥沃土地的縮減。根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織的報告顯示，每年全球因水土流失、不合理耕種、過度施肥等原因失去的肥沃土壤高達240億噸。而沃土流失的同時，人口還在增長。到2050年，全球人口將突破90億，屆時單位土壤需要多產(chǎn)出50%的食物，才能滿足人類的需求，這對未來農(nóng)場的土地利用率提出了超高要求。

垂直農(nóng)場正合此意。一方面，垂直農(nóng)業(yè)的有效栽培面積在縱深上被擴大，另一方面，垂直農(nóng)場里的溫度、光照、二氧化碳濃度等環(huán)境條件都被人工高精度控制，能量的轉(zhuǎn)化率是普通農(nóng)業(yè)的2~3倍，因此目前垂直農(nóng)場作物的產(chǎn)量都是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的數(shù)十倍以上。

以生菜為例，垂直生菜農(nóng)場每平方米的產(chǎn)量可以達到傳統(tǒng)陸地農(nóng)業(yè)的80多倍，比溫室農(nóng)業(yè)也多12倍以上。像頭部垂直農(nóng)場企業(yè)AeroFarms，目前單位面積產(chǎn)量能達到普通農(nóng)田的390倍，很好地解決了土地不足的問題。

▲AeroFarms的垂直農(nóng)場內(nèi)部

第二個方面是應(yīng)對種植穩(wěn)定性弱的威脅。首先，大部分作物的耕種都具有季節(jié)性，反季節(jié)只能通過高山低溫或大棚保溫來栽培，而前者有地理與物種限制，后者則多作用于早春搶早或晚秋延后，仍有較大時間限制。

其次，傳統(tǒng)農(nóng)耕易受異常氣候侵?jǐn)_，聯(lián)合國糧食計劃署指出，2020年，極端天氣是導(dǎo)致世界上大多數(shù)糧食危機的原因，并且是15個國家嚴(yán)重糧食匱乏的主要原因，全球氣候變暖對農(nóng)業(yè)造成很大的挑戰(zhàn)。

而垂直農(nóng)場的人工生態(tài)系統(tǒng)，讓人類徹底擺脫數(shù)千年來靠天吃飯的局限。垂直農(nóng)場能夠全方位地還原作物所需的自然條件，為農(nóng)作物提供了全年無休的生長環(huán)境，同時保證其不受季節(jié)限制及干旱、洪水、極端氣溫的侵害，將種植的穩(wěn)定性提升滿格。

▲垂直農(nóng)場的人工水培系統(tǒng)

第三點，是為應(yīng)對人類日益增長的環(huán)保需求。據(jù)統(tǒng)計，全世界每年由于病蟲草害導(dǎo)致的糧食減產(chǎn)率在 20%～40%之間，為減輕蟲害對糧食的威脅，農(nóng)藥和農(nóng)用化學(xué)品在其中發(fā)揮著重要作用。

不過當(dāng)下人們對食品安全的要求越來越高，有機農(nóng)業(yè)愈發(fā)被積極倡導(dǎo)。由于垂直農(nóng)場的環(huán)境可控性高，病蟲害的發(fā)生率顯著更低，其無農(nóng)藥或生物物質(zhì)污染的栽培環(huán)境，更符合消費者的食品安全、農(nóng)業(yè)環(huán)保理念，市場端潛力無窮。

除了在應(yīng)對上述不可回避的三方面現(xiàn)實問題具備優(yōu)勢，垂直農(nóng)場還能大幅度降低運輸成本。由于傳統(tǒng)農(nóng)場多處市郊，一顆在城市銷售的普通蔬菜，其運輸和冷鏈成本占據(jù)總成本近5成。垂直農(nóng)場因為對土地使用較少，能更靠近寸土寸金的城市消費端，因此運輸與包裝成本大幅減少。

▲近市中心的垂直農(nóng)場概念圖

02 | 垂直農(nóng)場領(lǐng)域，什么是最值得關(guān)注的難點？

在垂直農(nóng)場深受追捧的當(dāng)下，上述優(yōu)點的確是其競爭力所在，但從近年全球垂直農(nóng)業(yè)的發(fā)展中，我們也不能忽視，許多痛點始終一并存在著，這更值得我們重點關(guān)注。

首先，要關(guān)注能耗。垂重農(nóng)場的諸多優(yōu)點，無不立足于水培/氣培、照明、灌溉、溫控等前沿技術(shù)，但想要通過技術(shù)將傳統(tǒng)農(nóng)耕的自然饋贈，完全轉(zhuǎn)化為精準(zhǔn)的機器配比與調(diào)控，其中會耗費大量能耗。

一個直觀的例子，是在傳統(tǒng)加熱溫室中種植萵苣，每平方米一年大概需要250千瓦時的能源，但相比之下，在專門建造的垂直農(nóng)場中則需要3500千瓦時。曾有數(shù)據(jù)統(tǒng)計，如果要用垂直農(nóng)業(yè)來替代美國的所有小麥生產(chǎn)，僅照明用電量的消耗就是美國所有電站總生產(chǎn)電量的8倍。

由于垂直農(nóng)場的98%能耗都來源于人工照明和氣候控制，過去被高昂的能耗成本拖垮的垂直農(nóng)場企業(yè)，并不在少數(shù)。比如成立于2010年的Farmedhere，曾是行業(yè)先驅(qū)，一度成為美國最大的室內(nèi)農(nóng)場，但后因深受LED燈照明成本的困擾而宣告停業(yè)。

因此對于新一代垂直農(nóng)業(yè)玩家來說，掌握控制能耗的關(guān)鍵技術(shù)，將是競爭力的核心。

▲垂直農(nóng)場中的LED照明系統(tǒng)

目前各大垂直農(nóng)業(yè)企業(yè)與初創(chuàng)公司都在進行著能耗控制的技術(shù)戰(zhàn)，以AeroFarms為例，2018年該公司專門從向美國海軍提供LED照明產(chǎn)品的EnergyFocus挖來了首席技術(shù)官，并投入大量資源來研發(fā)生產(chǎn)一套高效的垂直農(nóng)場LED照明系統(tǒng)解決方案。

除了通過技術(shù)手段節(jié)流，當(dāng)下許多初創(chuàng)公司還在努力開源太陽能、風(fēng)能、水力等可再生能源。

新加坡的ArianeTech原本是一個為垂直農(nóng)場客戶開發(fā)光譜照明的服務(wù)商，后因為掌握照明核心技術(shù)優(yōu)勢，進入垂直農(nóng)場賽道。ArianeTech當(dāng)下已經(jīng)實現(xiàn)了100%由太陽能電池板供電，相較之前實現(xiàn)了巨大的成本節(jié)約，但目前，其生產(chǎn)一公斤綠葉蔬菜的成本仍比傳統(tǒng)溫室種植高出近25%，原因是從作物監(jiān)測到系統(tǒng)維護，垂直農(nóng)場的運行都需要高昂人力成本支持。

▲垂直農(nóng)場的工作人員

ArianeTech公司目前正押注于機器人自動化設(shè)計以降低成本，畢竟曾和Farmedhere一樣是行業(yè)先驅(qū)的Podponics，就是被人工成本拖累在2016年關(guān)了門。

因此垂直農(nóng)業(yè)第二個值得重點關(guān)注的方面，是自動化技術(shù)。

所謂垂直農(nóng)場的全自動化，是指從把種子種植到起始培養(yǎng)基中開始，到幼苗轉(zhuǎn)移、自動澆水/照明/施肥、縱深收割、清潔與重載農(nóng)床整個流程，而期間還需要監(jiān)測作物生長和健康的視覺系統(tǒng)全自動化工作。

騰訊這次領(lǐng)投的FutureCrops是歐洲最大的垂直農(nóng)場之一，目前已經(jīng)在荷蘭建立了一系列如灌溉、照明、供暖、通風(fēng)等自動化設(shè)施，維系著農(nóng)場全年不停歇的種植。而騰訊在人工智能和自動化等領(lǐng)域的前沿技術(shù)，或?qū)⑦M一步幫助FutureCrops設(shè)計和開發(fā)全自動化垂直農(nóng)場。

在當(dāng)下的行業(yè)前沿，機器人和無人機等設(shè)備的投入量與日俱增，兩者一方面削減了成本，一方面能夠通過標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)提升產(chǎn)量。美國的Plenty作為當(dāng)下自動化程度最高的垂直農(nóng)場之一，近年已經(jīng)將部分作物產(chǎn)量提高了700%，Plenty的早期投資者Kukutai就認(rèn)為，對于垂直農(nóng)業(yè)行業(yè)，提高產(chǎn)量是往后盈利的關(guān)鍵。

綜上，在垂直農(nóng)場領(lǐng)域，最值得關(guān)注的是能耗控制與自動化技術(shù)，二者直指當(dāng)下垂直農(nóng)業(yè)降本增效的核心痛點。而無論是“降本”還是“增效”，過硬的科技手段，都是重中之重。

▲機器人正在收割垂直農(nóng)場作物

03 | 尾聲：垂直農(nóng)場的投資新風(fēng)向

從全球范圍來看，2020年全球的垂直農(nóng)業(yè)市場規(guī)模已達到55億美元，2026年預(yù)計增長至近200億美元，5年復(fù)合年增長率為24.3%。

全球的市場增長除了受其LED等技術(shù)進步、城鎮(zhèn)化人口增長、耕地面積縮小等因素的影響，還受垂直農(nóng)場符合當(dāng)前熱門的ESG（環(huán)境、社會與公司治理）投資理念所推動。相比傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，垂直農(nóng)業(yè)能減少95%的用水與99%的土地，騰訊首席歐洲代表就曾公開表示，垂直農(nóng)場符合騰訊“科技向善”的投資理念，屬于可持續(xù)農(nóng)業(yè)。

在中國，2020年垂直農(nóng)場市場規(guī)模為42.6億人民幣，預(yù)計2026年將增長至128.4億，年復(fù)合增長率為24.6%，超出全球平均水平。

中國垂直農(nóng)場雖起步較晚，但發(fā)展空間更大。在這個高門檻高投入的行業(yè)，資金、技術(shù)、人才缺一不可。

但能力總是與責(zé)任相當(dāng)，正如Plenty的創(chuàng)始人NateStorey 所說：“垂直農(nóng)場得以讓我們把曾經(jīng)從這個星球上拿走的東西還回去。把土地還給大自然，把雨林還給大猩猩，把廣袤的西部大草原還給水?！?我們該把開采的一部分土地歸還給它們的主人?！?/p>

【參考資料】：

[1] 屋頂農(nóng)場成新潮流：每戶租1㎡種菜，果蔬不斷，一條

[2] AeroFarmsis trying to cultivate the future of vertical farming, GreenBiz

[3] Foodsecurity: vertical farming sounds fantastic until you consider itsenergy use, The Conversation

[4] VerticalFarming: The Only Way Is Up? Agronomy

[5] 可持續(xù)“向上耕作”的垂直農(nóng)場，能否代表農(nóng)業(yè)的未來？元氣資本

[6] 2022年中國垂直農(nóng)場行業(yè)洞察，36氪研究院

[7] 沃爾瑪入股Plenty，未來農(nóng)業(yè)的主角是垂直農(nóng)場？極客公園前沿社

[8] 垂直農(nóng)業(yè)：夢想能否照進現(xiàn)實，中國科學(xué)報

[9] 國際農(nóng)藥管理的現(xiàn)狀及趨勢，農(nóng)藥科學(xué)與管理

[10] 成本高能耗大垂直農(nóng)業(yè)能否席卷中國，糧油市場報

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