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郭台銘/鄭崇華/葉寅夫搶食植物工廠 LED照明企業如何各憑本事？
2016-01-01 OFweek光電新聞網
OFweek半導體照明網訊 據統計，2016年全球植物工廠市場產值可達40億美元。臺灣鴻海集團董事長郭台銘、台達電榮譽董事鄭崇華、金仁寶集團董事長許勝雄、億光電子董事長葉寅夫等臺灣光電行業知名企業，因光電行業毛利逐年走低原因，紛紛著手建設植物工廠。臺灣工研院也邀請了晶元光電、台肥及臺灣大學等產、學、研團體，共同組成“臺灣植物工廠產業發展協會”，希望通過搭建跨領域合作平臺，能為島內植物工廠產業的發展奠定基礎。
何為植物工廠
植物工廠的概念源於上世紀60年代的北歐國家。當時通過基因改造大幅提升了農作物產量，降低了生產成本，但食品安全性卻倍受質疑。各國官員和專家一番爭論後，開始有學者鼓勵建造“植物工廠”，一方面可大幅提高糧食產量並嚴控品質，同時可解決糧食短缺和食物污染的雙重問題。直到日本提出這一概念，植物工廠才開始真正掀起熱潮，尤其在日本經歷了311海嘯和福島核災後，日本政府投入146億日元，希望通過擴建植物工廠的數量為國民提供價格合理又安全的綠色蔬菜。
植物工廠指由人工控管植物的生長環境：光、環境、濕度、二氧化碳濃度、養分、水分等，使作物不受環境限制、影響，並能實現計劃性量產的目的。其生產模式不受天氣影響，且具有定期、定質、定量生產的特點，類似於一般工業中所稱的工廠。主要分為兩種形態：完全人工光控制型（完型）與太陽光利用型（太型）。兩類植物工廠都需利用的人工光源，在發展初期以高壓鈉燈為主要照明設備，但由於燈體溫度高，需要大量空調降溫，居高不下的成本使植物工廠發展初期處處碰壁，也降低了投資者的投資意願。
隨著科技的進步、普及，取得高效能、低成本的人工燈源已不是難事，取代高壓鈉燈的LED燈溫度較低，適合用於垂直種植的植物工廠，不僅較省電、壽命長，還能依蔬菜成長需求的不同調整光譜、波長、色光等，有些廠商也搭配太陽能板，希望能再降低成本。除了燈具外，完型植物工廠的重要設備還包括各式感測器、控制器、栽培裝置等，是技術相當複雜的整合系統。為全面控制環境變因，完型植工的屋頂、牆面多使用隔熱材料，而內部規劃則充分利用可種植面積，以分攤環境監控的成本，且為反射燈光，完型植工內部牆面多漆成白色，並于燈管或作物層架內側貼置反光素材。太型植物工廠則多以玻璃溫室、塑膠布溫室為主，並於陰雨等光線不足時，再行補光。
植物工廠被認為是繼陸地栽培、設施園藝、水耕栽培等依序發展之後的又一新技術，也被稱之為“第四農業”。植物工廠也是一項結合園藝、栽培等環境控制工程與生物科技的跨領域技術。植物工廠的各項環境因素多由人工控制，通過環境控制可將最佳生長條件定量化。因此，不需噴灑農藥就能種出低生菌數的蔬菜；通過營養液的調整，就降低植物中的硝酸鹽（致癌物）的含量；依照需求提高植物的某些特定成分，就能種出高營養價值的環保蔬菜。
臺灣技術的整廠輸出
植物工廠不僅可以克服植物生長的氣候與地形問題，種植出反季節作物，還可以減少植物運輸的碳足跡，在有可能徵收“碳稅”的未來，這無疑是一項重要的競爭力。
值得一提的是，植物工廠所需的自動控制、人工光源技術，恰恰都是臺灣科技業最擅長的領域。臺灣是聞名世界的“半導體王國”，不僅光電產業領先，更有低廉的成本，近期奮起直追的軟體技術，也成了臺灣發展植物工廠的重要競爭力。將這些優勢成功整合後，臺灣知名的植物工廠包括三愛、光茵、華映等都以整廠輸出為主要營利專案，目前經營範圍已經觸及中國大陸市場。三愛已于北京大興區建立約100平方米的示範廠，並將陸續在上海、武漢、廈門等地區建設植物工廠。光茵也於2013年12月成功將植物工廠整廠輸出至河北邯鄲。
臺灣大學生物機電工程學系系主任方煒指出，“光中國大陸目前就有超過六千個農業科技園區，但目前有能力進行整廠系統整合的廠商屈指可數，這是臺灣很大的利基。”光茵生物科技執行長陳吉宗也強調，“植物工廠對臺灣而言，也許是最不需要卻又最不可或缺的產業”。他表示，臺灣糧食自給率只有約40%，市場相對小，但利用光電業、農業與ICT產業的優勢，臺灣的植物工廠整廠輸出便是缺糧地區的“寶”。
高經濟價值、特殊藥用作物
除了定量生產健康、無毒的蔬菜以供食用外，植物工廠還可培植綠色植物，提高室內空氣品質。臺灣植物工廠廠商憑藉臺灣已高度發展的農業技術，可針對不同地區的作物需求作出種植資料、養液的調整，種出各種反季節、突破地域性的蔬果。因此，各植物工廠也都向培育高效能、高經濟價值的藥用植物方向發展，為製藥、保健食品產業提供了可靠的原料來源。植物工廠的出現，為電子、光電產業低迷、緊繃的氣氛帶來一絲清新氣息，同時也為臺灣農業低產值向高附加值邁進，尋求到了一線生機。
從臺灣糧食危機、光電產業榮景衰退、LED燈成本降低到各類技術革新，臺灣植物工廠的發展具備了天時、地利與人和的條件，從實驗性質走上了產業化的道路，也成為國際農業備受矚目與觀察的創新產業之一。2012年臺灣大學與臺灣工業研究院聯合成立的臺灣植物工廠產業發展協會目前正積極推動“農工一家”的植物工廠，希望帶動相關產業的發展，進而推進臺灣在環保綠能領域的發展。
迄今，植物工廠與其出產的蔬菜仍被認為是“貴族蔬菜”，無法普及。除了缺乏銷售管道外，主要的原因在於相對高昂的售價。由於其創新的種植方式多以人為控制達到穩定量產，雖能保證百分之百無農藥，但蔬菜從種苗開始就在類似實驗室的環境中長大，民眾普遍對“實驗室”出產的蔬菜接受度低。且目前的植物工廠以水耕居多，其營養液、肥料等皆被視為商業機密，相關單位管控困難，因而造成消費者疑慮。而部分植物工廠為達量產，日夜皆照光以加速其生長，但無日夜之分、速成的蔬菜是否真的如廠商所標榜的百分百“健康”，也令人存疑。
隸屬於英國最大生鮮供應商費斯克集團（Frescagroup）的塞恩特大地（ThanetEarth）是英國最大的高科技溫室，被喻為全球運作最成功的植物工廠，其銷售對象以在地市場為主。塞恩特大地整體設計頗具環保概念，不僅利用太陽能發電減少對外界電力的依賴，室內產生的二氧化碳經收集後，也可用於發電，除供應工廠用電外，還可將電力轉賣，賺取業外收入；另外，該公司也將栽種作物的營養液處理後迴圈利用，不僅徹底貫徹環保概念，也大幅降低了栽種成本。
占地55公頃的塞恩特大地，主要出產生食沙拉類的蔬果，如：番茄、甜椒、小黃瓜及其它各式瓜類，完全採用水耕栽培，以鋼骨結構搭建7座廠房，外牆和屋頂都屬玻璃帷幕材質，以利日間攫取陽光，夜間的輔助照明則以大型氖燈為主，並以自動化的灑水、供液系統及環境監控系統確保作物生長環境，只有採收時，才需要人力協助，而廠內也設有軌道式的工作椅和升降梯，方便人員作業。採收後的蔬果通過輸送帶，直接在植物工廠內通過自動化清洗、篩選和包裝，並用貨車保鮮專送，直抵生鮮超市或訂貨的餐廳、飯店；目前，塞恩特大地具備全英15%的蔬菜供應量；其于荷蘭的植物工廠也供應該地區約9成的小黃瓜、蕃茄、青椒等作物。
2020年全球植物工廠培育的植物產值將高達約290億美元，屆時植物用LED照明市場產值一年估計約29億美元。2011年，臺灣透過產業群聚力量成立“植物工廠產業發展協會”，根據臺灣工研院當時的預估，2012年全球植物工廠新建與維修市場產值將可達720億美元。財團法人光電科技工業協進會（PIDA）也於2012年推估，2013年全球植物工廠市場產值約達9億美元，甚至預測至2016年全球植物工廠市場產值可至40億美元。從資料上看來，臺灣普遍對於植物工廠的發展看好，但實際上的產值是否能達到預估，只能由時間來證明。
“各憑本事”的嶄新商業模式
“臺灣植物工廠之父”方煒於台大推1期10周的“植物工廠應用技術”週末訓練班，目前已進入第4年，“剛開始都是老闆參加，現在開始看到指派來受訓的員工了”。他認為，未來臺灣植物工廠將會呈現多元化趨勢，並能在其中找出創新的產業應用與發展。
植物工廠發展至今，日本目前正處於第三波熱潮，而臺灣的發展約4、5年。1993年便投入植物工廠相關研究的台大生物機電工程學系系主任方煒指出，植物工廠的概念最初用於太空農業的研究，當時是“技術可行，經濟不可行”。在科學研究有一定成果後，許多學者便希望能將其落實於產業與生活中。2010年1月，方煒以《植物工廠是新世紀的關鍵產業》一文投書中國時報社論，成為植物工廠躍上主流媒體的濫觴。此前，方煒已與台大生物資源暨農學院中的21個老師組成植物工廠示範團隊，且在前臺大校長李嗣涔的大力支持下，在學校成功設置示範點。示範點現已成為外賓、外媒前來參觀的一景。
“植物工廠對企業主而言，是可以控管的，傳統農業的風險幾乎都可避免”，方煒解釋，雖然植物工廠將作物成本提高不少，但在保證品質的前提下，仍可提高售價，“如此一來，他們就很敢做了！”尤其許多原先在半導體、光電業、電子業界的龍頭企業，不僅專業可繼續延伸利用，自身的管理能力也在整合性的植物工廠中達到很好的鍛煉。
建設植物工廠雖需要多種電子相關設備與技術整合，但其根本在於掌握栽培作物所需的專業知識，因此這項新興產業，也提供了許多農學人才發展的機會。但方煒坦言，目前，臺灣的植物工廠要與日、美競爭經驗稍顯不足，且跨機電、農業領域的人才仍舊欠缺。另外，雖然臺灣的光電、電子產業基礎是發展植物工廠的重要優勢，但“不應僅定位于LED應用的延伸”，方煒解釋，植物工廠包含了士（研發）、農（種植）、工（設備）、商（銷售）4大產業領域，“這就是它的特殊性”。
“植物工廠”於各領域都能整合應用，好在臺灣各種產業整合度頗高，應能在其中找到契合點。植物工廠從初期太空農業應用到現在蓬勃發展，方煒認為，只要挑對作物、利基，植物工廠絕對有機會獲利。未來臺灣植物工廠將會呈現多元化發展，不論整體輸出、量產作物，或是其他結合異業的發展，是“各憑本事”的嶄新商業模式。
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發表於 2016-1-3 16:05:16
