​​植物工厂为啥迟迟难以得到普及？

​植物工厂是一种利用人工光源和控制系统来模拟自然环境，实现植物全年连续生产的农业设施。它不受外界气候和季节的影响，可以在完全控制的条件下进行植物的种植和生产。

今天我们来聊一聊植物工厂普及的难点在哪里。

先上结论：

植物工厂具有以下优点：

1、高度控制的环境：植物工厂可以精确控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度等环境因素，为植物提供最佳的生长条件。

2、使用人工光源：由于植物工厂内部不依赖自然光，因此会使用人工光源，如LED灯、高压钠灯或荧光灯等，来提供植物所需的光照。

3、节省空间：植物工厂通常采用多层栽培架，可以垂直堆叠，从而大大节省空间，提高单位面积的产量。

4、节水和节肥：通过精准的水肥一体化系统，植物工厂可以大幅度提高水资源和肥料的利用效率。

5、减少农药使用：由于植物工厂的环境是封闭的，可以有效地控制病虫害的发生，因此可以减少农药的使用。

6、全年生产：植物工厂可以实现全年无休的生产，不受季节限制，可以稳定供应农产品。

7、高质量产品：在清洁的环境中生长的植物，没有土壤和重金属污染，产品更加安全、洁净。

8、可持续性：植物工厂减少了对自然资源的依赖，是一种可持续的生产方式，尤其适合在土地资源有限或气候条件不利的地区。

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植物工厂当前面临的问题主要还是成本问题，它包括初始的建设投资成本，以及后续的能源消耗和运行成本。

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20世纪50年代开始，欧美发达国家采用高压钠灯作为光源，但能耗过高，这些国家探索了一段时间后就停止了。到20世纪90年代后期，日本开始探索用荧光灯作为光源，但能耗仍然较高。此外，荧光灯、高压钠灯的光效比较低。高压钠灯的光效只有30%，荧光灯的光效约为55%。我国植物工厂大约从2002年开始起步，直接使用LED灯，LED灯是单色光，可以组合成植物需要的光谱，并比较节能。通过对植物光谱的吸收曲线研究，将LED发光定位在450纳米和660纳米两个最优吸收峰值附近，大大提高了光效。

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但是即使如此，光源的能耗依然很高，在植物工厂的整个成本中，约有一半来自电能消耗，而电能消耗中约有60%来自光源，35%来自空调。

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高压钠灯或荧光灯生产蔬菜，1公斤的叶菜要消耗31—42度电，通过使用LED灯，目前成本可以降到10度以下。按照北京居民用电一度电5毛计算，成本为5元，如果按照工商业用电计算，成本将为10元1公斤，这还只是光源用电，加上空调、劳动力等成本，我们保守计算乘以2，一公斤叶菜产出，成本将达10元到20元，而流通成本大概还要翻倍，最终销售价格需要定在20元到40元，按照市斤（500g）计算，一斤菜需要10元到20元才能回本。

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我们来看看今天美团买菜一斤生菜的价格，约为5元左右。

而往后翻，同样的水培生菜，或者冠名有机生菜，每斤价格在20元左右，价格贵了4倍，我猜测这些叶菜有些很可能是植物工厂生产的。

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所以植物工厂生产的蔬菜，因为成本问题很难普及。

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接下来，我们抛去价格因素，从更宏观的角度来看待这个问题。

2023年，我国电力生产结构中，火电占66.3%、水能占13.6%、风能占9.4%，光伏占6.2%、核电占4.6%。其中火力发电仍然是最主要的发电来源。

1度电＝3600千焦≈0.123kg标准煤

生产1斤（500g）蔬菜，约需要耗费5度电，5度电乘以火电占比，再乘以生产1度电需要的标准煤重量，简单计算如下：

5度*66.3%（火电占比）*0.123kg/度（生产1度电需要的标准煤重量）≈0.407745kg≈407g

也就是植物工厂生产1斤叶菜，约等于耗费同样重量的煤炭，在当前我国大力倡导节能减排的今天，这样的农业生产，您是不是已经高兴不起来了。

纵观世界农业发展，从传统大田农业到温室大棚，再到科技含量更高的植物工厂。植物工厂成为一种人们理想中的终极农业形态。植物工厂难的不是技术，而是如何降低建设成本和运营成本。​​​​