根据资料显示,2011年在北半球有部份地区的日照天数是比往年要减少的,以台湾为例,近期的日照时数是61年来**少。在这种情况下,美国、欧洲与日本、中国大陆对于能够补充不足日照的植物用照明市场需求提高,特别是2011年311大地震后的日本,对于植物工厂与植物照明的补助和重视更甚以往。
极端天气与全球日照减少推升植物工厂需求
现阶段全球的气候变迁剧烈,极端天气的次数比近代更为频繁,从2011年、2012年北半球冬季严寒,2011年云层复盖率、降雨强度来看,日照时间的减少对于农业发展是一项不利的因素,植物照明与植物工厂变成了产官学界讨论的另一种弥补的方式。
日本中央政府、地方自治体(县府道)从2011年开始,辅导当地农业联合、业者,进行植物工厂的开发,透过LED照明来强化日照不足、被影响耕地的的产量借由植物工厂、水耕等多种方式弥补。
全球日照时间在减少 推升植物用照明市场需求
日本政府自2009年提出对植物工厂进行补助政策,共计146亿日圆(农林水产省约96亿元;经济产业省约50亿元)用于植物工厂设立补助,于 2010年更追加10.4亿日圆提供给完全人工型植物工厂高附加价值的技术开发。受惠于补助政策的施行,植物工厂的数量自2009年的50家,逐渐提升至目前超过100家的规格,当中包含人工光源型与太阳光源型的植物工厂。
植物工厂在日本得以盛行的主因
1.农业土地成本高。
2.夏天高温、高光,便宜的环境控制。
3.资源与相关设备较易取得,也是促成植物工厂发展的主因。
4.温室内水耕栽培叶菜类在日本有一定的市场,以植物工厂栽培蔬菜,消费者可以完全接受。
5.消费者对高品质蔬菜需求量大,也愿意出高价购买。
6.相关耗电设备效能提升,尤其是光源与空调设备设备的效能已大幅提升。
7.日本政府大力宣导与推广,高比例(50%)的补助,而且补助对象不分企业或农民。
植物照明不限于LED光源,萤光灯光源也有一定地位
但植物照明并不是只有采用LED光源,**早且有计划按照特定波长来供应植物用的照明光源是先采用萤光灯,并且已经开发一段时间,而更省电、更能够指定波长的LED照明,兼顾了可以搭配多种波长来组合应用的优点,成为目前植物照明光源新宠。同时光源的寿命较长,替换更新的次数比萤光灯管要少,长期使用的节电效益也较明显。
日本的现存植物工厂从北海道、东北地区的青森、岩手、宫城、山形与福岛等县,以及关东地区较多,植物工厂的形式和植物范围从蔬菜、花卉到经济作物都有。
各植物工厂用LED光源厂商现状
3ELED可使用8颗红光*8颗绿光*8颗蓝光控制波长。针对草莓生长的波长,有的方式是采用简单的使用8颗红光*0颗绿光*0颗蓝光,但也有其他的方式进行。由于3ELED植物生长灯种植出的草莓相当的漂亮与硕大,因此获得**回东京国际莓博览会的奖励。
诠兴采用的是白光LED(蓝光LED加上红绿萤光粉),演色性可高达85,且色温可弹性介于2800K~7000K。诠兴相信白光LED更能趋近于真实太阳光色,满足植物生长需求。目前台湾的野菜工房与大叶大学已采用诠兴的植物生长灯,中国农科会下所属机构也于2012年采用诠兴的植物生长灯。目前在日本市场的发展上,诠兴与 HitachiHi-Technologies策略联盟,提高品牌**度。
亿光(EverLight)则以RGBLED发展LED植物照明所需光源。受惠于中国与美国气候异常变化下,亿光已经从中国农科会、一间美国药草研究机构,及欧洲农具生产厂商获得订单。2011年,亿光已和飞利浦等多家达成协议发展植物工厂。相信在未来,植物工厂在使用LED光源上会有更好的系统搭配方案。
德国大厂欧司朗(Osram)展示20个656nm红光LEDs,12个455nm蓝光LEDs,12个6500K白光LEDs,与12个绿光LEDs。
台达电也推出植物用LED照明产品,并看好该市场的未来发展。农业照明的规划、植物工厂,设法种植有高经济价值的作物,也已经是目前市场上部份专案的新趋势。
日本厂商昭和电工提出对于植物照明所需的光源要求,包括高发光效率,PPFD需高于130-150μmol/(m^2*s),且能提供稳定的 PPFD,光源距离须保持适度距离。根据昭和电工的说法,中心波长660nm的效率是**强的,他们正积极开发**适合的栽培方法,未来的成果很值得期待。
目前人工光源型的植物工厂主要仍使用萤光灯,但由于缺少红光,LED光源能相对弥补其不足。相信在LED价格下降与节电诱因下,LED渗透率将会持续提高。2011年植物照明用的LED光源询问度与出货量已经出现实质成长,2012年厂商陆续接到的植物用照明光源订单也在增加中。
目前我们掌握到除了台湾、日本与欧美厂商外,中国LED厂商也正积极在进行植物照明方面的开发,毕竟植物工厂在中国应用的时间不是很长,在传统植物照明灯在市场上还没有站稳脚跟的时候,LED植物照明灯就强势攻入市场,而中国是世界的农业大国以及在世界LED产业大国。
未来3年LED植物照明在中国的市场容量将大幅提升。但就目前状况来看,常用的两类型的单色光对于中国厂商的技术难题,主要体现在每一种植物对光的要求是不一样的,这让很多小公司没有能力根据植物来应对调节光的波长,关于这方面的知识、精确度,以及理论分析、实务和可靠的长期测试资料都付之阙如,很多LED植物照明公司也不知道具体植物所需要光的波长,故目前看来,中国本土的植物用LED照明还有一段学习道路要走。
由于日本市场在植物照明的进度、技术较**,积极度也较大,日本方面已经预估在2020年时,植物用的LED照明市场产值可以达到一年3,000亿日圆(当中LED元件的市场规模一年约400亿元),整体植物育成的产值上看3兆日圆,成长力道不容小觑。