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全球日照時間在減少 推升植物夜景亮化照明市場需求
huiyao 2018-12-25 2137次

日本中央政府、地方自治體(縣府道)從2018年開始,輔導當地農業聯合、業者,進行植物工廠的開發,透過LED照明來強化夜景亮化照明、被影響耕地的的產量借由植物工廠、水耕等多種方式彌補。

  日本政府自2018年提出對植物工廠進行補助政策,共計146億日圓(農林水產省約96億元;經濟產業省約50億元)用于植物工廠設立補助,于2018年更追加10.4億日圓提供給完全人工型植物工廠高附加價值的技術開發。受惠于補助政策的施行,植物工廠的數量自2009年的50家,逐漸提升至目前超過100家的規格,當中包含人工光源型與太陽光源型的植物工廠。但植物照明并不是只有采用LED光源,最早且有計劃按照特定波長來供應植物用的照明光源是先采用螢光燈,并且已經開發一段時間,而更省電、更能夠指定波長的LED照明,兼顧了可以搭配多種波長來組合應用的優點,成為目前植物照明光源新寵。同時光源的壽命較長,替換更新的次數比螢光燈管要少,長期使用的節電效益也較明顯。

  日本的現存植物工廠從北海道、東北地區的青森、巖手、宮城、山形與福島等縣,以及關東地區較多,植物工廠的形式和植物范圍從蔬菜、花卉到經濟作物都有。

  各植物工廠用LED光源廠商現狀

  2018年在北半球有部份地區的日照天數是比往年要減少的,以臺灣為例,近期的日照時數是61年來最少。在這種情況下,美國、歐洲與日本、中國大陸對于能夠補充不足日照的植物用照明市場需求提高,特別是2018年311大地震后的日本,對于植物工廠與植物照明的補助和重視更甚以往。

  極端天氣與全球日照減少推升植物工廠需求

  現階段全球的氣候變遷劇烈,極端天氣的次數比近代更為頻繁,從2018年北半球冬季嚴寒,2018年云層復蓋率、降雨強度來看,日照時間的減少對于農業發展是一項不利的因素,植物照明與植物工廠變成了產官學界討論的另一種彌補的方式。

  3ELED可使用8顆紅光*8顆綠光*8顆藍光控制波長。針對草莓生長的波長,有的方式是采用簡單的使用8顆紅光*0顆綠光*0顆藍光,但也有其他的方式進行。由于3ELED植物生長燈種植出的草莓相當的漂亮與碩大,因此獲得第一回東京國際莓博覽會的獎勵。

  詮興采用的是白光LED(藍光LED加上紅綠螢光粉),演色性可高達85,且色溫可彈性介于2800K~7000K。詮興相信白光LED更能趨近于真實太陽光色,滿足植物生長需求。目前臺灣的野菜工房與大葉大學已采用詮興的植物生長燈,中國農科會下所屬機構也于2012年采用詮興的植物生長燈。目前在日本市場的發展上,詮興與HitachiHi-Technologies策略聯盟,提高品牌知名度。

  億光(EverLight)則以RGBLED發展LED植物照明所需光源。受惠于中國與美國氣候異常變化下,億光已經從中國農科會、一間美國藥草研究機構,及歐洲農具生產廠商獲得訂單。2018年,億光已和飛利浦等多家達成協議發展植物工廠。相信在未來,植物工廠在使用LED光源上會有更好的系統搭配方案。

  德國大廠歐司朗(Osram)展示20個656nm紅光LEDs,12個455nm藍光LEDs,12個6500K白光LEDs,與12個綠光LEDs。

  臺達電也推出植物用LED照明產品,并看好該市場的未來發展。農業照明的規劃、植物工廠,設法種植有高經濟價值的作物,也已經是目前市場上部份專案的新趨勢。

  日本廠商昭和電工提出對于植物照明所需的光源要求,包括高發光效率,PPFD需高于130-150μmol/(m^2*s),且能提供穩定的PPFD,光源距離須保持適度距離。根據昭和電工的說法,中心波長660nm的效率是最強的,他們正積極開發最適合的栽培方法,未來的成果很值得期待。

  目前人工光源型的植物工廠主要仍使用螢光燈,但由于缺少紅光,LED光源能相對彌補其不足。相信在LED價格下降與節電誘因下,LED滲透率將會持續提高。2018年植物照明用的LED光源詢問度與出貨量已經出現實質成長,2012年廠商陸續接到的植物用照明光源訂單也在增加中。

  目前我們掌握到除了臺灣、日本與歐美廠商外,中國LED廠商也正積極在進行植物照明方面的開發,畢竟植物工廠在中國應用的時間不是很長,在傳統植物照明燈在市場上還沒有站穩腳跟的時候,LED植物照明燈就強勢攻入市場,而中國是世界的農業大國以及在世界LED產業大國。

  植物工廠在日本得以盛行的主因

  1.農業土地成本高。

  2.夏天高溫、高光,便宜的環境控制。

  3.資源與相關設備較易取得,也是促成植物工廠發展的主因。

  4.溫室內水耕栽培葉菜類在日本有一定的市場,以植物工廠栽培蔬菜,消費者可以完全接受。

  5.消費者對高品質蔬菜需求量大,也愿意出高價購買。

  6.相關耗電設備效能提升,尤其是光源與空調設備設備的效能已大幅提升。

  7.日本政府大力宣導與推廣,高比例(50%)的補助,而且補助對象不分企業或農民。

  植物照明不限于LED光源,螢光燈光源也有一定地位。

  未來3年LED植物照明在中國的市場容量將大幅提升。但就目前狀況來看,常用的兩類型的單色光對于中國廠商的技術難題,主要體現在每一種植物對光的要求是不一樣的,這讓很多小公司沒有能力根據植物來應對調節光的波長,關于這方面的知識、精確度,以及理論分析、實務和可靠的長期測試資料都付之闕如,很多LED植物照明公司也不知道具體植物所需要光的波長,故目前看來,中國本土的植物用LED照明還有一段學習道路要走。

  由于日本市場在植物照明的進度、技術較領先,積極度也較大,日本方面已經預估在2020年時,植物用的LED照明市場產值可以達到一年3,000億日圓(當中LED元件的市場規模一年約400億元),整體植物育成的產值上看3兆日圓,成長力道不容小覷。

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