重磅发布,史上最全:2019 “室内农业科技领域” 行业绘

通过对室内农业的深入分析,我们跟踪和研究了该领域的1000多家公司,以了解当前受控环境农业的技术生态,包括垂直农场、温室、城市农场、工厂和集装箱农场,以及各种场景中涉及的技术技术。

了解行业风景

可控环境农业或室内农业因其令人信服的优势而备受关注。本报告侧重于室内农业市场的技术和生态方面,而不是热点投资图。

该报告跟踪了1000多家室内农业公司。这包括直接和间接活跃在这一领域的公司。与其他机构的评估报告不同,本报告仅限于生产传统作物的室内农业,从种子到收获后活动,以及生产中使用的数字和信息技术。

industry分为组件技术、种植生产系统和实际种植者三大类。室内操作的其他重要组成部分,如建筑结构本身、能源系统以及传统设备和供应,不包括在内。

此外,该领域的许多公司,特别是成熟的供应商,提供多种产品类别,但报告中只总结了一个类别。此外,供应链平台和其他下游应用程序不包括在本报告中。

温室是室内农业的一部分

温室。作为一种更传统的室内耕作方法,它早已为公众所知,但仍在讨论之中。尽管室内种植人造光的植物工厂在没有阳光的完全封闭的环境中会吸引更多的注意力,温室也具有显着的优势,并且几十年来已经被广泛用于增加作物产量。

它们已经发展成为成熟的技术、大规模和广泛的部署。与此同时,它们在能源、可持续发展、照明、环境控制、灌溉、监测和自动化方面进行了大量创新。在一些温室操作中,生产已经完全自动化。

组件技术

室内农业技术组件技术分为环境、监控、管理和自动化。一般来说,这些技术也适用于没有阳光的封闭环境和有阳光的半封闭温室环境。

环境部分包括维持最佳生长环境的系统供应商,即环境控制、施肥和照明。环境控制和施肥不是新技术,但它们会影响农场经营者的决策,使操作更加准确和庞大。

lighting,第三个组件,近年来经历了更多的变化,因为发光二极管已经成为传统照明技术的流行替代品。照明系统最明显地用在没有阳光的封闭环境中,但它们也用于温室生产,在阳光不足时提供照明。

监控解决方案,包括用于收集环境、作物健康和虫害压力数据的传感器和成像系统。环境监测公司测量室内和室外天气、土壤湿度和养分、二氧化碳和光照水平等条件;收集用于在相对宏观层面推动决策和控制的历史数据。

植物病虫害和作物监测方面的最新创新,如自动检测、压力检测和生长监测,可以将监测重点从维持外部环境条件转移到植物自身对种植者决策的实时响应。

管理和分析,包括作物和农场管理解决方案,可能是所有组件技术中最有前途的。随着传感器和相关大数据分析的广泛部署,人工智能将越来越多地通过主动预测和实时自主优化来管理作物生长环境。

人工智能可以识别超出人类种植者能力的复杂交互作用。像田间耕作一样,最大化产量并不意味着最大化农场的整体成功运作。预测、劳动力和整体农场管理解决方案可以满足这一更大的需求。

自动化部门包括在收获前、收获中和收获后机械化苗圃的公司。苗圃和收获后自动化解决方案历史悠久,包括前端自动种植机和移植机,以及后端分拣、分级和包装设备

自动化的薄弱环节在于作物维护和收获领域,特别是对结出果实的作物。尽管近年来进行了大量的研究和开发工作,但这些任务的自动化已被证明难以实现,可部署的解决方案仍处于初级阶段。

Planning Production System

除了向室内农业市场销售单个组件技术外,企业还销售各种配置的种植生产系统,包括家用、商用、全封闭式和半封闭式系统。

这些系统在大小和功能上几乎线性扩展。从桌面上的消费者级系统到专业的商业规模系统,供应商提供了一个完整的增长环境。

尽管人们可以在亚马逊、阿里巴巴和沃尔玛网站上找到无数消费者和业余种植系统,但该报告并没有关注这些系统,因为它关注的是商业作物生产。

Industrial Planning Devices

这些独立单元专为餐厅、超市或公司/学校的餐饮服务区而设计。它们是为大规模生产而设计的,可以放在商店前面或房子后面。目前,虽然主要种植蔬菜和草药,但它们可以为零售商和食品服务提供最新鲜的产品,几乎消除了分销过程中产生的碳足迹。

这些设备不仅可以设置增长环境,还包括操作软件的所有必要元素。此外,许多设备还提供服务/供应程序,包括种子、养分输入、种植配方,甚至远程监控和操作,即设备供应商可以远程种植。

Container System

像工业设备一样,集装箱系统提供了一个完整的成长环境,但通常被封闭在一个货运集装箱中。总的来说,这些装置可以显着提高产量,并提供很大的位置灵活性,包括室外和室内使用。

只要投资10万美元,他们每年就能生产数吨蔬菜和草药。它的各种优势吸引了大量顾客,从零售商或食品服务提供商在配送中心建立集装箱农场到希望每年尝试室内种植的传统农民。

全封闭和半封闭种植系统

系统制造商可以在工业规模上部署种植系统。它们通常是模块化的,允许买家根据需要进行扩展。通常,这些系统包含一个完整的种植环境,包括生产所需的所有组件,一般配置可根据客户要求确定。

这些系统旨在减少劳动力,最大限度地提高单位空间的产量,并通过自动化实现。如同在其他领域一样,这些系统制造商中的许多正在为全封闭环境和半封闭温室中的市场制造产品。

全封闭种植环境通常使用垂直耕作方法,通常配置为堆叠的水平托盘或垂直生长的管柱/面板/墙壁。这些系统大部分使用水培来提供营养,一些供应商也提供空气培养方法,如瑞士联合农业公司(Swiss CombaGroup)的移动式空气培养系统或水产养殖方法。

目前,大多数系统都生产绿叶蔬菜和草药,以及草莓等水果。尽管总的封闭种植面积通常小于温室的种植面积,但由于系统的垂直方向,它们可以在每个楼层面积上大量生产。

例如,在琼斯食品公司的垂直种植设施中,17层的种植架被堆叠到11米高。然而,在某些情况下,全封闭种植系统可以占据更大的面积。例如,中国中科三南工厂占地超过12亩,每天生产1.5吨绿叶蔬菜。

中科萨南工厂

这些系统提供各种商业模式,从简单的设备销售到交钥匙工程,供应商还可以与客户合作,提供运营专业知识和技术支持。

温室生产系统通常是水平定向的,可以通过各种方法输送养分,如深水浮筏、养分膜技术或滴灌。温室系统可以在自然光和辅助照明的环境中运行。它们可以用来种植多种作物,从绿叶蔬菜和草药到葡萄、西红柿、黄瓜和辣椒等藤蔓植物,以及越来越多的草莓。

典型的温室占地面积相当大,特点是几亩甚至几十亩。系统的自动化程度各不相同,通常取决于作物。它最少用于葡萄种植系统,而它在绿叶蔬菜和草药中高度自动化。许多供应商,如比利时的霍蒂潘和荷兰的科迪马等。提供从播种到收获的全自动系统。

种植者

在今年的简介中,除了室内农业技术,还有必要强调室内种植者。尽管种植生产仍然是农业的核心,但科学技术是现代室内农业及其运作的本质。室内种植者不仅使用技术进行生产,而且在许多情况下种植者也在开发他们自己的技术,例如鲍威里农场和水培种植者Edenworks农场。

这是当今市场上高质量室内种植者的集合。这些代表因其各自业务中使用的技术的规模和范围、创新的系统集成和创新的方法而闻名,或者是因为他们目前正在他们的国家或地区发起和实施室内科学栽培。

现代受控环境种植者在过去几年里备受关注,他们正站在亚洲早期工厂的肩膀上,那里的受控环境农业始于25年前。尽管在过去几年里,全封闭式农业的大部分公共资金都在美国,但现在亚洲有500多家工厂在运营。

经济可行性仍然是对这些设施和受控环境种植系统的主要挑战和批评。日本种植者Spread在2018年末开设了第二家工厂,声称通过使用技术、规模和自动化,他们不仅可以盈利,而且与田间耕作相比,成本更具竞争力。

日本扩散植物工厂

温室是一种更大更发达的种植方法。据估计,全球永久性温室建筑生产的蔬菜超过600万亩。然而,大多数技术先进和最集中的地区都在荷兰,那里的“玻璃下”面积比曼哈顿还大。此外,最近农业和大麻工业在完全封闭和受控的环境中的兴起似乎刺激了该行业的更多活动。

自2018年以来,已有超过5亿美元投资于受控环境农业。在同一时期,该行业已经看到了像谷歌、软银和均衡这样强大的资本在受控环境(食品)行业部署了大量投资。例如,高谭农场和光明农场筹集了8400万美元。价值法案资本(ValueAct Capital)和革命(Revolution)等投资者投资了苹果收获温室农场,这是美国肯塔基州东部最大的温室之一。

AppHarvest温室农场

与此同时,在亚洲,中国也在建设大型现代化温室,升级室内农业产业,引进大量荷兰知名农业公司参与,借助荷兰先进的温室农业技术来实现这一目标。

此外,还有许多令人印象深刻的以社区为基础的组织,它们基于紧迫的需求和社会影响,专注于室内种植。这些努力从帮助年轻人和弱势群体在城市获得新鲜农产品到增加就业机会不等。这些都是重要的实体,但由于本报告侧重于商业运营和生产,因此不包括在内。

改变行业

我们将温室和全封闭种植系统区分为一种增长方式或市场。这种细分只是为了提高行业意识,确保整个市场和各种方法得到反映。

室内农业会成为农业生产的常态吗?我们经常听到这样的说法,“这”是室内农业的“正确”方法,或者是农业的“未来”。事实上,从“你想解决什么问题”开始会更合适独特的环境、气候、经济和市场因素将为种植方法提供参考信息。

所谓“一刀切”的完美农业解决方案是存在还是占主导地位值得怀疑。应使用最合适的种植结构、系统和技术来实现所需的作物、地点和商业目标。新加坡的挑战、需求和指标肯定不同于圣路易斯、中国或迪拜。

我们不仅看到供应商和技术

经验丰富的室内种植者绿色感觉农场(Green Sense Farm)目前正在设计组合设施,而作为长期田间和温室种植者的申纳多阿农场(Shenadoah Farm)在其运营中增加了全封闭种植系统。荷兰莴苣种植者Deliscious在将植物运送到温室之前,已经将全封闭播种和繁殖无缝集成到自动化工作流程中。

“展望未来”为了实现承诺和持续扩张,特别是在传统农业不发达的地区,室内农业需要降低运营成本。特别是全封闭种植系统,由于缺乏规模和能源效率,将阻碍其进一步发展。

尽管室内农业成本需要更接近农业生产,但没有人会从成本竞争中受益。室内农业和农业都在应对一些相同的挑战,包括劳动力、可持续性、安全性、可追溯性和盈利性。

技术在应对这些挑战中发挥着重要作用。我们期待在数据采集和分析、自动化、预测和自主控制方面看到进一步的进步、创新和实施。