智慧應用 影音
訂報
DForum0416智慧工廠台中

【智慧農業專輯】垂直農場發展趨勢

垂直農場滿足人類食物需求 讓農業生產走進都市

垂直農場的土地低度使用特性將帶來機會,讓農業生產走進都市。EFFEKT Arkitekter ApS

人口急速增加和都市化的發展趨勢,預計將催促和推動垂直農場產業的發展和成長。垂直農場被認為可以解決食物生產的一些問題,但它是否可以成為食物生產的永續解決方案,專家們認為事實上仍存在挑戰。

根據Food Navigator和The Guardian報導,根據聯合國的調查,全球人口將從目前的73億人成長到2030年的85億人,以及2050年的97億人。FAO估計,為滿足和餵養2050年的人口,屆時食物生產將比2007年的水準增加70%,到2050年全球穀類生產必須從21億噸增加到30億噸,肉類更需雙倍增加到4.7億噸。

 點擊圖片放大觀看

垂直農場市場年均複合成長率

調整和增加更多的土地做為農業生產在一些國家並不一定可能,英國已經使用72%的土地最為農業生產,但仍需進口食物。英國也嘗試利用其他方式進行農耕,例如利用二次大戰遺留下來的防空隧道進行類似溫室種植,發起人Richard Ballard也計劃在2019年擴大種植範圍。

另一方面,水資源利用也是食物生產的一障礙,OECD統計約有7成的水資源使用是用於農場。氣候變遷也惡化生產問題。都市化也讓食物生產系統必須以鄉間較少勞動力、有限土地和水資源去餵養都市暴增的人口。這些議題都推動著垂直農場的發展。

垂直農場的土地低度使用特性將帶來機會,讓農業生產走進都市,也可以更靠近都市消費者,從農場到消費民眾的距離減少,縮短整個供應鏈,都市消費者將更感興趣於食物來源以及更容易接近新鮮營養生產。過去都市民眾不容易接近健康的新鮮食物,垂直農場可直接建立在廚房或自家後院,這將是垂直農場發展傳達出的最重要訊息。

另外,垂直農場模式的採用將對傳統農業供應鏈產生廣泛影響,傳統農藥物的使用例如合成肥料、殺蟲劑和除草劑將明顯地減少。另一方面,對暖通風系統(HVAC systems)和控制系統的需求將增加,以對於氣候河水管理保持最佳的狀態,特殊的LED燈光用於模擬陽光,以及以其他配備來設定室內或室外的架構。

對於垂直農場的研發也包括上述的「智慧技術」,用於監控環境狀態和最佳化水和礦物質使用。物聯網(IoT)技術也將扮演重要角色,可用於記錄植物生長數據,農作物的收穫將是可追蹤的,並且是在其他地方透過電腦或手機監控。

垂直農場以較少土地和水資源可以生產更多食物,並且遠離有害的化學肥料和農藥。但是在室內堆疊起的架子需要耗費比傳統農業更多的能源,即使室內有窗戶,但基於其他限制原因,通常也需要人造光線。氣候控制系統可提供最佳生長環境,但也相當耗能。

根據英國農業部數據統計,在溫室內種植生菜,估計每平方公尺的種植區域每年需要約250 kWh(千瓦時)的能源。根據德國DLR研究中心的相關協同研究,在相同大小種植區域的垂直農場,每年則需要的3,500 kWh的驚人能源消耗。因之,如何改善可接受的能源使用,將是垂直農場未來技術發展的重要議題。

另外垂直農場也有投資資金問題,一旦創投業者抽手,商業業務就停止。例如位於英國Devon的Paignton Zoo在2009年創立,是最早期的垂直農場新創公司之一,使用VertiCrop系統種植綠葉蔬菜,5年後由於後繼資金不足,該系統也走入歷史。後續公司為Valcent,之後成為Alterrus公司,開始在加拿大創立屋頂溫室的種植方式,最後也以破產收場。

  •     按讚加入DIGITIMES智慧應用粉絲團