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【消息】LED植物照明发展现状及未来发展方向0

发布时间:2020-11-17 11:31:41 阅读: 来源:胶垫厂家

科学技术的发展不断地改变我们的生活方式、工作方式,而植物照明技术的成熟正使传统农业“面朝黄土,背朝天”的耕种方式出现转变。在通用照明市场竞争剧烈,环保健康问题日益突出的客观环境影响下,原是以日本企业为主导的LED植物照明,跃升成为细分市场的一片新蓝海,引来飞利浦、欧司朗、亿光等大批国际巨头的争相开拓,国内不少企业也纷纷涉足。

但业内传出,采用LED植物照明人工培植的蔬菜价格比传统阳光照射的蔬菜贵几倍以上,且先期投入过高、投资周期长,这都在一定程度上制约了市场的大规模推广。“LED植物照明市场发展有限”的声音随之传出。笔者深入市场,通过了解国内LED植物照明领域的现状,客观分析其发展前景,试图为企业提供未来LED植物照明的发展方向。

LED植物照明投入与产出未能平衡?

“人类有多久,植物光照的市场就有多久;人类的发展规模有多大,植物光照的市场就有多大。”一直专注于植物照明研究的南京农业大学教授徐志刚曾在接受阿拉丁新闻中心记者采访时表达对于未来LED植物照明发展的信心。

在今年年初,关于LED植物照明的各种企业宣传、媒体活动铺天盖地,既有“钱景”广阔之象:据调查,全球LED植物生长灯产值在2013年起开始呈现高速成长,产值虽仅千万美元规模,但预估2014年将逾3500万美元,2017年更可望挑战3亿美元;也有市场有限之疑:LED植物照明灯具成本难以降低,且更多的是政府行为,企业发展阻力较大,未来也只是定位于部分高端消费市场或个性化应用。

价格及产出现状

三菱化学曾在2012年一媒体采访中表示,企业对LED植物照明的投入是普通植物照明的10倍左右,但是市场上此类蔬菜价格是普通蔬菜的4倍。正是因为当时企业对LED植物照明的投入与产出并不成正比,让国内一大批觊觎这个细分市场的企业望而却步。时至今日,虽然LED植物照明技术相对成熟,且成本价格已大幅下降,但于大部分消费者而言,其仍在“高不可攀”行列。

它的价格到底有多高?应用于农作物的产出情况如何?为此,笔者采访了一些在LED植物照明领域的企业及专家。

从LED植物照明产品销售价格来看:

相对传统植物照明灯高出6-30倍

联邦重科(西德利)电子科技有限公司销售经理于海源表示,以联邦为例,50W~700WLED植物灯价格在220元~2200元之间,与高压钠灯相比,LED植物灯价格相对贵很多。比如同样是600W,高压钠灯植物灯为300元,而LED植物灯则高达2000元。据记者翻阅资料了解到,联邦重科的LED植物照明灯具价格为同类产品的中下等级,缘由于企业的生产规模较大,相应地产品成本降低。深圳市西德利集团有限公司(即联邦重科)为2015年1-2月份中国LED植物照明出口规模排名第二的企业,其市场份额占比为16%。

“价格存在差距,那是瓦数的误导,相同瓦数的植物照明产品,LED的优势更为明显。”深圳市泛科科技有限公司业务部陈晨强调。目前LED植物灯的产品已经走向多元化,每个产品的价格不尽相同,以泛科科技600WLED植物灯为例,价格是4100元/台,虽与同等功率的高压钠灯植物灯相差2000多元,但是LED的600W可以媲美上千瓦的高压钠灯。

东莞生物光环境科技有限公司王静亦持同样观点,“LED植物灯相比高压钠灯、荧光灯使用寿命与发光效率有突出优势,而且可以根据不同的植物需求来定制光谱,把有效功率最大化,因此性价比更高。”

佛山好亮固体光源研究所所长许东则以技术的角度更为具体、专业地道出植物照明产品的价格对比情况:“理论上应该以计算每1瓦辐射功率的价格来对比,但基于大部分产品只标注耗电功率,也只能用耗电功率计算,大概在8-30元/每瓦耗电功率,LED比高压钠灯及荧光灯价格高6-30倍。不过这种比较并不科学,因为植物照明这个概念本身有缺陷,我们称之为‘植物人工辐射源’。”

从LED植物照明农作物产出情况来看:

在达到定量规模前提下,农作物产量稍高,且产出价格高于传统种植仅一两倍

徐志刚教授表示,在LED的可控环境下,植物生长环境通过科学调节可达到适宜的程度,产量自然会比传统种植高。在农作物产出价格方面,当LED植物照明种植达到一定的规模,例如植物工厂,则其农作物价格只高出普通农作物的一两倍。

许东则认为目前国内植物工厂种植产量尚未能超过传统种植,“按照种植周期计算,人工种植环境的种植周期是传统种植周期的1/2-1/4,产量与立体种植的层数有关,通常是平面种植的4-8倍,如果按照每平方米的产量计算,日本的植物工厂每平方米产量已经超过传统种植,我国目前还达不到,不过,按照每平方米的产量相互比较也并不合理。我们是按照产值与利润指标进行比较的,种植的成品价格高于传统种植的1.5-3倍(不同的品种有差异)。”

动盈化工技术总监赵宁透露,“根据我们的测算,目前利用光伏供电的LED植物工厂产出的有机蔬菜成本仅比市场上的普通有机蔬菜高20%左右。”随着我国光伏产业的迅速发展,光伏发电成本的下降也让LED植物工厂赢利成为可能。

“光照只是植物生长的一个因素,根据产地不同,LED补光可使农作物增产10%-30%。而且,就育苗而言,可以缩短育苗周期,抑制苗期徒长;对补光应用,农产品的质量(色泽口感等方面)得到提升。”东莞生物环境还关注农作物本身的质量。

北京中环易达设施园艺科技有限公司市场总监魏子涵则更为具体阐述LED补光下的植物体营养价值产生的原理:“促进植物生长的LED照明产品不仅比普通荧光灯节能60%~80%,而且光源光质组成的特殊配方中,除红光、蓝光外,还加入了不同比例的绿光、黄光与远红外光,其中绿光对人眼起保护作用,黄光可增加值物体本身的叶绿素和胡萝卜素等成分以提高植物自身的营养价值,远红外光可提高植物产量10%~20%。”

外销为主国内普及度低

综合来看,目前LED植物照明灯成本虽较2010年时大幅下滑,但在国内仍少见大规模应用于农业种植,但企业普遍表示其在国外的销售反响很不错。据调查,目前国内LED植物照明灯具90%销往国外市场,特别是欧美地区,而国内的销售额甚微。

“国内销售额大概占3%而已,因为国内消费者暂时接受不了LED植物照明灯的价格。我认为至少需要5年,国内LED植物灯成本才能正在降下来并在国内普及。”联邦重科于海源直言。

对此,许东表示,国内LED植物照明大部分的产品销售都是实验性和推广示范性,规模性销售极少,主要分布在蔬菜主产区以及投资型农业项目。

相对来说,深圳泛科科技的国内销售情况较为乐观,“前期,公司LED植物照明灯的国内销售额占比约为40%,国外占比约为60%,相信后期随着时间的推移,中国大陆政府在政策上给予耕读欧扶持,国内的销量会剧增;其实目前泛科的大项目主要还是集中在国内市场。”泛科陈晨如是说。LED的价格确实是植物照明行业的一个硬伤,尤其是国内市场,但这只是时间的问题。“手机以前贵吗?电视机以前贵吗?每个新兴的产品的发展都要经历一个由高到低的过程。”

阻碍LED植物照明发展的“绊脚石”

毋庸置疑,LED植物照明灯的高昂成本成为阻碍其发展最致命的因素,这也是从业人员一直致力在解决的问题,价格一旦突破,LED植物照明在国内的市场便能迅速打开。

深圳市多氟多新能源科技有限公司副总经理兼LED技术总监房海明认为,价格会影响到产品在农业的推广速度,所以还需要做更多的优化设计和市场宣传。

“原材料成本我们无法控制,所以唯一的办法只能改变生产结构的工艺,即采用自动化仪器代替人工操作,通过节约人工费用来减少生产成本。但这只是一个计划,真正实现还是有难度的,光学与农业方面的综合人才比较少。”联邦重科于海源表示可从自动化生产这方面降低成本。

成本居高不下是制约LED植物照明发展的一个因素,但并不是唯一因素……

光与植物的片面结合

徐志刚教授反复强调,LED生物照明产业发展一直存在“重LED、轻生物”的问题。在LED植物照明方面,光源企业的研发人员对植物及其栽培原理缺乏深刻的认识,实际工作中往往以LED为主体,而没有以植物为主体,没有从植物栽培原理的总体性需求综合考量;而另一方面,农业领域的研究人员对光和光源缺乏深刻的原理性认识,因而难以从光和光源的角度,为植物对光的合理需求并为光源研制应用提供适宜的方案。

在植物工厂条件下,LED光源与植物生理活动的相互关系、LED光源对植物产量和品质形成的内在规律、LED光源与其他环境因子的匹配关系等等,都需要从业人员获得深刻的理解和把握。

房海明则从植物的实用性角度来看:“目前市面上的所谓的LED植物生长灯都是简单的红蓝搭配,实际上并不能真真正正的实现促进植物在为光照的条件下生长和开花结果。这个需要相关的研究机构和照明企业进行细致的研究,同时实现多种农作物通用LED植物照明灯。”东莞生物环境王静亦表示需要建立不同植物的光照特征数据库。

核心专利缺乏

目前国内专业生产植物生长光照灯具的厂家规模小、数量少,高度集中于深圳地区,并且绝大部分分散在制造功能性照明厂家中,所以农业主要需要的峰值660纳米红光芯片无法形成规模,国内芯片外延片厂家也不愿投入人力、物力开发农用红光芯片。且由于国际巨头芯片厂家在发光效率、可靠性方面优于国内厂家,所以我国LED植物照明的产品芯片仍然主要依靠进口。

国内半导体芯片外延片行业起步较晚,积累经验少,在芯片外延方面的专利实力相对较为薄弱,大量的核心专利掌握在日本日亚、美国科瑞等早期领跑企业手中,极大阻碍国内芯片企业的发展。

技术研究课题单一

植物栽培是一项专业性、综合性很强的技术,并不简单。许东分析,首先植物灯不是单纯人工环境下的植物生长应用,植物种植系统性的应用包括育苗技术、植保技术、植物生长调控技术、植物口感控制技术等,而目前大部分植物灯是在植物生长方面的应用。不过,就植物生长的应用,也存在光质、光量、光周期的技术研究能力,驱动技术对植物生长效率影响。此外,人工环境的调控等方面都存在技术研究课题,是个多学科综合应用的问题。

企业引领性不足

企业踊跃跳进LED植物照明这片蓝海,但市场并没有制定一系列规范、标准,造成现时的市场混乱。与国外相比,国内政策法规制定仍处于初始阶段,政府支持力度不足,缺乏系统性的研究及推广,并且LED植物照明产品评价和测量标准体系远未完善。

另一方面,相对于千亿规模的通用照明领域,国内的大型企业不屑于植物照明这一“小型”市场,为国内中小企业腾出了一块新的细分市场。但这也造成了国内植物照明落后于国际市场,使得国内市场渗透率低。“目前关注LED植物照明的企业很多,但是大部分都是小公司,规模不大,很难做得起来。”徐志刚教授直言,“不仅仅是LED行业的问题,而是整个产业的问题。我认为应该由从事农产品生产销售的龙头企业建立生产及销售的模式,LED光源加之配合的方式才是适合的。因为现在的LED植物照明市场最缺乏的是系统性及引领性,必须集群化、集团化、系统化地推进,LED植物灯才能卖出去。”

LED植物照明的未来将何去何从?

随着LED技术的发展,不仅国外已经有很多LED植物工厂可以实现植物批量化生产,中国市场也在慢慢兴起。那么,作为全球第四大植物工厂大国,中国的LED植物照明市场发展前景如何?植物照明将向哪个方向发展?阿拉丁新闻中心就此采访了多位业内资深专家以及企业高层,进行了一番深入解读和系统阐释。

发展前景:划时代的意义

环境污染是内在推动力

佛山好亮固体光源研究所所长许在接受记者采访时指出,植物灯是经过数十年国内外科学家共同研究的成果,技术的安全性得到了全面的论证,不存在任何有害影响,这些技术是未来农业生产的主要技术,事实上,全球的农业污染(农药、化肥)面积超过工业污染面积,只是污染程度低于工业污染,在我国尤为突出,污染问题与食品安全已经成为政治问题,植物工厂或植物工厂模式的农业生产是必须发展的。

针对某些业界人士认为LED植物照明还只是一把“虚火”的言论,许东表达了自己的观点,“当食品安全威胁到这些言论者时,就没有这些声音了,看看我们的环境污染,再看看保健品与医疗的价格,就不会认为蔬菜有高低端了,安全食品是需要,不是品味,是生存问题。实质上,植物工厂不是种植技术的进步,而是被环境污染逼出的产业,如果蓝天绿地常在,在没有污染的环境里,我们是不需要植物工厂的,食品安全与健康生活是内在的推动力。”

深圳市泛科科技有限公司业务部陈晨同意上述观点,并表示“现在食品安全问题越发严重,环境污染日渐升级的时候,我是很看好植物照明行业的前景的”。

关于这一问题,深圳市多氟多新能源科技有限公司副总经理兼LED技术总监房海明分析指出,从目前国内外的农业种植看,土壤的污染越来越严重,沙漠化的程度也在扩大化,粮食的安全问题也被越来越多的老百姓所重视起来,在这些问题出现的前提下,LED植物照明将会在一定程度上解决目前所存在的一些问题,例如,LED植物照明可以实现无土化栽培,可以降低某些地区土壤破坏或土壤资源贫瘠的问题,同时可以改变目前的平面化种植方式,可以实现立体化种植,这将会完全颠覆目前的农业种植方式,将会有划时代意义。所以说,LED植物照明将会有更多更大的发展潜力,农业本身是一个长期的工作,进行相关的技术攻关和试验同样需要一定的周期,这是一个必然的过程。”

乐观派

LED照明新兴的潜力股

两年前,多位业内专家一致表示,受制于农业基础研究的薄弱和LED成本过高,LED照明的农业应用在我国尚处于发展的萌芽期,时过境迁,如今的LED农业照明发展得如何呢?房海明回应称,“从今年来看,LED照明在农业方面的应用正在逐步的扩大,比预想的要快很多,但是在实际的发展过程中也遇到了一些问题,包括技术难题,验证时间和成本等方面。LED农业照明的发展还处于个成长期,还有很长的路要走,未来会是LED照明的一个新兴的潜力股。”

“通过这几年我一直对LED植物照明领域的研究和相关企业的走访,我认为LED植物照明领域还是一个非常好的发展前景,但是目前来讲还是初级阶段,包括在技术上的和产品上的,都需要不断的进行优化和完善,农业是未来行业发展的一块战略高地,粮食是必不可少的,粮食安全更是重中之重,所以,我想LED植物照明在未来3-5年左右时间会有大规模爆发式的发展,会有更多的照明企业投入到这个新兴的领域中。”房海明对LED植物照明照明寄予厚望。

未来LED应用的主要发展方向

谈及植物照明市场发展前景,许东则从现状这一角度做出了精辟分析,认为LED植物生长灯正顺应了未来发展趋势,因而必将在我国未来农业中得到广泛的应用。

他认为,从国外这几年植物工厂应用状况来看,最先涉足植物工厂的是大型的工业企业而非农业生产者,许多工业企业已经看到工业制造业的市场盈利空间变小,而农业产品的价格是逐年升高,企业资本转向农业会带来比工业投资更高的回报,加上政府对农业现代化种植有较高的扶持力度,这些年产生了工业企业转向农业的趋势,从日本就可以看出这一点,即资本总是流向高利润的产业。

“而从我们的LED照明产业来看,植物灯也是LED技术应用的方向之一,LED技术的应用分视觉与非视觉应用,植物灯与光医疗保健属非视觉应用,照明行业的市场竞争会导致照明产品转型到植物灯方面,植物灯的发展也基于农业种植这个巨大的市场需求,我们推算如果大中型城市人口中有4%的人消费植物工厂产品,植物灯的市场需求总量就接近这些城市的室内照明产品的需求总量,这是个非常有诱惑的市场,同时,照明市场是消费市场,而植物灯市场是造就农业产出的市场,产品价格的竞争更多是产品技术的竞争,是个技术与产品良性循环的市场,没有技术开发能力的企业也很难转型到植物灯市场。”许东补充称。

许东总结道:“从中央一号文件可以看出,未来我国农业的产业需要转向环保无公害产品,同时,土地流转也为资本进入农业提供良好的基础,我们的判断是植物灯市场是未来10年LED应用的主要发展方向,是照明企业转型与升级的重要方向。我们对植物灯市场非常乐观,今年将联合多家单位拟投资一千万元成立植物工厂技术研发中心,这个中心已获得市级科技局批准并申报广东省新型研发机构,目前在协商进入该中心的其他企业的分配问题,我个人对这个中心期望很大,这将是首家以植物灯规模性商业运行的创新中心。”

现实派

前景很好,但现实很残酷

相比乐观派的看好,南京农业大学的徐志刚教授则毫不掩饰自己的顾虑,并一针见血地表示,“前景很好,但是现实很残酷!”

他进一步分析道:“植物照明市场取决于农作物的销售对象对于农产品的价格及品质的要求,并由此对于市场做细分。首先要搞清楚,种植出来的农作物是给谁用的,不能盲目去做,不然只会亏本。虽然目前LED植物灯定位于高端市场,但任何新技术都是由高端市场作引领,规模慢慢变大,成本逐渐拉低,市场才能发展起来。现在很多的企业想捞一把就走,但很多人捞不上就被淘汰了。”

高价格制约,难以推广普及

据佛山市中昊光电科技有限公司总经理王孟源介绍,虽然公司正积极加入到LED农业照明这一领域,但对该领域发展前景并不看来。“植物照明这一块涉及的范围很广,每一种植物对产品的要求,光谱的特性都不同,对我们而言很被动,比较难做。客观来说,目前我并不好植物照明市场,LED植物照明受价格的制约较大,这可能更多是政府行为,企业的话有一定的难度。我们只针对客户个别的需求做特殊化的设计和产品,比如我们利用LED照明技术种大麻,而其他例如蔬菜这些领域的植物照明并没有去涉及。”

而且,相对于普通照明产品,LED植物照明有一定的技术门槛。

联邦重科(西德利)电子科技销售经理于海源感叹道:“不可否认,LED植物灯补光技术将是IT农业(科技农业)和都市设施农业的新潮流与发展方向,但受制于价格因素影响,国内的市场有限。我认为价格下不去,在国内就不会普及。”

发展方向:利益最大化方向

纵然目前LED植物照明面临重重障碍,或未达到投入与产出的平衡,但它的发展前景是广阔的,借用徐志刚教授的一句话“LED植物照明只要形成了真实的市场,这个市场将是长久深入的、大规模的。因为它是一项真正利国、利民、利己的事业,是真正有有益产出的活动。”

路就在眼前,但是该往哪个方向走才能更快更好达到目标?对此,阿拉丁新闻中心整理了多位专业及企业的远见,为正在徘徊于LED植物照明门关的企业提供方向。

1、智能家庭植物栽培系统,指的是结合移动端及WIFI网络,实现可遥控、调光定时自动模式,满足一些需要品质生活的家庭。但对于智能家庭栽培系统,徐志刚教授认为并不简单,“一般用于室内家庭较为复杂,因为这不仅涉及到光源,而是整个生长系统的问题,需要其他方面的配合。这种方式离稳定、成熟还有一个过程。”

深圳泛科陈晨与徐志刚教授持不同的观点,他认为未来植物照明进入都市家庭并不难。“植物栽培进入家庭,既能净化空气质量,又能享受农家乐,吃上健康的农作物,相对来说,一台家庭水培设备相当于我们一部手机的费用,如果对生活质量有追求的人,并不会在意价格。”

2、植物工厂,大型的果实类植物照明,这将会是一个非常巨大的市场,特别是在土地资源匮乏的地区,可以实现立体化农业,尽量占用少的空间,实现集中化作业。

3、个人化观赏性植物照明,适用于办公室、家庭、公共场所的迷你LED植物灯,增添视觉享受,对于一个忙碌的城市达人来说,这无疑是一种良好的放松环境。

4、高附加值的人工环境种植。

5、定制型设计,即根据客户不同要求来定制光谱比例、功能、尺寸、外观。目前定制光谱的技术已经达到,就是价格方面尚未能下降下来。

“我们认为植物照明是朝着具有投资价值与可获得最大利益的方向发展。”佛山好亮固体光源研究所所长许东这句话正是对于LED植物照明发展方向的核心总结。

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