2012年，聯合國公開發表聲明，強調世界儲糧量已達警戒線!

斷糧危機日日逼近，甚至有高達40個國家急需國際糧食援助。

農糧供不應求成了全球矚目的重要議題，

創新的農業生產技術遂成了全球引頸期盼的救命處方。

植物工廠可全年無休供應糧食，

是否成為地球暖化的另一製造源？

根據統計，2016年全球植物工廠市場產值可達40億美元。

電子業大哥華映、億光、台達電、金仁寶都已經跨入，並將觸角伸往中國。

儘管植物工廠仍存在「健康」爭議， 

但結合光電、農業、ITC的綠金當道，風潮已來襲……。

企劃：林嘉慶

採訪：林嘉慶、林亞歆 

撰文：林亞歆

有30多年歷史的「台北國際光電週」，於2012年首次推出植物工廠展，因大獲好評，遂決議於2013年續辦，今年大展將於6月17〜19日舉行，預計加入更多相關配套技術相關產業，盼能將台灣植物工廠持續推向高峰。

3月13～16日間，2014國際綠色產品展間，植物工廠展區人潮也絡繹不絕，白燦燦燈光下，一排排綠油油的植物不僅吸引民眾好奇，也成為更多企業和買主最大的亮點，植物工廠發展的趨勢，不言而喻。

2008年金融海嘯後，台灣各路光電、電子產業大老，無不覓求新方向，其中植物工廠的應用更因為搭上全球糧食危機的熱潮，就連國際品牌Philips、Osram、Mitsubishi、Panasonic等，也爭相投入。

鴻海集團董事長郭台銘、台達電榮譽董事鄭崇華、金仁寶集團董事長許勝雄、億光電子董事長葉寅夫等台灣光電業老字號，也因毛利逐年走低，紛紛著手投入建制自家的植物工廠。

工研院也邀集了晶元光電、台肥及台灣大學等產、學、研等團體，共組「台灣植物工廠產業發展協會」，企圖建置跨領域合作平台，希望能為國內植物工廠產業發展奠定基礎。

究竟「植物工廠」是個什麼樣的商機？可以讓叱吒風雲的產業龍頭如此為之瘋狂？

2012年首次推出植物工廠展，副總統吳敦義參觀以LED光源照明的植栽。(圖/資料中心)

什麼是植物工廠？

「植物工廠」指由人工控管植物的生長環境：光、環境、濕度、二氧化碳濃度、養分、水分等，使作物不受環境限制、影響，並能達到全年穩態、計劃性量產的栽培設施，其生產模式不受天候影響，且具有定期、定質、定量生產的特點，類似於一般工業中所稱的工廠

植物工廠主要分為兩種形態：完全人工光控制型（完型）與太陽光利用型（太型）（見表一）。

兩類植物工廠都須利用的人工光源，在發展初期以高壓鈉燈為主要照明設備，但由於燈體溫度高，需要以大量空調降溫，居高不下的成本，使植物工廠發展初期處處碰壁，也降低投資者意願。

但隨著科技進步、普及，取得高效能、低成本的人工燈源已不是難事，取代高壓鈉燈的LED燈溫度較低，適合用於垂直種植的植物工廠，不僅較省電、壽命長，還能依蔬菜成長需求的不同調整光譜、波長、色光等，有些廠商也搭配太陽能板，盼能再降低成本。

除了燈具外，完型植物工廠的重要設備還包括各式感測器、控制器、栽培裝置等，是技術相當複雜的整合系統。

為全面控制環境變因，完型植工的屋頂、牆面多使用隔熱材料，而內部規劃則充分利用可種植面積，以分攤環境監控的成本，且為反射燈光，完型植工內部牆面多漆成白色，並於燈管或作物層架內側貼置反光素材。

而太型植物工廠則多以玻璃溫室、塑膠布溫室為主，並於陰雨等光線不足時，再行補光。

環境工程與生物科技整合的「第四農業」

首先是大環境的因素。全球環境破壞加上天候丕變，食物的污染和產量不足，邁入二十一世紀之際，此一問題越顯嚴峻，解決農糧與食品安全問題成了全世界的「夯」話題，更成了國際財團為人類填飽肚子而積極尋覓並投資的新領域。

植物工廠整體概念啓蒙於1960年代的北歐國家。當基因改造大幅提升農作物的產量，並降低生產成本，但安全性卻倍受質疑時，各國官員和專家經歷一番熱烈激論後，開始有學者力倡仿照工業化大量生產模式的「植物工廠」，一方面可大幅提高糧食產量並嚴控品質，同時可解決糧食短缺和食物污染的雙重問題。

但直到工、農業強國日本提出後，才開始真正掀起熱潮，尤其是經歷了311海嘯和福島核災後，日本政府更投入146億元日幣，盼能擴充植物工廠數量，供給價格合理又安全無虞的綠色蔬菜給國民。

植物工廠被認為是繼露地栽培、設施園藝、水耕栽培等依序發展之後的終極技術，因此被稱之為「第四農業」。

「植物工廠」也是一項結合園藝、栽培等環境控制工程與生物科技的跨領域技術。

植物工廠的各項環境變因多由人工控制，環境控制可以將最佳生長條件定量化後創造作物生長之最適當環境，生物科技則主要為育種的基因改變或篩選技術。基因和環境就像先天與後天，攸關著作物發展的成敗。

因此，植物工廠作物的生長過程中可不需噴灑農藥，就能種出低生菌數的蔬菜，而藉由養液的調整，也可降低植物中的硝酸鹽（致癌物）含量，或依照需求提高植物的某些特定成分，以種出高營養價值的環保蔬菜。

原產自南非的冰花含有肌醇，成為兼具保健與美味的佳餚。(圖/林嘉慶)

貴族蔬菜 到底健不健康？

迄今，植物工廠與其出產的蔬菜仍被認為是「貴族蔬菜」，無法普及。除了缺乏銷售通路外，最主要的原因仍在售價，植物工廠蔬菜成本相較於一般農業高出許多，當然直接反應於價格上。

而除了價格過高，這些接近完美的蔬菜，生產過程更同樣不斷被檢視。由於其創新的種植方式多以人為方式達到穩定量產，為了監控溫度、溼度等變因，並保持蔬菜的無塵、低菌數，蔬菜從種苗開始就在類實驗室的環境中長大，雖說能保證百分之百無農藥，但民眾普遍對「實驗室」出產的蔬菜接受度仍不普及。

且目前的植物工廠以水耕居多，其營養液、肥料等皆被視為商業機密，相關單位管控困難，因而造成消費者疑慮，而部分植物工廠為達量產，日夜皆照光以加速其生長，但無日夜之分、速成的蔬菜是否真的如廠商所標榜的百分百「健康」，也令人存疑。

台灣技術整廠輸出有利基

另外，植物工廠也克服了植物生長的氣候與地形問題，能種植出反季節的作物，增加在地生產作物的比例，減少植物運輸的碳足跡，在有可能徵收「碳稅」的未來，又增加了一項重要的競爭力。

且就地形層面而言，植物工廠常採取立體化栽種層架，以增加種植面積，使單位土地面積的產能增加，又可妥善利用珍貴的土地資源。

唯目前植物工廠於照明上花費、耗能不少，硬體上低成本、資源低耗能的技術尚未被克服，還是造成了許多消費者、環保人士的疑慮，甚至反對。

但在密閉種植空間中，所有的養液和水分都採循環利用，低生菌數的蔬果採收後也可直接食用、烹煮，卻又同時省去了灌溉與清洗用水。

最重要的是，植物工廠這些種種「自動控制」、「人工光源」的技術，正好都是台灣科技業最擅長的領域。聞名世界的「半導體王國」，不僅光電產業俱備技術，更有低廉的成本，近期急起直上的軟體技術，也成了台灣發展植物工廠的重要競爭力和利基之一。

將這些優勢成功整合之後，國內知名的植物工廠包括三愛、光茵、華映等都以整廠輸出為主要營利項目，目前也都成功跨到大陸市場。

例如三愛已於北京大興區建置約100坪的示範廠，預計於今年4月完工，並將進一步陸續於上海、武漢、廈門等地區新建植物工廠；光茵也於去年12月，成功將植物工廠整廠輸出至河北邯鄲。

台大生物機電工程學系系主任方煒指出，「光中國目前就有超過六千個農業科技園區，但中國目前有能力進行整廠系統整合的廠商屈指可數，這是台灣很大的利基。」

光茵生物科技執行長陳吉宗也強調，「植物工廠對台灣而言，也許是最不需要，卻又是最不可或缺的產業」，他表示，台灣糧食自給率只有約40%，市場相對小，但利用光電業、農業與ICT產業的優勢，台灣的植物工廠整廠輸出，便是缺糧地區的「寶」。

植物工廠可不分四季，供應各種市場所需的葉菜。(圖/光茵公司提供)

近年的研究顯示透過控制不同波長的光照，能調節植物生長高度與速度。(圖/華映公司提供)

高經濟價值、特殊藥用作物 

此外，植物工廠還能搭配建案、企業，將植物工廠的概念以小型套組落實於家庭與辦公室，除了定量生產健康、無毒的蔬菜以供食用外，還可增加室內的綠色植物，提高空氣品質。

加上台灣植物工廠廠商憑藉著台灣已經高度發展的農業技術，可依著不同地區的作物需求作出種植數據、養液等調整，種出各種反季節、突破地域性的蔬果，因此，各植物工廠也都往培育高效能、高經濟價值的藥用植物發展，並作為一大業務訴求，作為製藥、保健食品產業品質保證的原料來源。

植物工廠的出現，為電子、光電產業低迷、緊繃的氣氛帶來一絲清新氣息，同時也為眼前低產值的台灣農業攀向高附加價值，找出了一線生機。

2012年，台灣大學與工業研究院聯合成立的「台灣植物工廠產業發展協會」，目前正積極推動「農工一家」的植物工廠，希望帶動相關產業的發展，盼能搶先亞洲進而推進台灣於環保綠能領域的腳程。

從糧食危機到光電產業榮景衰退、LED燈成本降低、各類技術革新等發展條件，台灣的「植物工廠」在這天時、地利、人和的情況下，從實驗性質走上了產業化的道路，也成為國際農業備受矚目與觀察的創新產業之一。

「植物工廠」不僅改變了以往農民靠天吃飯的宿命，也是21世紀人口、資源、環境、糧食危機等綜合問題呼聲漸高的解答之一。但是否真能漸漸引領一股新農業浪潮？後續發展仍需要時間醞釀。

除了量產型的植物工廠，廠商也開發出家庭、辦公室的植栽應用產品。(圖/華映公司提供)

全球典範－塞恩特大地（Thanet Earth）植物工廠

隸屬於英國最大生鮮供應商費斯克集團（Fresca group）的塞恩特大地（Thanet Earth）是英國最大的高科技溫室，並被喻為全球運作最成功的植物工廠，其銷售對象以在地市場為主。

塞恩特大地整體設計頗具環保概念，不僅利用太陽能發電減少對外界電力的依賴，室內產生的二氧化碳經收集後，也可用於發電，除供應工廠用電外，還可將電力轉賣，賺取業外收入；另外，該公司也將栽種作物的營養液處理後循環利用，不僅徹底貫徹環保概念，也大幅降低了栽種成本。

佔地55公頃的塞恩特大地，主要種植生食沙拉類的蔬果，如：番茄、甜椒、小黃瓜及其他各式瓜類，完全採用水耕栽培，以鋼骨結構搭建7座廠房，外牆和屋頂都屬玻璃帷幕材質，以利日間攫取陽光，夜間的輔助照明則以大型氖燈為主，並以自動化的灑水、供液系統及環境監控系統確保作物生長環境，只有採收時，才需要人力協助，而廠內也設有軌道式的工作椅和升降梯，方便人員作業。

採收後的蔬果藉輸送帶，直接在植物工廠內通過自動化清洗、篩選和包裝，並以貨車保鮮專送，直抵生鮮超市或訂貨的餐廳、飯店；目前，塞恩特大地提供全英15%的蔬菜供應量；其於荷蘭的植物工廠也供應該地區約9成的小黃瓜、蕃茄、青椒等作物。

圖/翻攝自網路

全植物工廠產值面面觀

近年氣候變遷，農作物收穫量不穩定，加上人口暴增，帶來糧食危機的警訊，從全球各國投入發展植物工廠的趨勢已可察覺，並帶來龐大商機。

專業的LED全球產業資訊平臺與研究機構LEDinside則預測，2020年全球植物工廠育成的植物產值將高達約290億美金，屆時，植物用LED照明市場產值一年估計約29億美金。

2011年，台灣透過產業群聚力量成立「植物工廠產業發展協會」，根據工研院當時的預估，2012年全球植物工廠興建與維修市場產值將可達到美元720億美元。

而財團法人光電科技工業協進會（PIDA）也於2012年推估，2013年全球植物工廠市場產值約可達9億美元，甚至預測至2016年，全球植物工廠市場產值可成長至40億美元。

從數據上看來，台灣普遍對於植物工廠的發展十分看好，但實際上的產值是否能達到預估，或只是空歡喜一場，便只能由時間來證明了。

圖/光茵公司提供

>>本文刊登於《環球生技月刊》Vol. 9