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世界那么大,LED植物照明往哪走(上)

广州国际照明展览会 2018-12-08 14:18:04

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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。阿拉丁新闻中心深入市场,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,记者采访了一些在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。”



未完待续...


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世界那么大,LED植物照明往哪走?(下):LED植物照明的未来将何去何从?



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来源:阿拉丁新闻中心,作者:陈华丽、陈小丽,由广州国际照明展览会编辑发布。


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