有没有想象过这样的情景：在市中心高楼上，每一个布满LED灯的房间里都种着西红柿、黄瓜、西瓜等？其实，这就是垂直农场，它能为解决未来97亿人的吃饭问题提供了无限想象的空间，并被媒体、投资人称之为当下最大的风口，但为何它始终叫好不叫座，难以全面普及？
什么是垂直农业？
垂直农业是一种城市农业，农作物一年四季都在增长，往往是在极其受控制的环境中建造的，比如室内。除了种植作物之外，一些人还开发出了一种在自我维持的系统中养殖鱼类的方法。来自植物的水被回收到鱼缸中，而鱼的废物则成为了植物的肥料。然后，可以收获植物和鱼类用于食物。
世界各地垂直农场渐兴起
隧道也能建LED垂直农场
近年来，植物工厂和垂直农场逐渐在各地兴起，而且建造方式五花八门，地上、地下、空中、海上、集装箱内都能种植蔬菜。而近日，隧道垂直农场也出现了······
据报道，一家名为NextOn的室内农业公司在韩国租下了一条已关闭的隧道，并通过设立垂直堆叠层，将其改造为一个智能农场，采用水栽培法和LED照明种植作物。该公司称，这是全球第一个建造在隧道里的室内垂直农场，也是韩国最大的垂直农场，占地2300平方米。
采用NextOn的栽培系统，该农场种植的作物达60个品种。NextOn的董事长崔在彬(Choi Jae Bin)表示，隧道温度在10-22摄氏度之间(50-72华氏度)，有助于优化作物的生长条件。
据悉，1970年，韩国为一条主要公路而修建了该隧道，于2002年关闭。使用这条废弃的隧道，NextOn减少了一半的建设成本。并且，这个垂直农场已于8月底前开始向一家食品零售商和一家连锁面包店供应了蔬菜。
随着全球气候变暖以及农业劳动力不断减少，使用LED照明技术和系统的智能农场已成为可持续食品生产的潜在解决方案。
苏格兰一垂直农场以LED照明降低50%能耗
近日，在苏格兰，农业技术公司Intelligent Growth Solutions(智能增长解决方案公司，简称IGS)推出了苏格兰的第一个垂直农场，并声称它是世界上最先进的室内农场，拥有该公司的专利电力和通信技术。
据悉，IGS的垂直农场位于James Hutton研究所，研究人员与IGS团队合作，探索不同的生长灯对提高作物产量和质量的影响。
IGS表示，垂直农场可以通过一个平台进行监控。 与其他室内生长环境相比，该解决方案将有助于将能耗降低50％。
空置的工业用地变室内垂直农场？
在美国拉斯维加斯，一家初创公司Oasis Biotech将一个空置的工业用地变成了美国最大的室内垂直农场之一。自上个月开业以来，垂直农场一直在为拉斯维加斯的餐馆提供食物。由于安装LED照明系统和受控的室内环境，农场可以全年种植新鲜蔬菜。
垂直农业的最终目标是减少水的浪费、消除农药的使用并缩短食物里程，通过在当地和按需求种植新鲜蔬菜，从而减少90％的食物浪费。
德国直接在超市内种植蔬果
德国首都柏林的Metro连锁超市，则与研发都市室内农法的Infarm公司，合作推动室内垂直农场计划，「直接在超市内种植蔬果」，且一边种一边卖，让顾客得以便利地亲自采收要购买的新鲜食材。
左图为德国Infarm研发的室内垂直农场，右图为德国Infarm公司人员正在安装一处垂直农场(来源：Infarm)
Infarm致力于在各种「不可能」的地方种出食物，其利用旧货柜制作可层叠堆高的模块化植栽箱，在这种「垂直农场」内，经由网际网络控制的灌溉与养分供应系统、模拟阳光以助植栽行光合作用的LED照明，且装设多具感测设备监看作物状况，消费者还可透过网络实时了解食材生长过程。
在超市走道盖垂直农场，仅占用超市内几平方公尺小小空间，且可向上延伸扩展，「最大的好处是超市基础设施齐备，无需任何增建或调整，只需要将系统安装好，就可开始运作。」有利于具备降低食材运输、仓储与保鲜成本等诸多优点，深受消费者青睐。
迪拜将建世界最大的垂直农场
据外媒报道，迪拜即将建成世界上最大的垂直农场，竣工后将占地18.11亩，产量却相当于5463.2亩的农田。在全面生产下，该设备每天能生产2700公斤高质量、无除草剂和无农药的绿叶蔬菜，而且用水量更比室外种植减少99％。
该垂直农场由阿联酋航空餐饮公司(EKFC)和总部位于美国的垂直农场运营公司Crop One Holdings共同投资4000万美元建设，预计将于今年11月动工，将打破之前美国新泽西州AeroFarms的世界记录。
新加坡约有26个垂直农场
据新加坡《海峡时报》6月20日报道，新加坡国内垂直农场种植的草莓目前已经在部分超市有售，每篮12新币，可全年供应。草莓喜温凉气候，而新加坡地处热带，不适合种植草莓，常常需要从国外进口草莓。如今，有了垂直农场这一高新技术，新加坡的草莓也可以自产自销。
6月20日，新加坡贸易与工业部高级部长Koh Poh Koon博士亲自视察了新加坡自产的首批专门用于销售的草莓。他说，政府部门需要了解相关情况，从而尽可能地在制度层面上为垂直农场的发展提供便利。“这意味着政府可能会提供灵活的政策，放宽管制，充分考虑这类公司的需求。”
当日，Koh博士到访了纬壹科技城(One-North)一家名叫Sustenir Agriculture的垂直农场公司的研发实验室，公司的研究人员已经在实验室成功培养出了草莓植株，并将其移植至该公司的垂直农场，结出的草莓将在新加坡部分Cold Storage超市分果篮出售，每篮约200克，售价12新币。
虽然这一价格并不比进口草莓便宜，但该农场主打高质量蔬果和可持续性农业，在新加坡自产自销能够省去长途运输，既保证了蔬果的新鲜度，也更加环保，即使价格上没有很大优势，也比进口草莓更有竞争力。
包括Sustenir在内的大部分垂直农场公司都种有羽衣甘蓝等沙拉蔬菜并供应至当地市场，草莓是新近加入的果蔬种类。Koh博士说，垂直农场现在主要用于种植市场价格较高的水果，比如草莓，有需要时也会用于支持新加坡的食品安全要求。
“我们的目标是将垂直农场这项技术发展成熟，好在有需要时(在垂直农场中)种植其他种类的植株。”他说。新加坡农业食品与兽医局(Agri-Food and Veterinary Authority，AVA)的数据显示，截至四月底，新加坡目前共有26个室内垂直农场，而2016年仅有6个。
Koh博士承认垂直农场的发展面临诸多挑战，应对的办法之一便是让商业公司、大学及研发公司的专业人员与种植商合作。政府将会进一步探索如何在这一行业充分发挥集群化的优势，例如试图让垂直农场的选址靠近其他需要同类专业技术的公司。为垂直农场选择合适的落地场所是一项挑战，Koh博士说，一旦农户确定好安置农场设施的区域和建筑，政府会尽可能地提供更多帮助。
为何有些垂直农场会死？
尽管一片火热，但总有些垂直农场死在了路上。为什么？据“农业行业观察”在《垂直农场不能商业变现，就得死》一文的分析中指出：
一)3个位置：第一个“位置”的背后其实是，你种下的蔬菜，到底是为谁种的。换言之，如果你不能卖掉它们，那你就不应该让它们长大。比如，“以销定产”，不能生产出来卖不出去，农产品留存周期很短。垂直农场，或者是说这类精细化的温室农业无论是在中美，最后能够胜出的，肯定是要“双技能”都能赢。除了“生产技能”要赢，比如说能够在技术上实现生产的量达到普通的多少倍之外，“销售能力”非常重要。第二个“位置”对应的问题是，当你知道卖给谁之后，要让农场产地尽可能靠近需求方，从而缩短供应链环节。第三个“位置” 才是考虑选址的供应能力，这关系到场地在各种供暖、通风、消毒设备问题下，是否支撑得起大量电力的能力。
二)死于成本：一旦选择城市作为主战场，垂直农场的成本该如何计算呢？根据 Toyoki Kozai 博士的数据显示，以日本市场来看，蔬菜每1美元的生产成本里，20%－25%是电力成本，包括了灯光照明、空调通暖、通风、水泵等多种成本。但这不是最高的，最高的成本是前期设备投入和厂房的折旧率，占到了总成本的 30%－35%。这两部分加起来，超过总成本的一半。但从总体上来看，电力的成本肯定会越来越低，根据美国能源信息管理局报告指出，仅 2012 年至 2014 年，LED 照明效率已提高了约50%。到 2020年，由于成本下降，可能会再攀升50%。Aero Farms 就专门聘请了 LED 照明公司的前首席技术官帮助设计定制的 LED 照明系统，希望提高照明效率。那剩下接近一半的成本是什么呢？在欧美日本等发达国家，人工成本是不可避免的。Toyoki Kozai 博士曾在书中透露，日本这类工厂的人工成本占到了 25%，因为你需要非常高的技能(知识，经验等)来管理垂直农场的人。最后的 20%，是由种子、化肥、包装、运输等部分构成的。也就是说，如果要在中国市场发力垂直农场的话，一旦技术的供给可行，土地和人工成本两项都会占有优势，低于发达国家。考虑成本应该以一个垂直农场的整体经济模型去衡量，而不单单只看固定投入成本对比，生产资料成本对比， 未来的销售、运输、损耗、价格等因素都要考虑进来。
三)死于价格的富人经济：尽管电力、硬件设施等前期投入占到总投资的一半以上，但可以预见的是，垂直农场的各项硬件成本将会逐年下降。当下以及未来的三五年，中国市场是否会涌现出垂直农场的大玩家？专家认为，能否做到大玩家，比拼品质和销售的能力很重要。从价格上看，500克的价格大约在15－20元人民币，确实没办法做到跟普通市场买的蔬菜一样便宜，因为农场本身还有总部成本，分销渠道也要维持利润。但头部的消费者是可以接受以这样的价格去购买这样高质量的蔬菜。
垂直农场成败的关键是？
要让垂直农场的投资不至于付之东流，有几个关键因素，飞利浦照明全球城市农业总监Roel Janssen指出，这包括作物选择、照明选择和设计、气流设计和气候控制、植物的间隔策略、作物物流和自动化、灌溉和营养、基材选择、数据，传感器，控制和软件以及目标受众和销售渠道。
在垂直农场农作物生长过程中，LED生长灯是基础设施和运营开支最高的地方之一，Roel Janssen指出，“随着越来越多的人对垂直农场这样室内种植植物表示出兴趣，很多投资人认为，他们可以简单地购买一个空置的仓库，插上一些生长灯，种下蔬菜便能够赚钱。但事实上，产品本身是决定垂直农场投资成败的最重要的因素。”
光谱配比及具体的动态控制让LED生长灯在垂直农场的作物生长过程中发挥着重要作用，不同的农作物比如生菜和胡萝卜，所需要的光谱“配方”也不同。
德尔菲(Dephy)是荷兰一家具有百年历史的农业改良中心，该公司中国地区经理钱田曾表示，目前垂直农场中的LED生长灯主要提供的是红蓝光，但包括瓦赫宁根大学在内的一些院校的研究显示，植物生长的形态不止受红蓝光的影响，对植物生长的生理还需要进一步摸索。
钱田认为，目前垂直农业的宣传点是充分利用空间，产量上较传统种植高许多。“但这是一个误导”，她表示，垂直农业的培育模式使得其很难在室外进行，如果在室外培育则只有上层的作物能够获得充分光照，而其他未能获得充分光照的作物层自然产量也会很低。
这种特性使得垂直农场需要主要依靠LED生长灯来提供光能，需要定制化的光谱来促进农作物的生长。
“种植者需要制造人工气候室为作物提供‘光、温、水、气、热’，而气候室的造价比温室高很多”，钱田举例称，现代化的6-7米高的玻璃温室每平米造价在150-200欧元，规模一般在30-100公顷左右。相比之下，即便是低端的气候室单位面积的售价基本也在1000欧元以上。
“此外，LED生长灯的硬件成本也非常高，加上LED生长灯消耗的电能，垂直农场生产成本比温室栽培高得多，而农民种植时首先考虑的是生产成本，如此高昂的成本生产出来的产品该销往哪里？这是一个问题”，钱田表示，这也是这项技术在荷兰乃至欧洲都未普及开的主要原因，目前还是处于一个概念推广或者“噱头”的时期。