自 2019 年首次發布我們的室內農業科技景觀以來,由於在受控室內環境中種植食物的顯著優勢,室內農業繼續獲得巨大的關注和投資。 在這裡您可以找到更新的 2021 年室內農業科技景觀(在此處下載)。 連同對這個不斷發展的生產系統在應對整個食品部門面臨的挑戰方面的作用的評論。
室內銀*是*我們的食物系統
室內農業的一個有趣方面是它是我們食物系統的縮影。 無論是在溫室內還是在沒有陽光的(垂直農場)環境中,這種耕作方法跨越生產到消費,許多室內經營者將他們的產品作為品牌產品銷售給消費者。 正如我們在下面探討的那樣,室內農業價值鏈反映了當今我們整個食品系統面臨的許多挑戰和機遇:供應鏈、安全性、可持續性和勞動力。 當然,1 COVID-19 大流行波及並影響了該系統的各個方面,有時會放大挑戰,有時會加速變化和增長。
這份 2021 年室內農業科技景觀概述了室內食品生產價值鏈的技術和創新生態系統。 從組件技術公司到完整生長系統的供應商,再到實際技術領先的室內農場運營商,整個領域都有所不同。 和以前一樣,風景並不意味著詳盡無遺。 雖然我們跟踪了該行業的 1,300 多家公司,但這一格局只是一個子集,旨在突出利用數字和信息技術來大規模增強和優化室內食品生產的創新參與者。
我的食物從哪裡來?
流行病突出了現有供應鏈的缺點,並提高了消費者的願望,他們希望知道食物的來源,食品的加工和包裝安全性以及到達食品的距離。 室內農業的一個關鍵方面是其內在潛力,以應對當前食品系統的這些挑戰和其他挑戰。
室內農戶可以將他們的運營地點分佈在配送中心和消費者附近,從而縮短食品里程和接觸點,潛在地提供始終如一的新鮮農產品並減少食品浪費,並聲稱擁有令人垂涎的“本地”特色。 分散的系統還可以為過度依賴專有來源和進口的供應鏈增加彈性。
不斷增長的本地化有多種形式。 溫室種植者傾向於將他們的農場安置在大都市區之外,而無日照種植者則可能在城市中心開展業務,例如新加坡的Sustenir農業和倫敦的Growing Underground。 像Square Roots這樣的種植者將其室內農場與合作夥伴的區域配送中心一起安置,而巴比倫則在醫療保健,高級生活設施和大學現場部署其微型農場解決方案。 最近,Infarm宣布,它正在擴展其在雜貨店中增長的模式,以包括在多個城市中分散部署高容量的“種植中心”。 此外,如果您所在國家/地區的大部分農產品是從其他國家/地區進口的,那麼“本地種植”的價值可能具有更大的含義。 海灣地區的許多國家已經宣布了與AeroFarms,Pure Harvest和&ever合作的重大室內種植計劃和項目,以解決該地區對其他國家的糧食依賴。
隨著消費者越來越關注食品的健康,有機農產品銷售額在 2020 年躍升至兩位數增長。 大流行引起的額外安全問題只會加速這一趨勢。 雖然通常不是有機的,但在室內農場保護中生產的作物 2 與外部污染源隔離,並且通常在種植時很少或沒有農藥。 隨著供應鏈縮短和生產設施變得高度自動化,人的接觸點減少了。 通過 CEA 食品安全聯盟,該行業最近採取措施建立生產標準,目標是保護消費者免受食源性疾病的侵害。
室內農民以本地,新鮮,一致和清潔的方式銷售他們的產品。 這個故事引起了消費者的共鳴,因為種植者似乎正在出售他們能生產的所有產品,其中許多報告稱到2020年銷售將顯著增長。與消費者關注的直接聯繫也是他們高價出售品牌產品的能力的關鍵組成部分,對於某些種植者而言,這對於財務可行性至關重要。 這種聯繫還可以使他們通過直接銷售和創造性的商業模式,至少在較小的規模上進一步破壞供應鏈,例如,無陽光的種植者Willo允許訂戶擁有自己的“個人垂直農場地塊”並觀看他們的植物在線生長。
可持續性:我的食物是問題的一部分還是解決方案的一部分?
與大多數行業一樣,農業面臨著越來越大的可持續經營壓力,而室內種植者通過有效利用資源,理所當然地將可持續性納入了他們的敘述中。
我們深知氣候變化的影響,包括天氣模式和生長季節的更大變化。 聯合國糧食及農業組織預測,在未來幾十年中,氣候變化將通過傳統的耕作方式導致全球農作物減產,從而加劇糧食不安全狀況。 室內種植可提供保護,使其免受元素侵害,單位土地面積始終保持高產,並且能夠在不同地點(包括不適合傳統農業的地點)全年生產糧食,這有助於緩解這一趨勢。
預計全球水資源短缺將加劇,這將帶來國家安全問題和嚴重的生活質量問題。 根據世界銀行的數據,全球70%的淡水用於農業。 室內農業對水的有效利用使當前正在生產的農作物的用水量減少了90%以上。 與荷蘭最大的溫室番茄種植者Agro Care一樣,溫室收集雨水並再利用排水也是常見的做法。
另一方面,能源使用,尤其是在無陽光設施中,是室內種植的可持續性挑戰。 效率將繼續提高,但正如世界自然基金會市場研究所最近對室內無土農業的分析所表明的那樣,存在整合替代能源的全行業機會。 種植者認識到 3 這是減少影響和提高利潤的機會,並且已經在利用替代方法,例如熱電聯產、地熱源和廢熱網絡。 H2Orto 番茄在溫室中種植,溫室中使用沼氣產生的熱水加熱。 Gotham Greens 的產品是在 100% 可再生電力驅動的溫室中種植的,丹麥的 Nordic Harvest 將運營歐洲最大的僅依靠風力發電的室內農場。
勞動:我們仍在招聘!
整個食品系統價值鏈中都存在勞動挑戰和機遇,這比在農場上更為嚴峻。 農場經營者(無論是在田間還是在室內)都發現很難吸引勞動力從事對身體有要求的工作。 甚至在大流行之前,歐洲和美國邊界的硬化造成了田間和溫室生產的農場工人短缺。 此外,由於勞動力老齡化和迅速增加新的室內設施而加劇了種植者和農場管理者一級的專業知識的短缺。 儘管運營商希望看到來自大學課程的更多受過訓練的候選人,但他們也希望藉助技術和自動化來緩解勞動力方面的挑戰。
對於室內種植中的大多數農作物,幼苗生產和收穫後活動的自動化已經非常成熟。 此外,生長周期短和綠葉蔬菜的慣用習性使它們得以機械化。 例如,來自Green Automation和Viscon的全自動採收多葉綠色系統已經部署在Pure Green Farms和Mucci等主要溫室設施中。 在無陽光的一面,Urban Crop Solutions已在貨運集裝箱中實現了獨特的自動化,而芬蘭的Netled已開發了一套全自動的完整種植系統。 請注意,許多大型的無日照種植者已經開發了自己的技術堆棧,並在其係統中設計了節省人工的自動化系統。 例如,第五季在整個生產過程中都部署了機器人技術。
儘管採取了許多舉措,但具有挑戰性的日常作物護理任務和某些作物(西紅柿、辣椒、黃瓜和漿果)的收穫尚未實現規模化。 然而,有計劃的、近期商業部署的去葉和收割機器人有望顯著改變勞動力挑戰。 軟件技術,如 Nitea 和 Hortikey 的軟件技術,解決了室內部門的勞動力管理、作物登記、產量預測和工作流程/流程管理問題,並努力提高較小勞動力的運營效率。 4提供、監測和控制氣候、光、水和養分的技術已經部署在當今復雜的室內種植設施中,並且是在這些複雜環境中保持最佳條件的基礎。
它們還構成了下一個創新層的基礎,即基於成像和傳感器平台(如來自 Ecoation、iUNU 和 30MHz)、數據分析、機器學習、數字孿生和人工智能的作物優化甚至生長環境的自主控制. 最近的活動,如自主溫室挑戰,成功地探索了人工智能“在降低資源使用和管理複雜性的同時提高園藝生產力”的潛力。 新興的商業化自主種植創新,例如 Blue Radix Crop Controller 和 Priva 的 Plantonomy,有望擴展和增強可用種植者專業知識的範圍,特別是在大型和多地點運營中。
我們在哪裡何去何從?
自從我們創建了最初的室內AgTech景觀以來,發生了積極的變化,並且有理由對未來保持樂觀。 但是,與任何不斷發展的市場和創新領域一樣,這可能是一個坎bump的旅程。 一些人認為,CEA不能解決我們的食物問題,因為當今並非所有事物都能經濟地在室內種植。 我們認為室內農業只是可以幫助修復我們的食物系統的方法之一,應該在有意義的情況下應用。 例如,通過零售店出售的西紅柿已經很可能在溫室中種植。 期望隨著進一步的發展,更多的農作物將在室內更經濟地種植。
我們以前景觀的一方面是要提高人們的認識,儘管圍繞新穎的無日照農業進行了熱烈的嘗試,但溫室栽培已經很成熟。 荷蘭溫室種植者已經證明了室內種植的可行性,已有50多年的經驗,“玻璃下的面積超過了曼哈頓的面積”。 最近位於肯塔基州的溫室種植商AppHarvest的公開募股和3億美元的市值也明顯提高了人們的認識! 其他知名且不斷擴大的溫室種植者,包括BrightFarms和Gotham Greens,也吸引了大筆投資。
經常有人問這個問題,“哪種種植方法更好,無陽光還是溫室?”。 室內農業沒有眾所周知的“銀彈”。 答案取決於位置和您要解決的問題。 新加坡、香港和孟買城市中心的解決方案可能與部署在芝加哥郊區的解決方案不同。 5無論採用何種方法,啟動任何類型的大型技術支持的室內農場都是資本密集型的。 Agritecture 最近的一項分析表明,建造一個佔地 5 英畝的自動化農場的成本在 11 到 100 萬美元之間。 今天正在建造的一些大型、先進的溫室項目可能超過 600 億美元。 鑑於這些室內農場的資本要求,一些人質疑該行業的風險水平回報機會,並表示它更適合實物資產投資者。 儘管如此,10 年排名前 2020 的融資仍籌集了超過 XNUMX 億美元,因為現有參與者爭奪領導地位並擴展到服務欠缺的地區,同時似乎源源不斷的新公司繼續進入市場。
展望未來,室內農業需要解決能源和勞動力方面的挑戰。 特別是,無陽光方法需要努力使其運營成本保持一致並實現廣泛的盈利能力。 此外,為了在溫室和無陽光環境中進一步加速增長和新技術的採用,該行業需要實現系統之間的數據共享。 WayBeyond 是推動開放系統和 API 以實現這一目標的公司之一。 正如我們在本文開頭所述,室內農業價值鏈反映了當今我們整個食品系統面臨的一些挑戰和機遇:供應鏈、安全性、可持續性和勞動力。 室內農業有著巨大的機遇。 雖然總體上這個市場領域還為時過早,但它可以為糧食種植和分配的地點和方式帶來更多的精確性和靈活性。
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克里斯·泰勒(Chris Taylor)是攪拌碗團隊的高級顧問,在製造,設計和醫療保健領域的全球IT戰略和開發創新方面花費了20多年的時間,最近一次是致力於AgTech。
Michael Rose是The Mixing Bowl和Better Food Ventures的合夥人,他在食品技術,農業科技,餐廳,互聯網和移動領域擔任運營執行官和投資者,從事新風險投資和創新領域已有25年以上。
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