植物工厂建设项目的可行性分析报告

植物工厂建设项目可

行

性

分

析

报

告

二O一七年四月十二日

目录

一、植物工厂简述.............................................................

1.1 何谓植物工厂？

1.2 植物工厂的优势

二、植物工厂发展历程.........................................................

2.1 试验探索阶段

2.2 范应用阶段错误!未指定书签。

2.3 快速发展阶段

三、植物工厂在我国的发展状况.................................................

3.1建造植物工厂的科研与生产意义

3.2植物工厂的类型与生产运用

四、目前国内外研究状况.......................................................

五、植物工厂建设的系统组成与相关设备设施.....................................

5.1 风能太阳能发电装置

5.2 环境闭锁密封系统

5.3 人工补光系统的建设

5.4 微喷加湿系统的建设

5.5 空气循环流通系统

5.6 二氧化碳补充系统

5.7 营养液自动控制与供给系统

5.8 物理杀菌系统

5.9 温度控制系统

5.10 立体式栽培系统

5.11 计算机自动控制及远程控制系统

5.12 视频监控与图像传送系统

5.13 废物废液的循环再利用系统

六、植物工厂示意图及应用效果.................................................

6.1 补光型半天候的植物工厂

6.2立体式高效率植物工厂错误!未指定书签。

6.3 货柜隔热型全天候植物工厂

6.4 船舱式微型植物工厂

七、投资估算及效益分析.......................................................

7.1 投资估算

7.2 效益估算

7.3 存在的风险

一、植物工厂简述

1.1 何谓植物工厂？

所谓植物工厂，就是通过设施内的高精度控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统，是由计算机对植物生育过程的温度、湿度、光照、二氧化碳浓度以及营养液等环境要素进行全天候控制，不受或很少受自然条件制约的省力型生产方式。

相对传统常规农业来说，其设施设备生产工具与栽培模式是股强大的冲击波与挑战。并且，在产量及品质上都是传统模式所不能比拟的，在生产方式上也是完全迥异的。在这里没有四季的嬗变，没有天气的干扰，更没有病害及自然的灾害,是种全天候的人工智能环境。植物生长于最适合的模拟环境中，具有更大的生长发育潜能与更好的质量。利用植物工厂模式可以不受任何自然界之影响，可以在地上也可以地下，可以在农村也可以在城市，可以在沙漠也可以在极地，甚至还可以在空间站与外星球，如月亮及火星上栽培。在生产模式与概念上它已完全超越了常规意义的农业生产，它是未来农业发展的创新之路，也是人们在与自然界抗争中，形成自已最有征服性的新型生产模式。

农业生产就是植物通过光合作用生产碳水化合物的过程。遵循该科学原理，智能LED植物工厂根据不同作物对营养和阳光的需求，对“工厂”内环境要素和营养要素进行实时自动调配，精准供给植物，以确保植物健康生长，实现了不用土、不用阳光，可实现全天候的植物智能化生产，人类甚至可以在太空、荒漠、戈壁等非可耕地里进行作物生产。

1.2 植物工厂的优势

与传统农业生产方式不同，植物工厂有七大技术优势：一是作物生产计划性强，可在不受外界环境影响的条件下，实现周年均衡生产；二是单位面积产量高，可大幅提高资源利用效率；三是机械化、自动化程度高，劳动强度低，工作环境舒适；四是不施用农药，产品安全无污染；五是多层式、立体栽培，节省土地和能源；六是不受或很少受地理、气候等自然条件影响；七是与现代生物技术紧密结合，可以生产出稀有、价高、富含营养的植物产品。

植物工厂是目前全球农业高技术研究的热点，因其融合了现代生物技术、智能装备与信息技术等新科技，也是彰显一个国家农业高技术水平的重要标志。植物工厂颠覆了传统的农作方式，代表了农业发展的一个创新方向，掌握植物工厂核心关键技术具有战略意义。

随着人们生活水平的提高，对洁净安全农产品的需求越来越迫切，为植物工厂开发的市场前景创造了良好外围环境。因为在植物工厂内生产的农产品是毫无污染与残留

的，它是真正的免农药与无公害，这样的产品也会有较高的价位与市场空间，实现经济效益的良性循环。此外，我国人均耕地少，耕地资源稀缺。这种形势下，当下发展我国植物工厂产业非常有必要。

二、植物工厂发展历程

回顾植物工厂发展历程，从上世纪40年代至今，主要历经早期的试验探索、示范应用和当前的快速发展三个阶段。

2.1 试验探索阶段

20世纪40年代到70年代初为试验探索阶段。该阶段是植物工厂的概念成型与试验探索期，其中两项技术的突破对其发展起到了重要支撑作用，一项是“营养液栽培技术”，另一项为“人工模拟与控制环境技术”，以1949年美国科学家在加州帕萨迪纳建立的第一座人工气候室为标志。其后，日本和苏联相继建成大型人工气候室，进行植物栽培试验。这一时期植物工厂规模较小，仅为几十平方米到几百平方米。应用范围也比较窄，主要局限在实验室和示范农场。光源为高压钠灯，光源与空调能耗大，运行成本较高。

2.2 范应用阶段

20世纪70年代至90年代末为示范应用阶段，其中以水耕栽培和人工光源技术的突破为重要标志。1973年营养液膜技术的出现，以及随后的深液流栽培技术的发明为植物工厂栽培技术的发展奠定了基础。这一时期，日本植物工厂发展较快，截至上世纪末，日本拥有约20座人工光植物工厂。80年代，在日本海洋博览馆展出了单株13000多个果的番茄王，就是运用植物工厂技术及各种高新技术集成的产物，当时这种超高产巨型植株的栽培成功，就预示着人类在发挥植物潜能上将有大的突破与发展，也为日后植物工厂的开发与推广起到了极为重要的作用。在植物工厂里，西红柿单株产量可上千斤，水稻可生产5-6季，黄瓜产量可提高200倍，生菜35天就收获-------这些不是天方夜谭，它是被实践所证明的科学与真理。

在这一阶段，人工光源不断改善，高压钠灯逐渐被荧光灯替代，红光LED开始应用，光源的能耗进一步降低；传感器与自动控制技术逐渐引入；示范应用面不断扩大。植物工厂是植物工厂的高科技与高投入的业态，在这个日本建造一个400平米面积的植物工厂总投资需1亿日元。

2.3 快速发展阶段

21世纪初至今植物工厂快速发展，主要得益于蓝光LED的出现与红蓝LED组合光源的研制成功，以及基于网络的智能控制技术的应用。随着LED的应用，植物工厂人