受控環境農業發展的趨勢及展望

室內無土栽培農場沒有唯一的定義，這名詞可涵蓋不同的技術，包括水耕栽培、氣霧耕（使用霧而不是採用水的另類水耕栽培法）和魚菜共生（水產養殖和水耕栽培法的組合，在與植物共生的系統中養殖水生生物）。可以在溫室中進行種植，主要是利用陽光，但通常仍須輔以人工光源，或在垂直層架的系統中使用生長光照系統。這些農場可以在城市或農村地區，規模各異，面臨著不同的挑戰和商業模式。由於地域性，類似室內無土栽培農場的操作在亞洲通常跟隨日本稱為人工光植物工廠（Plant Factories with Artificial Lighting, PFAL，因植物工廠緣起於日本），在歐洲則常見使用城市農場（city farm）、城市農業（urban agriculture）與垂直農場（vertical farm），而在北美除稱作垂直農場外，更常見使用室內農業（indoor agriculture），總括來說，可被整合統稱為受控環境農業（Controlled Environment Agriculture, CEA）。 受控環境農業是一個新興的利基產業，旨在減少傳統農業的許多環境影響。從規模上講，這種耕作方法可以減輕土地、生物多樣性、棲息保育和氣候的壓力。受控環境農業亦面臨著重大的障礙，尤其是在能源和勞動力方面，但在當地食品、安全食品和供應鏈彈性方面也提供獨特的機會。這是一個年輕的產業，將不斷改進技術、降低成本並開闢新的可能性。 目前，在溫室或垂直農場中種植的萵苣仍比傳統栽種萵苣更為昂貴，儘管在過去十年中，前者的成本已大幅降低。CEA 的成本主要來自於勞動力和能源的使用，對於某些關鍵指標，CEA 農耕有很大的環境足跡。傳統農業對氣候變遷的影響要低於CEA，這主要是因為其較低的電足跡與清潔的電力來源。 受控環境農業正吸引人們的注意力和資金，其發展迅速，但它仍然是一個新興、分散的產業，在實現規模之前必須解決一些風險。有許多開發中的創新可能會影響產業分析，包括光照、光纖、人工智慧和機器學習、基因編輯、再生能源、同地協作（colocation）和熱電聯產（co-generation）、廢棄物和回收利用、垂直農場最有希望的機會與最危險的威脅、經濟模式、降低成本、贏得成功途徑、智能植物工廠採用先進技術，以及室內植物環境加熱、通風、空調與除濕等方面的進展。儘管其中一些創新或許無法實現，但許多創新可能會顯著改變成本和環境足跡，進而大幅增加 CEA 產業中長期的生存能力。例如，水耕農場可以透過從太陽能或風能等再生能源獲得電力，而實現比傳統農業更低的環境影響。 該產業令人興奮和吸引資金還有其他關鍵原因，消費者對於食物的來源越來越重視，全年都需要新鮮、當地生產和有機的農產品。公司對保護供應鏈感興趣，否則由於天氣多變性和氣候變遷的影響，供應鏈可能會面臨風險。而且，食品安全越來越受到關注。個別嚴格控制農場確保食品安全的能力可能是該產業的關鍵區別。 經濟可行性、準則、法規以及缺乏專業知識仍然是實施垂直農場的障礙，需要更多的研發以擴大計畫規模，以便以最佳速度提供經濟與商業可行性以及投資回報（return on investment, ROI）。一個垂直農場可行的商業計畫必須依靠對植物生長過程的充分了解，以及對行銷前景的現實分析。因此，需要進行研究以準確評估各種類型與規模垂直農場的投資回報，也有必要調查全生命週期分析及達到與傳統農場平價的年數。 消費者和企業對 CEA 食品的興趣與日俱增，滿足需求的技術正快速發展。但是，除了技術問題、創新和市場變化之外，也必須考慮可能影響這些系統功效的一系列其他可能性。如果氣候變遷比預期更快地影響生產、再生能源成為常態、社區重視當地的糧食生產、消除糧食荒漠和創造就業機會，或如果新的業務模式支持不同於當前生產系統所強調的價值觀，則 CEA 當地生產的系統可能會變得更具吸引力。 受控環境農業已在世界紮根。尤其在當今仍處於適應“新常態”的世界中投資者可能會於再承諾投入更多資金之前尋求回收自己的綠金。