中央農業(yè)大腦控制農作物生長環(huán)境。

作者：Valerie Lin

出品：明亮公司

近日，德國垂直農業(yè)公司Infarm宣布獲得一筆2億美元的D輪融資。本輪融資由卡塔爾投資局(Qatar Investment Authority, QIA)領投，Partners in Equity、Hanaco Venture Capital、Atomico、Lightrock和Bonnier Ventures跟投。其中，卡塔爾投資局將支持該公司在中東地區(qū)的擴張。作為交易的一部分，Infarm計劃于2023年在卡塔爾開設首家“種植中心”，用以種植番茄，草莓，香料，綠葉蔬菜和其他水果作物。截至目前，Infarm總融資額超6億美元，估值達10億美元，是歐洲垂直農業(yè)領域的首家獨角獸公司。

本輪融資資金將主要被用于Infarm的國際擴張計劃，這包括美國、加拿大、日本和歐洲境內的現有市場擴張，以及亞太、中東地區(qū)的新市場拓展。此外，部分資金也將作為研發(fā)費用以擴充產品品類。

Infarm由Osnat Michaeli和Erez & Guy Galonska兄弟于2013年在柏林成立，旨在通過模塊化的垂直農業(yè)單元和物聯網技術建立具有極強氣候適應性的全球垂直農場網絡。

FaaS：農場即服務

垂直農業(yè)，顧名思義，指在垂直堆疊的支架上種植作物。垂直農業(yè)概念最初由哥倫比亞大學公共與環(huán)境衛(wèi)生教授Dickson Despommier于1999年首次提出，通常涉及環(huán)境控制農業(yè)(controlled-environment agriculture)——即包括水培(hydroponics)、魚菜共生(aquaponics)、氣培(aeroponics)等垂直耕作系統在內的無土耕作技術。

目前市場上的垂直農場公司大多采用水培或氣培系統，用聚氨酯海綿(polyurethane sponges)、生物可降解泥炭苔蘚(biodegradable peat moss)等材料替代傳統農業(yè)耕作中的土壤，有些垂直農場甚至使用珍珠巖(perlite)和粘土顆粒(clay pellets)等無機材料。精確的營養(yǎng)配方在設施系統中不斷循環(huán)、并直接泵入作物的根區(qū)以促進其生長。

此外，為了最大限度地提高給定空間的產量，不少室內垂直農場還利用安裝貨架系統(Racking Systems)種植作物，最大的設施甚至能將產品堆疊到14-16層樓高。比如位于丹麥的Nordic Harvest vertical farm占地7000平方米，有14層樓高，是歐洲最大的垂直農場。截至2020年，全球已有約30公頃(74英畝)可運營的垂直農田。

來源：Tech Xplore

Infarm獨特的“模塊化”垂直農業(yè)單元使其業(yè)務在空間上能夠通過簡單的“添加更多模塊”進行無限拓展，而基于云的系統則意味“中央控制中心”能夠監(jiān)控農業(yè)單元、并通過數據控制作物的生長環(huán)境。

Infarm在垂直農場配備了大量實驗室級傳感器，截至目前已從其農業(yè)網絡中收集超過600億數據點。這些數據隨后被上傳到“中央農業(yè)大腦”(central farming brain)，即公司的云端。通過“中央農業(yè)平臺”，Infarm根據從每個模塊單元收集的數據為植物量身定制生長環(huán)境，確保他們得到最優(yōu)的光照、溫度、pH值，并以此提高產量、質量和營養(yǎng)價值。

“整個Infarm網絡與一個中央農業(yè)大腦相連，該大腦在一棵植物的一生中收集了超過5萬個生長、顏色和光譜數據點。到目前為止，我們已經在農業(yè)網絡中收集了超過3000億個數據點。這些數據使我們能夠完善我們的種植配方，提高產量、質量和營養(yǎng)價值，同時不斷降低產品價格?！盜nfarm的聯合創(chuàng)始人兼CTO Guy Galonska解釋。

與傳統農場相比，垂直農場的優(yōu)勢包括：1）增加單位土地面積的農作物產量；2）增加同一塊土地的農作物多樣性；3）種植地點從露天到室內的轉變使得作物能夠抵抗氣候干擾，這意味著極端或意外天氣事件造成的作物損失可以大大減少；4）種植地點從農村到城市的轉變縮短了農場和消費者的物理距離，這在極大程度上降低了運輸里程。

與任何新技術或創(chuàng)新一樣，垂直耕作技術也有缺點：

1）啟動資金龐大的經濟挑戰(zhàn)；2）LED燈這類輔助光源的應用使得垂直農場產生了巨大的能源需求。如果這些能源需求繼續(xù)由不可再生能源來滿足，那么垂直農場不僅將面臨居高不下的成本居高不下，還可能產生比傳統農場更多的污染；3）品類受限。

針對啟動資金過高的挑戰(zhàn)，Infarm結合了物聯網、大數據和云分析的“農場即服務”(farming-as-a-service)模式使其不僅能夠提升業(yè)務網絡拓展速度，還能很大程度上降低前期資金投入成本；

而針對能源效率和可持續(xù)性，不少垂直農場公司已經對此作出了改進。Alesca Life Technologies創(chuàng)始人Stuart Oda在2020年的TED演講中提到，一些技術先進的大型垂直農場公司正在研發(fā)更高效的光源。為了減少對人工照明的需求，他們甚至嘗試使用光纖電纜將陽光直接輸送到室內垂直農場。而Infarm則通過提高可再生能源在電力來源中的占比（2020年高達90%），向其“零排放”的食品生產目標靠近。

Source：Wired

此外，垂直農場作物品類的局限性將隨著研發(fā)進程的推進而逐漸被打破。目前，Infarm種植超過75種香料、沙拉和綠葉蔬菜。據悉，公司計劃于今年新增40種新作物，其中包括蘑菇、圣女果、豌豆和草莓。

相比土壤種植，Infarm的垂直種植技術節(jié)省了99.5%的空間、95%的水資源，以及90%的運輸里程。這使得其生產效率較傳統農業(yè)高出400倍，并使農業(yè)徹底脫離化學農藥。

除了“模塊化”單元的應用，Infarm的“入店”策略也使其有別于其他垂直農業(yè)公司。Infarm將模塊化的店內微型垂直農場單元直接放置在超市、雜貨店、餐館、購物中心和學校，這種直面客戶的做法能夠增強消費者體驗。

來源：Innovation Origins

與直面C端客戶的店內垂直農場相比，Infarm“高容量、云連接、自動化、模塊化”的種植中心(Growing Centers)則更像位于其“后臺”的“初始生產單位”(Flagship Production Units)。Infarm種植中心集本地農場(Local Farm)和配送中心(Distribution Center)于一體。每個種植中心由幾十個模塊化的種植單元組成，每個單元高10到18米，占地25平方米。該專利技術可在短短6周內便完成部署并投入使用，年產超過50萬株植物，產量與10000平方米的傳統農田相當。此外，種植中心加入Infarm的“自學習農場網絡”(Network of Self-Learning Farms)能夠不斷提高作物的產量、優(yōu)化其味道和營養(yǎng)價值。

來源：Behance

目前，Infarm已與30多家主要食品零售商合作，其中包括Aldi Süd、Amazon Fresh、Auchan、Casino、E.Leclerc、Edeka、Empire Company Ltd (Safeway、Sobeys、ThriftyFoods)、Farmdrop、Intermarché、Irma、Kaufland、Kinokuniya、Kroger、Marks & Spencer、Metro、Migros、Selfridges、Selgros、Summit和Whole Foods Market。這些合作伙伴來自加拿大、丹麥、法國、德國、日本、盧森堡、荷蘭、英國、美國和瑞士。此外，Infarm已在門店和配送中心部署了1200多個農場，節(jié)約了至少4000萬公升的水和5萬平方米的土地。到2025年，公司計劃在全球建立100個種植中心——這相當于150萬平方米的農田和4.5億株植物。

食物供應挑戰(zhàn)重重，農業(yè)科技革新迫在眉睫

未來，全球食物供應方面面臨的挑戰(zhàn)不止一種：

首先是人口劇增。世界經濟論壇(World Economic Forum，WEF)2020年底的數據顯示，2050年，全球人口將增加四分之一(即新增20億人口)，食品需求將比2010年高出56%。聯合國糧農組織(UN Food and Agriculture Organisation)的最新報告稱，自2014年以來，遭受饑餓的人數正在緩慢增加；

來源：Our World Data

二，全球干旱面積占陸地的40%，而不斷上升的溫度或將致使更多的陸地成為沙漠。按照目前的速度，到2050年，我們今天所種植的糧食只能養(yǎng)活一半的人口；

三，28%的農業(yè)處于缺水地區(qū)。到2050年，面臨水資源短缺的人口數量可能會翻倍；

四，越來越少的年輕人將務農作為從業(yè)選擇；

五，城市擴張導致可耕地流失，過度耕種導致土壤退化。

只有更加高效的耕作技術才能應對由人口增長帶來的食物供需缺口；此外，垂直農業(yè)不受制于氣候、節(jié)約能源、依賴更少的人力、室內種植的特點或許能夠幫助人們應對氣候變化、水資源短缺、農民減少，以及土壤退化帶來的挑戰(zhàn)。

值得注意的是，卡塔爾投資局在Infarm本輪融資中的參與或許與中東特殊的農業(yè)環(huán)境不無關系：糧農組織(The Food and Agriculture Organization of the UN，FAO)的一項分析估計，在中東和北非(MENA)地區(qū)，90%的陸地位于干旱、半干旱和干燥半濕潤地區(qū)，45%的農業(yè)土地面臨著鹽堿化、土壤養(yǎng)分枯竭和風/水侵蝕的威脅。中東惡劣的氣候和珍貴的水資源都使它

事實上，我國水資源的現狀也并不樂觀。根據新華網數據，我國31個省份中有16個面臨水資源短缺問題，300個城市存在不同程度缺水，每年因缺水造成的直接損失達2000億元。垂直農場的技術應用或許能夠緩解這一問題。

此外，清華大學社會科學學院責任教授蔡繼明指出，我國常住人口城市化率不到40%。相比之下，聯合國2018年的數據顯示，北美城市化率82%，歐洲城市化率達74%。中國的城市化率還有巨大的提升空間。未來，隨著城市人口愈加密集，種植地點從農村到城市的轉變可以在很大程度上減少運輸里程。

新冠疫情使人們認識到供應鏈的脆弱和不確定性，而這或許能在短期內提升垂直農場的普及率。