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    植物“光肥”的高级定制

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    植物“光肥”的高级定制

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    中国2021年led植物照明行业:全球植物照明需求高增,行业迎来爆发式增长
    中国2021年led植物照明行业:全球植物照明需求高增,行业迎来爆发式增长

    头豹研究院

    ·

    电子制造/LED

    发布时间

    2021-11-15 00:00

    全文字数:2021字,精读时间:5分钟

    本文援引于报告《中国2021年led植物照明行业:全球植物照明需求高增,行业迎来爆发式增长》,首发于头豹科技创新网(www.leadleo.com)。

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    核心摘要:

    植物照明是指利用人工制造光源环境代替太阳光来保证植物的高效生长。植物的生长并不需要太阳光的全部成分,红光和蓝光是植物生长所需光谱的重要组成部分。太阳光有照射时长不可控,不可针对单种植物投放特定光源,和光源强度等特点,让植物的发育周期、产能及品质具有不确定性。植物照明的应用有效弥补太阳光的欠缺,与太阳光相比,植物照明灯具有照射时长和强度的可控的特点。2020年,全球人口数达77.5亿人,为应对持续增长的人口和耕地持续减少所带来的粮食需求,以及粮食安全问题,垂直农业的发展将成为重中之重。全球各国陆续出台大麻合法化政策,全球大麻需求持续高增;植物照明灯可有效提高大麻种植效率及提升大麻THC浓度,因此大麻需求高涨,带动植物照明行业高增长

     

     

    2020年全球各国为保证植物照明健康发展制定植物照明技术标准

    2020年11月中国农业农村部发布,《温室植物补光灯质量评价技术规范》,对温室植物补光灯质量评价的性能指标及其检测方法进行了规范;在性能方面,该标准对植物补光产品的三大性能指标——电气特征、光学特征、寿命做出了明确要求;

    2020年9月美国发布《植物灯V2.0标准》,在V1.2版PPE≥1.9μmol/J要求不变的基础上,新增了280-800nm的光子通量参数和效率参数,这个范围内的辐射通常与植物的生长发育效应相关。同时,该新标准还更新了必须使用相同的LED、必须电学、光学和散热等结构相同、可以包含不同的驱动、不影响散热条件下可以包含不同的安装支架等


     

     

    植物照明灯分类

    中植物照明是指利用人工制造光源环境代替太阳光来保证植物的高效生长。光调控植物的生长发育行为,如种子萌发、形态建成、开花等;目前市场上主要存在四大类植物照明灯:LED灯、荧光灯、高压钠灯、及金卤灯;相较于其他植物灯种类,LED植物照明可以产生特定波长的光,具有光谱可调、光效高、发热低、体积小、寿命长等诸多优点,环保且节能。

     


    植物照明对太阳光的替代

    太阳光的波长范围覆盖了从X射线到无线电波的整个电磁波谱,七色光中,植物主要吸收红光和蓝光进行光合作用。而其余光,如绿光、黄橙光和远红光等微量光则参与植物生长的其它代谢过程;植物可利用的光合有效辐射位于可见光的范围。太阳光有照射时长不可控,不可针对单种植物投放特定光源,和光源强度等特点,让植物的发育周期、产能及品质具有不确定性。植物照明的应用有效弥补太阳光的欠缺,与太阳光相比,植物照明灯具有照射时长和强度的可控的特点,光源不会随着天气、季节和昼夜的影响,给植物提供持续不间断的光照;其次,植物照明能针对但一种植物或发育阶段,提供量身定制的“光肥”,使植物培育变得更加高效。因而为了促进植物光合作用,主要采用450nm的深蓝光LED和660nm的超红光LED;植物在不同生长周期下,需要的光谱不一样,因此业内采用多种单色光组合解决方案,目前主要方案有多种单色光组合方案、全光谱方案和全光谱白光为主,加660nm红光的组合方案;

     


    植物工厂

    植物工厂包含以下六个主要组成部分:绝热的接近密闭的不透光的主体结构、4-20层配备有水培系统和荧光灯或LED灯等光照设备的栽培床、空气风机及空调、二氧化碳施肥系统、水泵及营养液供给系统和环境控制系统。植物工厂采用植物人工辐射源、温度湿度和二氧化碳的调节以及营养液指标的控制,实现蔬菜的最小周期的不受外界的气候影响的循环生产;在植物工厂生产的蔬菜的种植周期比室外种植快2-4倍,而生产周期是固定的,在每平方米土地上,立体种植产量是平面种植产量的4-8倍。综合而言,植物工厂可缩短2/3种植时间,垂直布局可建十层以上,相同土地面积产能是露地的40-100倍以上。


     

    全球人口增长,加上人均耕地面积减少带来食物供应担忧

    2020年,全世界有多达8.11亿人面临饥饿,面临饥饿的人数比2019年多出1.61亿;近23.7亿人无法获得充足的食物,比2019年增加3.2亿人,占总人口数10%,这意味着2030年全球“零饥饿”的目标恐难以完成。气候变化正在增加极端天气事件和气候有关灾害的发生率,并愈加严重。降雨、温度和湿度的变化以及病虫害的暴发正在危害农作物的产量和生产。政府间气候变化专门委员会(IPCC)的最新报告表明,全球气温上升将在20年内达到1.5℃的阈值,对供应链和粮食安全带来严重影响。为保证粮食安全,应对气候变化等事件对农业种植的影响,以植物照明进行植物培育或将成为一大趋势。2020年,全球人口数达77.5亿人,同比增长1.04%;随着人口的不断增加,耕地的不断减少,全球人居耕地面积持续下滑,2000年全球人均耕地面积为0.23公顷/人,到2015年缩减到0.19公顷/人;为应对人口的增加及耕地的缩减,垂直农业的发展将成为重中之重

     


    全球各国的大麻合法化,大麻种植需求高增

    全球各国陆续出台大麻合法化政策,全球大麻需求持续高增;植物照明灯的应用可有效提高大麻种植效率及提升大麻THC浓度,因此大麻需求高涨,有望带动植物照明行业高增长;大麻种植分为室内和室外两种方式,室内大麻相较室外大麻具备大麻THC含量更高、避免虫害等特点。植物照明的应用可有效提高室内大麻的种植效率,因此大麻高涨的需求,有望带动植物照明实现高增长;以美国为例,美国大麻消费人数和消费金额逐年大幅攀升,合法大麻2016-2020消费金额年复合增长率达到了19.1%;

     


    随着全球大麻合法化政策的持续推进,加以粮食安全需求,植物照明迎来高增长

    2020年全球LED植物照明市场规模为19亿美金。2016年-2020年,年复合增长率为11.7%,2020年全球植物灯市场达30亿美元,其中LED植物照明市场达19亿美元。预计2020-2025年植物照明需求将持续高增,LED植物照明渗透率逐步提高。



     

    深度见解:植物照明灯的应用可高效培育植物,全球种植需求带动植物照明灯高增长

    太阳光有照射时长不可控,不可针对单种植物投放特定光源,和光源强度等特点,让植物的发育周期、产能及品质具有不确定性,植物照明的应用有效弥补太阳光的欠缺,光源不会随着天气、和季节的影响,给植物提供持续不间断的光照,并且能针对单一种植物或发育阶段,提供量身定制的“光肥”,使植物培育变得更加高效。

    疫情期间,北美由于大麻的合法化进程加快,带来大麻种植需求,由于植物灯能有效提高大麻产量,进而推动植物照明需求,未来几年美洲地区依然会保持快速的增长趋势。荷兰、英国等欧洲国家积极倡导植物工厂的建立并提出相关补贴政策,推升农业种植商意愿,纷纷在欧洲建设植物工厂,拉升植物照明市场需求。除此之外,以色列、土耳其为典型代表的中东地区以及南非为代表的非洲地区,更因气候变迁因素加剧,提升自有农业产出,正在逐步加大设施农业的投入。

    植物工厂的大量建设提升植物照明LED需求,且LED灯具成本有望下降的趋势下,可进一步提升更多室内种植主将传统产品替换为LED灯具的意愿,LED植物照明灯渗透率或进一步提高。



    重点关注企业

    通过深度研究LED植物照明行业内优质企业,头豹建议重点关注中科三安、英飞特[300582]、崧盛股份[301002]。

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    植物“光肥”的高级定制,全球部分国家大麻合法,植物工厂,LED,植物照明,行业报告
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