Ekonomi ve kârlılık

Bitki fabrikasının işletme maliyeti: elektrikten kısınca işçilik artar

çok katlı LED raflarda marul (elektrik ana maliyet kalemi)

Ay sonunda maliyet tablosunun önünde oturup “Nereden başlamalı?” diye düşünürsünüz. Elektrik, işçilik, malzeme — sıralanan rakamları gözden geçirdiğinizde çoğu zaman göz en büyüğünde, yani elektrik kaleminde durur. Oysa bu kalemler birbirinden bağımsız hareket etmez. Kısma sırasını yanlış kurarsanız düşürdüğünüzü sandığınız maliyet başka bir yerde şişer.

Ağır kalemden başlamak aksine artışa yol açar

Aydınlatmayı yarıya indirirseniz o ay elektrik faturası gerçekten düşer. Ancak ışığın sınırlayıcı faktör olduğu normal çalışma aralığında verim de birlikte düşer. Aynı sevkiyat miktarını üretmek daha fazla emek ister ve sevkiyat başına kilogram işçilik maliyeti aksine yükselir. Elektrik faturası geriledi, ama kilogram başına toplam maliyette hiçbir kazanç yoktur. Her kalemi ayrı ayrı kısmaya çalışmak, baştan yanlış bir yaklaşımdır. Üstelik bu yanılgı, tek bir kalemin hareketi tüm dengeye yansıyan küçük ölçekli işletmelerde çok daha görünür hale gelir. bitki fabrikasının maliyeti — elektrik, işçilik ve verim — tek bir iple bağlıdır. Aydınlatmayı indirdiğinizde elektrik ucundan çektiğiniz kuvvet, verim üzerinden işçilik ucuna aktarılır. Kalemleri tabloda ayrı ayrı kısmaya kalktığınızda bu ip görünmez kalır; uyguladığınız kuvvetin nereye çıkacağını gözden kaçırırsınız.

“Elektrik açık ara en ağır kalem” demek yalnızca sezgisel bir saptama değildir. Bir tahmine göre, yapay aydınlatmalı bitki fabrikasını yaşam döngüsü analizi yöntemiyle inceleyen bir araştırma; aydınlatma ve iklimlendirme elektriğinin sera gazı salımı, asidifikasyon ve ötrofikasyon gibi başlıca çevresel yüklerin yarısından fazlasını oluşturduğunu, kaynak ve su tükenmesi söz konusu olduğunda ise bu yükün neredeyse tamamının (%98 üzeri) elektrikten kaynaklandığını bildirmektedir (bkz. 1). Bu, çevresel yük açısından yapılan bir dağılım analizidir; yen cinsinden maliyet dağılımıyla doğrudan örtüşmez. Ancak enerjinin aydınlatma ve iklimlendirmede yoğunlaştığı gerçeği açıktır. Tam da bu yüzden “En ağır kalem olan elektriği önce kısalım” düşüncesi cazip gelir. Ne var ki o elektrik, verim adlı payda ile bir iple bağlıdır. Ağır kalem olduğu için tek başına kısılamaz.

verime bağlı kalemleri ayırt etmek

Bu yüzden maliyet kısımında sıra tersine döner. Önce “bunu kısarsam verim üzerinden nereye geri tepecek” — yani uyguladığım kuvvetin verim yoluyla başka bir kaleme geri dönmesini — öngörüp, bu geri tepmenin gelmeyeceği kalemlerden başlamak gerekir. Aydınlatma ve bitki sıklığı verimi doğrudan etkiler; ipin ana gövdesindedir ve neredeyse kesinlikle geri teper. Öte yandan iklimlendirme kontrol mantığı, taşıma ve ambalajlama sıralaması, bekleme tüketimi ve talep sözleşmesinin yapısı, temizlik ve kayıt tutma prosedürleri — bunları verime bağlayan ipleri olmadığı ölçüde kendi başlarına kısılabilir. Aynı “maliyet kısma” olsa da ipin ana gövdesini çekmek mi, yoksa ipi olmayan bir ucu kesmek mi — anlamları tamamen farklıdır. Bu yazıda bağlantının en güçlü olduğu elektrik, işçilik ve verim üçgenine odaklanıyorum. Malzeme, su ve satış maliyetlerinde de aynı “ip” mantığı geçerlidir; ama etkisi en büyük olan buradan başlıyorum.

Kısma sırasını yeniden düzenlemek için maliyet kalemleri çizelgesi

Burada kafa karışıklığı yaratması en kolay kalem iklimlendirmedir. Aydınlatmayı indirince ısı üretimi azalır, bununla birlikte soğutma yükü de düşer ve iklimlendirme elektrik gideri birlikte hareket eder. Bu, ipin ana gövdesine yarı bağlı bir ara kalem midir, yoksa tek başına kısılabilecek bir uç mudur? iklimlendirmeyi ipin ortasından dallanmış bir kalem olarak düşünmek en doğrusudur. Isı üzerinden aydınlatmaya asılı olduğundan aydınlatmayı indirince soğutma yükü de birlikte düşer. Ancak bu bağlantı verim üzerinden geçmez. İşte ayrımın can noktası budur. Aydınlatmadan ısıya, ısıdan soğutmaya uzanan bağlantı fizik yasalarıyla belirlenmiş olup verime dokunmadan hareket eder. Dolayısıyla iklimlendirmenin kendisi geri tepmenin gelmeyeceği bir uç olarak sayılabilir. Aydınlatmayı ana gövde olarak çektiğinizde iklimlendirme negatif geri tepme tarafına — yani kendiliğinden birlikte düşen ek kazanım tarafına — düşer. İşçilik gibi ters yönde şişen bir uçla işareti zıttır.

Uygulamada, aydınlatmayı değiştirdiğinizde iklimlendirme bağlantısını başından netleştirme hesabına dahil edersiniz. Bunun üzerine, iklimlendirme kontrol mantığı — sıcaklık ayar bandı, nem alma yoğunluğu, hava dolaşımı sıralaması — aydınlatma ve verim ipinden kısmen kopuktur, dolayısıyla ayrı bir uç olarak kurulabilir. Ancak bu tam bağımsız değildir. Sıcaklık bandını çok genişletmek veya nem almayı aşırı kısmak, hastalık ya da yaprak kenarı yanması yoluyla verimi etkileyen bir sınıra ulaşır. Benim gördüğüm aralıkta — yapay aydınlatmalı bitki fabrikasında yaprak sebze yetiştiren işletmelerde — buradaki düşük sıcaklık sapması, yüksek sapmadan bir derece daha risklidir. Yüksek yoğunlukta dizilmiş yaprak sebzelerde nem birikimleri anında gri küf hastalığına yol açar; transpirasyonu yetersiz kalan yaprakların uçları yanar (uç yanıklığı). Bu belirtiler bir kez ortaya çıktığında sevkiyat yapılabilir bitki sayısı bir anda düşer ve kısılan elektrik faturası bu kaybı hiçbir şekilde karşılamaz. Bu yüzden aynı iklimlendirmede bile “ısı bağlantısıyla kendiliğinden gelen pay” ile “kontrol yoluyla değiştirilecek pay” olmak üzere ikiye bölmek ve ikincisini verimi izleyerek sıcaklık bandından da daha dikkatli işlemek gerekir.

Nitekim, elektrik ağırlığına başka bir açıdan bakıldığında da bu ikisi — aydınlatma ve iklimlendirme — toplam enerjinin büyük bölümünü oluşturur. Yurt içinde yapılan bir yaşam döngüsü analizine göre (konferans bildirisi), tam yapay aydınlatmalı bitki fabrikasının karbondioksit salımının yaklaşık %90’ını aydınlatma ve iklimlendirme oluşturmakta; güneş ışığını da kullanan hibrit tipte bile bu oran yaklaşık %70 olmaktadır (bkz. 2). Bu, karbondioksit bazında hesaplanan bir oran olup kalem bazlı maliyet dağılımından ayrıdır; ancak iklimlendirmenin ısı yoluyla aydınlatmaya asılı olduğu fiziksel bağlantının büyüklüğü sahadan gelen sezgiyle örtüşmektedir.

Ağırlık sırasına göre değil, geri tepmeyen sırasına göre

Elektriğin açık ara en ağır kalem olması bir gerçektir, dolayısıyla gözün oraya gitmesi doğaldır. Ancak “ağır olduğu için önce kısalım” diye girildiğinde çoğu zaman el, ipin ana gövdesine — aydınlatma ve bitki sıklığına — uzanır. En ağır kalem, aynı zamanda geri tepmenin en büyük olduğu ipin ana gövdesidir. Bu yüzden “ağırlık sırasına göre” değil, “geri tepmeyenler sırasına göre” yeniden düzenlemek önce gelir; iklimlendirme kontrolü, taşıma sıralaması ve talep sözleşmesinin yapısı gibi kalemlerden başlanır. Ağırlık sıralamasının ve güvenle kısılabilecekler sıralamasının birbirinden farklı şeyler olduğunu açıkça kabul etmek daha yerindedir.

Ambalajlanmış ve sevkiyatı bekleyen marul — 1 kilogram sevkiyatı toplam maliyetin paydasına koymak

Sınır olarak şunu söyleyebilirim: yalnızca ayar veya prosedür değişikliğiyle halledilebilecek aralık — sıcaklık bandı, hava dolaşımı ve nem alma mantığı, iş sıralaması, sözleşme türünün gözden geçirilmesi — operasyon katmanında hareket ettirilebilir. Öte yandan, aydınlatmayı indirmeden verimi koruyarak tüketimi düşürmek veya mutlak işçilik miktarını azaltmak gibi geri tepmenin büyük olduğu kısımlar operasyonla ulaşılamaz; bunlar ekipman meselesidir.

Şunu da belirtmek gerekir: otomasyon, işçilik maliyetini sıfırlayan bir sihir değildir. Azaltılan işçilik maliyeti yalnızca o makinenin amortismanı ve bakım gideri olarak başka bir kaleme aktarılır; ip birlikte yok olmaz. Bu nedenle sermaye yatırımını “işçilik kalkar” olarak değil, “geri tepmenin yönünü, kendi kontrol edebildiğim bir kaleme yönlendirme” olarak görmek yargıyı daha az yanıltır.

Aydınlatmanın kendisine dokunmadan elektriği düşürmek söz konusu olduğunda bu, ayar değişikliğiyle değil ekipman tarafıyla ilgilidir. Örneğin, yansıtıcı malzeme ve hava alış-verişinin düzenlenmesiyle tasarlanmış enerji tasarruflu bir yetiştirme rafının, raf içi ortam dağılımını düzgün tutarken elektrik tüketimini geleneksele kıyasla yaklaşık yarıya indirebildiğini gösteren tek bir prototip rafa ait bir rapor mevcuttur (bkz. 3). Amacı, raf içindeki ortam dengesizliği ne kadar azalırsa gelişim sapması o kadar azalır olan bu ekipman her halükarda rafın kendisini yeniden tasarlamak demektir; bu, operasyon değil sermaye yatırımı tarafına ait bir hamledir. Bugün ayarla hareket ettirilebilecek şeylerden açıkça farklı bir katmandır.

Bu ay hareket ettirilebilecek üç kalem

Bugün, bu ay başlamak için önce talep sözleşmesinin yapısını ve pik talebini gözden geçirin. Son sayaç faturasını veya 30 dakikalık talep kaydını çekip bir haftalık pik saatlerine bakın. Aydınlatmanın devreye girmesi ile iklimlendirmenin çalışmaya başlaması çakışıp piği yukarı itiyorsa, her ekipman için aydınlatma açma saatini birkaç ila onlarca dakika kaydırmak yeterli olabilir; bu kadarıyla verimi etkilemeden piki düşürmek için yer açılır. Bu, sıfır sermaye yatırımıyla bugün denenebilir. Ancak talep sözleşmesinin gözden geçirilmesi bir kez yapıldığında etkisi kalıcı olur; her ay tekrarlanarak tasarruf biriktirilebilecek bir hamle değildir.

İkincisi, iklimlendirme sıcaklık ayar bandıdır. İklimlendirmeyi sürekli çalıştıracak biçimde dar bir sıcaklık bandına sıkıştırılmış ayarlar sık görülür. Oda sıcaklığının sapmasına duyulan kaygıdan bu yola gidilir; ama üst ve alt sınırı birer derece genişleterek o bant içinde iklimlendirmenin kendiliğinden durduğu bir süre yaratmak, verimi etkilemeden çalışma süresini azaltmaya yer açar. Nem almayı da sürekli çalışmaktan çıkarıp yoğuşma veya nemin sorun yarattığı saat dilimlerine indirgeyin. Ancak bu, önceki hastalık ve uç yanıklığı riskiyle yüz yüzedir; dolayısıyla sıcaklık bandından da daha temkinli davranın. Yaprak sebzeleri yüksek yoğunlukta dizen işletmelerde nemi gereğinden fazla düşürmek de yükseltmek de verime yansır. Bu nedenle nem günlüğünü izleyerek bandı çok az bir miktar değiştirip sonucu gözlemlemekle yetinin. Gün ile gece arasında dış hava sıcaklığının değiştiği mevsimlerde, yalnızca hava dolaşımının yeteceği saatler olup olmadığını da birlikte inceleyin. Birden büyük adım atmayın; önce birer birer — bu güvenlidir.

Üçüncüsü bekleme tüketimi ve iş sıralamasıdır. Sade görünür; ama işlerin durduğu sırada para ödenen kalemleri ayıklama çalışmasıdır. Kullanılmayan bölümlerdeki yardımcı ekipmanların ve gece duraksayan taşıma-ambalajlama hatlarının bekleme modunu kesin. Yetiştiriciliğe doğrudan dahil olmayan koridor aydınlatmaları ile ofis alan ışıklarını hareket sensörüne veya zamanlayıcıya bağlayın. hasat ve ambalajlama sıralamasını gözden geçirip aynı işleri toplu hale getirerek ekipmanın çalıştırılıp durdurulma sayısını azaltın. Bunların hiçbiri verimi kolayca geri tepecek nitelikte değildir.

Ancak iklimlendirme ayarları fazla zorlanırsa verimi etkiler. Bu nedenle doğrulama yöntemi kritiktir. Herhangi bir değişiklik yapmadan önce mutlaka bir haftalık temel çizgi kaydedin. Günlük toplam kilovat-saat tüketimi, 30 dakikalık talep pik değeri, oda sıcaklığı ve nem günlüğü, ayrıca verim ve satılabilir ürün oranı. Aynı anda yalnızca bir kalemi değiştirin; elektrik rakamlarındaki farkı pik değeri ve kilovat-saat üzerinden yaklaşık iki hafta boyunca izleyin. Ancak verim üzerindeki etkiyi daha uzun süre takip etmek gerekir. Ayarı değiştirdikten sonra dikilen parti hasat edilene — yapay aydınlatmalı bitki fabrikasında yaprak sebze için marulda yaklaşık bir aylık bir yetiştirme döngüsü tamamlanana — kadar bekleyin ve düşmediğini doğrulayın. Yalnızca elektrik rakamlarına bakıp acele sonuç çıkarmayın. Birden fazlasını aynı anda değiştirirseniz neyin işe yaradığını ayırt edemezsiniz. Sıra, geri tepmeyeceğine emin olduğunuzdan başlayarak birer birer.

“Verimi etkilemeden etki etmek” yönünde, aydınlatmanın fiziksel düzenini — ışık kaynağı ile bitki arasındaki mesafe ve armatürlerin dizilimindeki tekdüzelik — düzenlemenin, aynı elektrik tüketimiyle ışık dağılımındaki dengesizliği azaltabileceğini gösteren deney ve simülasyonlar da mevcuttur. Armatür dizilimini yeniden düzenleyerek bitkiye ulaşan ışıktaki dengesizliği simülasyonda yaklaşık %15 oranında iyileştiren bir örnek bulunmaktadır (bkz. 4). Yalnızca ayar değişikliğiyle çözülebilecek şeyler değildir bunlar; dolayısıyla bu hamle operasyon ile ekipman arasına yerleştirilir. Ancak “elektriği artırmadan daha iyi etki” yönünün gerçekten var olduğu bu tür araştırmalardan da görülmektedir.

Sınır noktasını sevkiyat başına kilogramla ölçmek

Bir kalemi geri tepmeyen uç sanarak fazla kısmak tüm dengeyi bozabilir. Her kalem tek tek iyileşmiş olsa da toplam eskisinden kötü olur. Sınırı ölçmek için paydayı “girdi kilovat-saat veya adam-saat” değil “gerçekten sevkiyat yapılabilen kilogram başına toplam maliyet” olarak ortaklaştırmak esastır. satılabilir ürün oranı düştüğünde, o bir kilogramı üretmek için harcanan elektrik ve işçilik yalnızca sevkiyat yapılabilecek miktara bölünerek yeniden hesaplanır. Bu yüzden sonraki adımda emek artışı olduğu anda, kilovat-saatin kendisi düşmüş olsa bile kilogram başına yükselir. Bireysel kalemlerde görünmeyen bu çelişkili durum, pay paydasını hasat miktarına eşitlediğinizde ilk kez görünür hale gelir.

Aydınlatmada da aynı mantıkla farklı bir fırsat gizlidir. Aydınlatmanın doyum noktası vardır: belirli bir ışık yoğunluğuna kadar artırdıkça verim yükselir; ancak bunun ötesinde daha fazla artırmak verimi artık yükseltmez, yalnızca elektrik harcar. Kapalı tipte marul ve fesleğen yetiştirildiğinde ışık yoğunluğunu belirli bir seviyeye çıkarınca verimin doyuma ulaştığı ve bunun ötesinde artırmanın bir şey kazandırmadığı rapor edilmektedir (bkz. 5). Birim elektrik başına verimin (güç verimliliği) en yüksek olduğu ışık yoğunluğu bitkiye göre değişir; zaman zaman verimin doyuma ulaştığı noktayla neredeyse çakışır, zaman zaman bunun biraz soluna, daha düşük ışık tarafına kayar. Her iki durumda da doyum noktasına kadar artırmak verimliliği yükseltmez ve verim de doyumda kalır (bkz. 5). İşte bu nokta, operasyon katmanındaki hamlenin devreye girdiği yerdir. Şu anki işletme gerçekten bu doyum bölgesindeyse, verimi hiç düşürmeden aydınlatma çıkışını azaltmaya yer var demektir — kısma, yalnızca “ekipman meselesi” değil, doyuma uğramış elektriği geri almak için operasyonel bir hamle de olabilir. Ancak kendi işletmenizin gerçekten doyum bölgesinde olup olmadığı, birdenbire kısarak doğrulanacak bir şey değildir. İzleyeceğiniz yön bellidir: verim henüz düşmemişken sevkiyat başına kilogram toplam maliyeti aşağı çekin ve verim bozulmaya başlamadan bir adım önce durun. Bir seferde bir kalem, verimin düşmediğini doğruladıktan sonra — bu prosedür tam olarak bu güvenli aralığın sınırını geri dönülebilirken keşfetmek içindir. Kilovat-saat düştü mü değil, kilogram başına düştü mü — bunu yargının ekseni yapın.

Burada gerçekçi bir tavan da ekleyelim. Kısma ve pik kaydırmadan geri alınan israfın payı bile tüm maliyete oranla çok küçük dilimde kalır. Kârlılığın gerçek büyüklüğünü belirleyen, ölçek, satış kanalı ve bitki seçimi gibi farklı ölçütler meselesidir; bu yazının dışında kalır. Mevcut zararın maliyet kısmayla çözülüp çözülemeyeceğini, yoksa daha üst akımdaki maliyet yapısının kendisinin sorun olup olmadığını bir kez ayrıştırarak düşünmek daha yerindedir. Operasyonel hamleler bu yapıyı değiştirmez; yapı içinde israfın çıkmasını önler ve karar payını biraz genişletir. Ayarlar geri alınabilir, ama bu arada düşürülen verim ya da bozulan kalite geri gelmez — “geri dönülebilirken” demek budur.

Son olarak bir sınır çizgisi çizelim. Buraya kadar anlatılanlar “operasyonla hareket ettirilebilecek alan” ile sınırlıydı — talep sözleşmesinin yapısı, iklimlendirme kontrolü, iş sıralaması, bekleme tüketimi ve verimi bozmadan yapılan kısma ve düzeltme. Bunlara bu ay sermaye yatırımı yapmadan dokunulabilir ve geri alınabilir. Öte yandan, aydınlatmayı değiştirerek verimi korurken tüketimi düşürmek veya mutlak işçilik miktarını azaltmak gibi geri tepmenin büyük olduğu kısımlar, operasyonun önünde duran değil, amortismana ve bakım giderine yansıyan sermaye yatırımı kararlarıdır. Bu alan, tek yıllık elektrik faturasıyla değil geri dönüş süresiyle birlikte, farklı bir ölçütle düşünülecek alandır. Dolayısıyla sonuç sade: işletme maliyeti, en ağır kalemden başlayarak tek tek kısılacak bir sorun değil — sevkiyat başına kilogram ortak paydasıyla birbirine bağlı bir sistem. Geri tepmeyenden başlayarak, geri dönülebilir bir aralıkta tek tek adım atmak — bu bakış açısını yeniden kurmaktan başlar.

Bu yeniden kuruluşu kendi maliyet tablonuzda bir kez düzgünce yapmak isteyenler için, kalem kalem kârlılık ve işletme planını yazabileceğiniz bir şablon hazırladım (buradan). Bugünün sayaç faturasını ve verim günlüğünü yanınıza alıp geri tepecek kalemleri geri tepmeyeceklerden ayırt etmekten başlarsanız kısma sırası görünür hale gelir.

Shohei Imamura

Shohei Imamura

Bitki fabrikası sektöründe 10 yılı aşkın süre, 10’dan fazla sahada bizzat çalıştım.

Yazar bilgileri

Bitki Fabrikanızın Kârlılığını Artıracak 172 İpucu

453 sayfa, 19 bölüm, 172 konu. Bitki fabrikalarında 10 yılı aşkın saha deneyiminden doğan pratik saha bilgisi derlemesi. Başka yerde bulamayacağınız, bitki fabrikalarına dair "saha düzeyi bilgiyi" bir araya getirir.

Ayrıntıları gör

Ücretsiz araçlar

参考文献

  1. Michael Martin, Till Weidner, Charlie Gullström (2022) Estimating the Potential of Building Integration and Regional Synergies to Improve the Environmental Performance of Urban Vertical Farming. Frontiers in Sustainable Food Systems. https://doi.org/10.3389/fsufs.2022.849304
  2. 椎名 武夫, 細川 大貴, 中村 宣貴, ロイ ポリトシュ, 折笠 貴寛, タンマウォン マナスィカン (2010) 植物工場生産野菜のライフサイクルインベントリー分析. 日本LCA学会研究発表会講演要旨集. https://doi.org/10.11539/ilcaj.2010.0.131.0
  3. 有波 裕貴, 赤林 伸一, 坂口 淳, 高野 康夫 (2014) 完全人工光型植物工場を対象とした省エネ型植物栽培設備の開発研究 その1 省エネ型栽培設備内の気流及び濃度分布の解析と植物栽培実験結果及び電力消費量の比較. 空気調和・衛生工学会大会 学術講演論文集. https://doi.org/10.18948/shasetaikai.2014.3.0_173
続きを表示 (2) ▾
  1. Hwa-Soo Lee, Sook-Youn Kwon, Jae-Hyun Lim (2014) Improvement of light uniformity by lighting arrangement for standardized crop production. Journal of Central South University. https://doi.org/10.1007/s11771-014-2430-5
  2. Giuseppina Pennisi, Alessandro Pistillo, Francesco Orsini, Antonio Cellini, Francesco Spinelli, Silvana Nicola, J.A. Fernández, Andrea Crepaldi, Giorgio Gianquinto, L.F.M. Marcelis (2020) Optimal light intensity for sustainable water and energy use in indoor cultivation of lettuce and basil under red and blue LEDs. Scientia Horticulturae. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2020.109508