植物工厂基础与概要

植物工厂的课题与问题,建造之前就基本已经决定了

密植栽培的皱叶生菜特写。象征着大多数课题由「种什么、卖给谁」这一上游设计决定

为什么这么多植物工厂,会像盖了同一个章一样,卡在同样的问题上?如果每家工厂遇到的麻烦各不相同,那不过是各自的不走运。但现实是,课题清单重叠得出奇。当巧合如此整齐,第一个应该怀疑的,不是现场本身,而是在那之前做出的设计选择。

电费和人工成本,大多属于症状那一侧

一排排皱叶生菜,越看越漂亮。我走访过不少人工光型植物工厂,绿意的渐变层次分明,技术本身确实让人由衷折服。但每当我心想「这批菜,到底卖到哪里去了」,话题往往就开始含糊起来。摆在超市货架上,紧挨着普通生菜,售价贵上那么一点点。听那些经营困难的工厂诉说——在我见过的人工光型现场里,最后几乎都会归结到电费和人工成本。但仔细想想,总觉得哪里不对劲。早在决定「种生菜」「批发给超市」的那一刻,是不是就已经有什么被决定了?那些走得艰难的工厂,是不是从一开始,所种之物与销售渠道的组合就过于紧绷?我越来越觉得,很可能如此。

电费和人工成本,确实让人痛苦。但它们大多是症状那一侧。就像看到发烧就去找退烧药——成本沉重的根源,早在更上游就已经决定了。在哪里决定的?就在你拍板「种什么、卖到哪里」的那一刻。从那一刻起,那家工厂能够承受的成本上限,已悄悄被锁定。与露地土耕相比,植物工厂的结构决定了它必须在最初就背负「固定成本大包袱」——以厂房、设备、电力的形式压上来。因此,如果没有选好一种「即便承担这份沉重成本仍能留下利润」的销售方式,无论现场再怎么努力,都会有一道削不掉的成本底线横亘在那里。

在这里,我先把本文的整体框架放出来。上游的「种什么、卖到哪里」,决定了这家工厂一年所能触达的利润天花板——换句话说,就是成本的底线。而日常运营(用电方式、人员调配、良品率),则决定实际业绩能在多大程度上接近那个既定天花板——也就是到达率。上游决定天花板,现场的人决定到达天花板的比率。两者都牵动着收益。因此,按顺序来说:建造前要在上游把天花板本身拉高,建造后要靠运营吃干榨尽。带着这个视角,后面的内容才会更容易理解。

常见的情况是,上游的选择方向完全走反了。采用成本最高的种植方式,却把产品送上价格最透明、最容易被拿来比价的货架。生菜正是如此——旁边摆着普通生菜的货架,在买家眼里就是「同一样东西贵一点的那个」。把产品摆到那里,就等于主动宣告「我要打价格战」。但要打价格战,固定成本高的一方根本赢不了。也就是说,走得艰难的工厂,有相当一部分并不是在现场失败的,而是在最初的组合上,就自己选了一个以价格来比较的难赢擂台。在我见过的人工光型范围内,这样的案例不在少数。最终落到电费话题上,是在那个擂台上拼命奔跑的结果,并非问题的全部。反过来说,这里也恰恰是最有希望的地方。更换设备固然费力,但「卖给谁、如何让对方感受到价值」,往往还有重新考量的余地。

文献指向同一个方向。以商业化规模运转的植物工厂,产品几乎全部集中于叶菜、香草与浆果类,而这些作物在全球卡路里供给中只占几个百分点的份额。一旦涉及大米、小麦等主食谷物,以现有技术和成本结构根本无法实现盈亏平衡。综述2与评论文章1都指向同一结论。因此,「种什么」这个问题,在谈口感或工艺之前,就已经先决定了你所在的赛道,到底有没有盈利的可能。

「打价格战,固定成本高的一方赢不了」——这一点在某篇论文中也有直白的指摘:植物工厂背负着高额初始投资和高能源成本,却要在利润微薄的食品流通中厮杀。能否在经济上存活下来,才是普及最大的壁垒(3)。技术上或许有提升效率的空间,但这并不直接转化为消费者愿意支付的价格,也不直接转化为利润。

为什么这么多工厂聚集在同一个擂台

那么,从一开始就选择不被比价的销售渠道不就行了——你可能会这么想。其实,那些经营不善的工厂,大概也都明白这个道理。可不知为何,很多人还是走向了种生菜、批发给超市那条路。即便隐约感到那是个难赢的擂台,还是选了它,自有其理由。

袋装生菜整齐排列在纸箱中。象征着人们向将生菜批发给大型零售商这一拥挤擂台聚集

原因之一,是起步门槛低。生菜卖给超市,种法和销售渠道都已经「存在」于那里,看得见,摸得着,因此开始时的不安感很小。而「不被比价的销售渠道」,起初连轮廓都看不到,贸然踏入,就像把脚伸进浓雾里,内心没有底气。于是,选择时的判断标准,从「能赢吗」转向了「能开始吗」。按起步难度来选,所有人都被吸引到同一个入口。

而且,「生菜批发给大型零售商」这条路,本身也有相当合理的逻辑支撑。在叶菜中,生菜的栽培技术最为成熟,启动期的失败率低。与大型零售商合作,订单量集中,能支撑启动期的资金周转。补贴政策的设计,也往往倾向扶持这类易种易卖的模式。所以,与其说这是「因为没做功课」,不如说是理性选择的结果——大家汇聚到同一个入口。同一个入口,直通同一个擂台。于是,最拥挤、价格厮杀最激烈的地方,自然而然地积聚了最多的人。

麻烦在于,这个选择并不带着「失败」的面孔。种出来有形有样,货架上也摆得起来,表面上看,一切都在向前推进。真正的压力显露出来,是在固定成本发威之后的很久。所以连创业者本人,也很难察觉到底在哪个环节选错了擂台。起步越容易的路,有时越通向难赢的地方。如果是这样,真正被考验的,不是「你是否知道」,而是「你是否有决心,从一开始就花时间去找那条看不见的销路」。这个如何找到并设计出那条看不见的销路,本身就是一个值得单独展开的大课题,这里就不深入了。

「人们聚集在价格厮杀的地方」,这一点从消费者调查那一侧也得到了印证。调查植物工厂出产的蔬菜时,消费者购买与否,价格起着决定性作用。而且,表示担忧「是不是人工的」「安不安全」的人占了相当大的比例,某项调查中超过六成的受访者都提出了某种不安(台湾调查,390名受访者,4)。也就是说,直接摆上普通货架,买家就容易把它定性为「贵一点、还有点让人不安的生菜」,置于价格比较的擂台。但同一项调查也显示,当「谁种的」变得清晰可见——比如大学或企业联名品牌——人们表示愿意为此多付一点钱。这与「销售渠道的选择决定擂台」的说法,不正好吻合吗?

将课题分为决定天花板的层面与追求到达率的层面

我一直在说,「种什么」制约着销售渠道。这不仅仅作用于销售渠道,同样作用于所需的规模。选定作物,不只是选「种什么」,而是同时选定了这种作物能够成立的「最小体量」。叶菜这类作物,周转周期短、可多层叠架;而需要较长时间才能结果、植株高大无法多层叠架、单位面积产量又低的作物,两者要达到同等销售额所需的建筑面积,从一开始就是两个完全不同的世界。因此,选定作物的那一刻,所需厂房的大小和所承担固定成本的重量,也悄悄地一并带来了。

一颗草莓。仅因作物不同,盈亏平衡所需的栽培面积就会跳升几个数量级

这里需要注意的是,规模事后无法顺滑地追加。厂房和设备是以一定单位整体导入的,很难做到「稍微不够,就稍微扩大一点」这样的微调。这也是我亲历人工光型工厂启动过程的切实感受。因此,作物的选择,与制约销售渠道一样,也通过规模决定了成本的底线。两者其实根出同源。

「作物连所需规模都一并决定」这一特性,在模型估算中体现得相当极端。某植物工厂设施群的估算显示,生菜在商业上实现盈亏平衡的最小栽培面积,大约是数十平方米量级;而以相同设施条件(人工光型密闭式估算)种植草莓,盈亏平衡所需的面积则据估算跃升至数万乃至十万平方米以上。仅仅因为作物不同,所需面积的数量级就完全变了。而且,所需规模并非只由作物决定。即便是同一作物,预设的售价不同,盈亏平衡所需的面积也会大相径庭(5)。「种什么、预设以什么价格出售」,悄悄决定着所需规模。

在此基础上,将课题按决定它的层面来区分,大致分三层来看会更清晰。这并非「主要原因就这三个」的穷举,而是一个便于区分「事后可以改动的层」和「不可改动的层」的整理框架。

最底层是厂房与作物的组合。这一层决定了那家工厂一年所能触达的利润天花板——总量本身。它是最坚硬的一层,一旦建造完成,无论现场多么努力都无法改变。那些非得倒回到设计阶段才能解决的问题,通常就出在这一层。

其上是「销售渠道与销售方式」这一层。这一层决定了你能以多大力度向既定天花板发起冲锋。看似固化,实则仍有可为。即便是同一作物,卖给谁、以何种价值呈现,往往还有重新斟酌的余地。前面提到的「寻找不被比价的销售渠道」,就是在撬动这一层。

最顶层是「日常运营」这一层。用电方式、人员调配、良品率等都属于这里。作为困扰浮现到台面上的,正是这一层,但它的使命是:将实际业绩尽可能贴近下方两层所决定的天花板——也就是追求到达率。因此,若要划一条线:「厂房与作物」是决定总量、不可移动的前提层;「销售渠道与销售方式」是向天花板发起冲锋的层;「日常运营」是追求到达既定天花板的到达率的层。按顺序来说:建造前要在下两层把天花板本身拉高,建造后要靠运营吃干榨尽。把这个顺序搞错,在天花板还很低的时候只想靠运营来弥补,能削减的空间很快就会到顶。

现场的到达率,由人决定

关于「日常运营」这一层,再深入说一点。即便是将同样的作物送上同样的货架,盈利与亏损的工厂依然并存。最新实态调查也显示,按财务状况分类时,亏损越深的运营方,人工成本、电费、折旧费的成本占比越高(令和7年度实态调查,7)。面对同样的天花板,各家工厂的到达率各不相同。而实际上左右这个到达率的,是现场的人。

身穿卫生工作服的工人正在进行定植作业。象征着现场的人决定到达既定天花板的比率

为何良品率会因人而异?植物工厂的管理,要求一个人同时具备跨越植物生理、设备、卫生、生产管理、成本管控的综合能力。要能读懂各生长阶段的光照、温度、湿度、CO2、营养液的变化,能应对空调系统和供液系统的故障,能从传感器数据中提炼改善方向,能做好卫生管理,还要有成本意识。这样的综合型人才,本来就难招,培养也需要时间。既系统学过植物生理又懂工程的人寥寥无几,实际上更多的是招募无经验者在现场摸爬滚打地培养。因此,每家工厂现场那种「综合整合力」的厚度各不相同,并最终体现为良品率和稼动率的差异。

而且,这并非植物工厂独有的问题。制造业整体都面临人手不足。2017年经济产业省的调查显示,制造业中94%以上的企业表示人手不足(8)。厚生劳动省2023年的调查也显示,制造业的有效求人倍率约为1.74倍,远高于全行业平均的1.27倍(9)。植物工厂同样不例外,在此之上还叠加了「需要跨领域技能」这一特有难题。

大规模工厂还有一个结构性因素。规模越大,所需资金越多,因此很多都以大企业旗下部门或关联公司的形式起步,现场运营管理者中也常有从总部或母公司派来的出向人员。出向本是按固定年限轮换的企业机制,如果好不容易在现场积累的知识,在交接时没能顺利传递下去,就容易在换人时一次次归零。这不是谁努力不够的问题,而是定期轮换人员的机制,与需要长时间积累才能熟练的现场之间的适配问题。我在 Farmship 参与过人工光型工厂的运营支持,无论是不是出向人员,「如何将积累的知识留存于现场」,在每家工厂都是同样关键的课题。

因此,「打磨运营没有意义」这个说法完全是错的。恰恰相反——到达既定天花板的比率,实实在在地由现场的人和运营的巧思来推动。问题接二连三地冒出来,一压电费,良品率就下降;一减人手,别处就跟不上——这种打地鼠的感觉确实存在。但这并不意味着「总量已定,做什么都没用」。单在症状层面应对,看起来像是拆东墙补西墙,这是事实;但一旦以上游决定的天花板为前提,把运营整顿好,到达率就能真正提升。感到「敲掉一个又冒出一个」的时候,通常是在没有考虑上游制约的情况下,只想靠运营来挽回局面。所以,动手之前,先去看看「这个症状是上游的哪个选择引发的」。在此基础上再打磨运营。这是顺序问题。

如果良品率怎么也提不上来,就把「选了那种作物和那个规模的必然结果」与「靠现场到达率可以弥补的部分」分开来看。如果电费怎么削都还是沉重,就把「选了被比价货架的必然结果」与「靠运营可以压缩的部分」分开来看。试图靠运营去挽回根因在下层的问题,只会消耗自己;但把明明在运营层有余地的事情也归咎于「上游的问题」而停手,同样是浪费。先看清楚地鼠的窝到底在哪儿,再伸手。这样反而更快。运营层能做什么、怎么深挖,本身就有一整本书的学问。我们整理为提升植物工厂收益性的172个实用技巧,正是这些提升到达率的具体措施的集合。

从整个行业的宏观视角来看,这一判断也站得住脚。日本大规模设施园艺与植物工厂的最新实态调查(令和7年度)显示,整体超过六成的运营方实现盈利或收支平衡。但分类型来看差异悬殊:太阳光型和并用型均有七成以上实现非亏损(太阳光型仅盈利一项就超过半数),而人工光型至今仍有约半数处于亏损(7)。即便技术和资金都已到位,人工光型依然停留在这个水准。类型不同,天花板高度不同;同一类型内部,又因到达率不同而分化出盈亏——这一格局就这样直接呈现出来。此外,一项汇聚三十年研究数据、考察植物工厂能源消耗的元分析指出,能源效率在行业平均值上并未随年份推移而显著改善,所谓的学习曲线并不存在(6)。但这篇论文本身也列举了确实有效的做法——比如通过根域冷却大幅降低能耗的案例。不是说结构上做不到,只是尚未普及。换言之,这是一个「有效措施存在但尚未推广——即普及壁垒」的问题,与宏观数据也相互吻合。顺便一提,如何解读行业亏损率这个话题本身,也是一个容易产生误解的主题。

规模放大盈利,但救不了亏损

迄今为止,我一直在探讨「回溯上游」这一视角。但这并不是说改善运营层毫无意义,而是一个顺序问题——上游决定天花板,运营决定到达率。在此基础上,「已经建好」的人与「即将入场」的人,能做的事情是不同的。尤其是对即将入场的人来说,最上游的「厂房与作物」一旦决定,现场就无法回头。既然如此,就不能凭直觉拍板,建造之前有些事情必须提前确认。

这时经常出现的期待是「做大了单价就能降下来,就能实现盈利」。规模大、事后难以更改,这样的判断往往容易被想得太简单。「做大了单价就能降」,这话有一半是对的。但究竟是哪个单价降了,还是有必要分开来看。

扩大规模后真正起效的,通常是「建造厂房和设备时的单价」。一次性建好之后,承载其上的产量越多,每株植物所分摊的设备成本就越薄。这一点,确实是规模越大越有利的地方。而每日持续发生的成本,受规模的影响则远不如建设费那么明显。电费和人工成本,产量增加多少,成本就跟着涨多少。当然,运营并非完全没有规模效益,比如培养能一人看管大面积的多能工、或者争取到更有利的合同电力——这些空间确实存在。但成本不会像建设费单价那样薄下来。把两者混为一谈,认为「做大了什么都便宜」,预期就会变得过于乐观。

那么,会发生什么?如果上游的销售渠道与作物组合依然薄弱,这份薄弱也会随着规模等比例放大。在每株微亏的擂台上,只是单纯增加株数,亏损总量也会同步膨胀。规模,是在那个擂台本就能盈利的前提下才能发挥作用的事情,它不是能把亏损翻转为盈利的魔法。它是放大好擂台的装置,而不是拯救烂擂台的装置。就是这样。

这与实际调查数据也相吻合。最新实态调查(令和7年度)按栽培面积对人工光型进行分类,1000平方米以上盈利或收支平衡的比例为50%,反而低于1000平方米以下的65%(7)。规模越大不等于越接近盈利。实测数据印证了「单纯扩大规模,亏损不会转为盈利」这一判断。

「降低的是建设时的单价」这一区分,与使用设施数据进行的估算也相吻合。植物工厂的建设成本具有明显的规模经济效应,某估算显示,规模扩大百倍,单位建设成本可降低五成以上(约五成五左右)(5)。但同一研究也指出:这种规模效应严格来说只是「建造时的成本」,光热费等日常运营成本是否同样具备规模经济效应,目前尚无确认。因此,并非「做大了什么都便宜」——变薄的是初始投资那一侧,日常成本是否具备同等规模经济效应,尚无确认。这一判断有明确的出处。

因此,正在考量入场的人,首先应该确认的是规模话题之前的那个问题。在扩张之前,那个作物与销售渠道的组合,在小规模下真的能实现盈利吗?如果小规模时就有盈利的手感,规模化会把它进一步放大。但把一个小规模跑不通的东西做大来试图让它跑通,通常是把顺序搞反了。先确认小规模下能否实现盈利,再谈规模的问题。这是不在最难回头的判断上犯错的正确顺序。植物工厂的课题,不是一张待消灭的症状清单——上游决定天花板,现场的人决定到达天花板的比率;建造前在上游精打细算,建造后靠运营做到极致。可以把它重新读作一条关于顺序的线索。

提升植物工厂盈利能力的172条实用技巧

336页、19章、172个主题。这是一套基于10年以上的现场经验整理而成的实战经验集,汇总了其他地方很难获得的植物工厂“现场级知识”。

了解更多

免费工具

参考文献

  1. Hanna L. Tuomisto(2019) Vertical Farming and Cultured Meat: Immature Technologies for Urgent Problems. One Earth. https://doi.org/10.1016/j.oneear.2019.10.024
  2. Nicholas Cowan, Laura Ferrier, Bryan M. Spears, Julia Drewer, David Reay, Ute Skiba(2022) CEA Systems: the Means to Achieve Future Food Security and Environmental Sustainability?. Frontiers in Sustainable Food Systems. https://doi.org/10.3389/fsufs.2022.891256
  3. Jeremy Harbinson, Craig R. Taylor(2025) Food for thought. EMBO Reports. https://doi.org/10.1038/s44319-025-00518-1
続きを表示 (6) ▾
  1. Li-Chun Huang(2019) Consumer Attitude, Concerns, and Brand Acceptance for the Vegetables Cultivated with Sustainable Plant Factory Production Systems. Sustainability. https://doi.org/10.3390/su11184862
  2. Yunfei Zhuang, Na Lü, Shigeharu Shimamura, Atsushi Maruyama, Masao Kikuchi, Michiko Takagaki(2022) Economies of scale in constructing plant factories with artificial lighting and the economic viability of crop production. Frontiers in Plant Science. https://doi.org/10.3389/fpls.2022.992194
  3. Evan Mills(2025) The emergence of indoor agriculture as a driver of global energy demand. npj Sustainable Agriculture. https://doi.org/10.1038/s44264-025-00091-z
  4. 一般社団法人日本施設園芸協会(農林水産省委託事業)(2026) 大規模施設園芸・植物工場 実態調査・事例調査(令和7年度=2025年度データ). 大規模施設園芸・植物工場 実態調査
  5. 経済産業省(METI)(2017) 製造業を取り巻く現状と課題(人手不足に関する企業調査). 経済産業省
  6. 厚生労働省(MHLW)(2023) 一般職業紹介状況(職業別有効求人倍率). 厚生労働省