摘要:相對于傳統(tǒng)燈具的植物照明或自然光照環(huán)境條件,LED植物照明具有光譜可調(diào)、高效節(jié)能、發(fā)熱量低、波長類型豐富等突出優(yōu)勢,能夠更好地匹配植物生長所需的光照強度、光質(zhì)、光效及光周期,可大幅縮短種植周期,實現(xiàn)單位面積的產(chǎn)量倍增。近幾年,在國家政策的影響下,植物工廠、家庭園藝等設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,使得LED植物照明行業(yè)需求不斷增加。從市場規(guī)模來看,2015-2022年,中國LED植物照明市場規(guī)模保持增長趨勢,估計2023年行業(yè)規(guī)模達到43.38億元。
一、定義及分類
LED植物照明是在LED照明的基礎(chǔ)上延伸出來的一種特殊照明,是指通過使用LED植物燈給植物提供光合作用,其本質(zhì)是通過光質(zhì)的調(diào)節(jié),達到促進植物生長,提高產(chǎn)量的目的。目前,LED植物照明可分為兩類,一類是全光譜植物生長照明,一類是紅藍(lán)光植物生長照明。全光譜植物生長照明是用LED技術(shù)模擬太陽能光照明,從而提高植物的光合作用;紅藍(lán)光植物生長照明是利用植物的生長習(xí)性,在植物光合作用特別需要的紅光和藍(lán)光方面進行著重補光,提高植物的光合作用。
二、行業(yè)政策
1、主管部門和監(jiān)管體制
LED植物照明行業(yè)主管部門包括國家發(fā)改委、工業(yè)和信息化部等。其中國家發(fā)改委主要負(fù)責(zé)擬訂并組織實施國民經(jīng)濟和社會發(fā)展戰(zhàn)略、中長期規(guī)劃和年度計劃;提出加快建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟體系、推動高質(zhì)量發(fā)展的總體目標(biāo)、重大任務(wù)以及相關(guān)政策;統(tǒng)籌提出國民經(jīng)濟和社會發(fā)展主要目標(biāo),監(jiān)測預(yù)測預(yù)警宏觀經(jīng)濟和社會發(fā)展態(tài)勢趨勢,提出宏觀調(diào)控政策建議等。工業(yè)和信息化部主要負(fù)責(zé)研究擬訂信息化發(fā)展戰(zhàn)略、方針政策和總體規(guī)劃;推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整和優(yōu)化升級;擬訂本行業(yè)的法律、法規(guī),發(fā)布行政規(guī)章,組織制訂行業(yè)的技術(shù)政策、技術(shù)體制和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),并對行業(yè)的發(fā)展方向進行宏觀調(diào)控。
中國照明電器協(xié)會是行業(yè)的自律性組織,其主要負(fù)責(zé)提出制定行業(yè)規(guī)劃、政策、立法等方面的建議,開展對國內(nèi)外同行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r的調(diào)查研究以及行業(yè)調(diào)查統(tǒng)計,同時收集和發(fā)布行業(yè)信息,并參與制定和修訂行業(yè)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)等。
2、行業(yè)相關(guān)政策
近年來,LED植物照明逐漸得到國家政府的高度重視,出臺了一系列政策和措施。如2023年6月,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等四部門發(fā)布《全國現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)規(guī)劃(2023—2030年)》,其中提出根據(jù)作物特點,發(fā)展多層立體等栽培模式,建設(shè)一批垂直農(nóng)場,促進空間高效利用,提升不同區(qū)域、不同品種植物工廠光效和能效。2023年12月發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2024年本)》中,提出鼓勵蔬菜、瓜果、花卉設(shè)施栽培(含無土栽培)先進技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用,優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效標(biāo)準(zhǔn)化栽培技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用,農(nóng)業(yè)生物技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)字化改造和智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)。這些政策的出臺將有利于為LED植物照明產(chǎn)品的應(yīng)用創(chuàng)造條件,同時也有利于推動行業(yè)技術(shù)不斷進步。
三、發(fā)展歷程
從LED植物照明行業(yè)的發(fā)展歷程來看,20世紀(jì)80年代開始,發(fā)達國家開始了LED光源作為植物生長光源的可行性研究,重點開展了LED光質(zhì)對植物組培苗、蔬菜和糧食作物的生長發(fā)育,甚至產(chǎn)量影響的相關(guān)研究。20世紀(jì)90年代中期,NASA開始篩選和發(fā)展LED光源用于植物栽培,發(fā)展出了許多專門用于航天飛機和國際太空站使用的光照系統(tǒng)。這些研究結(jié)果為LED光源在設(shè)施園藝各生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了植物光質(zhì)生物學(xué)基礎(chǔ)。2000年初,商業(yè)化LED植物照明燈具出現(xiàn)。2010年LED紅藍(lán)光植物照明裝置發(fā)展成主流并在植物工廠等生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用。2013年LED芯片以及封裝工藝越來越成熟,全光譜LED植物生長燈開始在市場上出現(xiàn)。2018年至今,工業(yè)大麻種植燈開始變得火熱,國內(nèi)眾多的照明企業(yè)紛紛入場。
四、行業(yè)壁壘
1、技術(shù)壁壘
LED植物照明是生物學(xué)、設(shè)施園藝學(xué)、蔬菜學(xué)、植物生理學(xué)、植物營養(yǎng)學(xué)、生物環(huán)境工程、LED照明、智能控制技術(shù)等多學(xué)科交叉和有機結(jié)合發(fā)展的產(chǎn)物。這意味著進入這個行業(yè)的企業(yè)需要具備強大的研發(fā)能力和專業(yè)技術(shù)知識。而目前行業(yè)內(nèi)優(yōu)質(zhì)企業(yè)已通過多年的研發(fā)經(jīng)驗,在行業(yè)內(nèi)取得顯著優(yōu)勢。因此,行業(yè)的潛在進入者如對技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗積累不足,在市場競爭中往往會處于劣勢地位。
2、資金壁壘
LED植物照明產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和市場推廣需要大量資金投入。在研發(fā)階段,企業(yè)需要購置先進的研發(fā)設(shè)備,并雇用具備相關(guān)專業(yè)知識和技能的研發(fā)人員。這些設(shè)備和人員的成本通常較高,且研發(fā)過程可能需要較長時間,進一步增加了資金壓力。在生產(chǎn)階段,企業(yè)需要采購高質(zhì)量的原材料,并建設(shè)符合生產(chǎn)要求的生產(chǎn)線。這涉及到設(shè)備購置、生產(chǎn)線布局、員工培訓(xùn)等多個方面,都需要大量的資金投入。在市場推廣階段,企業(yè)需要投入資金用于品牌建設(shè)、渠道拓展、廣告宣傳等方面??梢?,行業(yè)具有較高的資金壁壘,這對于新進入者和小型企業(yè)來說是一個不小的挑戰(zhàn)。
3、品牌壁壘
在LED植物照明行業(yè),品牌知名度和口碑對于企業(yè)的市場競爭力具有舉足輕重的作用。知名品牌通常能夠憑借其深厚的市場積淀和廣泛的用戶基礎(chǔ),輕松獲得消費者的信任和青睞,從而在激烈的市場競爭中脫穎而出。目前行業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)憑借多年的經(jīng)驗積累,已經(jīng)具有較強的品牌優(yōu)勢,而且,品牌的建立在短時間內(nèi)難以完成。因此,對于新進入者來說,行業(yè)具有較高的品牌壁壘。
五、產(chǎn)業(yè)鏈
1、行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈分析
從LED植物照明行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈來看,上游主要包括燈具材料、設(shè)備以及人力,燈具材料包括燈具結(jié)構(gòu)件以及電子元器件。電子元器件是LED植物照明的核心組件,是實現(xiàn)高效、穩(wěn)定光照的關(guān)鍵,包括線路板、電容、電阻等。下游是指LED植物照明的應(yīng)用領(lǐng)域,通常包括溫室大棚、垂直農(nóng)業(yè)、植物工廠、家庭園藝等領(lǐng)域。隨著這些領(lǐng)域的快速發(fā)展,將為LED植物照明提供廣闊的發(fā)展前景。
2、行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)分析
(1)佛山電器照明股份有限公司
佛山電器照明股份有限公司成立于1958年,一直專注于研發(fā)、生產(chǎn)和銷售高品質(zhì)的節(jié)能照明產(chǎn)品,為客戶提供全方位的照明解決方案。目前公司的主營業(yè)務(wù)主要包括通用照明、電工產(chǎn)品、汽車照明、LED封裝產(chǎn)品等的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。其中,通用照明業(yè)務(wù)主要產(chǎn)品包括LED光源、LED燈具、傳統(tǒng)照明及照明綜合解決方案。近年來,隨著技術(shù)的不斷升級及政策的推動,智能照明、健康照明、海洋照明、動植物照明等細(xì)分領(lǐng)域面臨新的發(fā)展機遇,公司積極抓住機遇,不斷拓寬新賽道,著力構(gòu)建競爭力強勁的照明產(chǎn)業(yè)集群。從企業(yè)經(jīng)營業(yè)績來看,2023年前三季度公司營收和利潤同比均實現(xiàn)了穩(wěn)中有進,進中提質(zhì)。據(jù)統(tǒng)計,前三季度營業(yè)收入同比上漲4.17%,達67.97億元;歸母凈利潤同比上漲6.12%,達2.39億元。
(2)佛山市國星光電股份有限公司
佛山市國星光電股份有限公司成立于1969年,是集研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)和銷售中高端半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)及其應(yīng)用產(chǎn)品于一體的國家高新技術(shù)企業(yè)。公司主要從事電子元器件研發(fā)、制造與銷售,主要產(chǎn)品分為LED外延片及芯片產(chǎn)品、LED 封裝及組件產(chǎn)品、集成電路封測產(chǎn)品及第三代化合物半導(dǎo)體封測產(chǎn)品等。2018年公司成立了非視覺光源事業(yè)部,致力于研發(fā)、生產(chǎn)、銷售紅外、紫外和動植物系列LED特種器件。其中,在植物照明領(lǐng)域,國星光電非視覺光源事業(yè)部已推出高光效植物光照LED系列產(chǎn)品。此外,公司還專門成立了植物光生物研究實驗室,目前能夠設(shè)計出多套LED植物照明方案,覆蓋了家居種植、大棚溫室種植、植物工廠、戶外綠化種植等多個領(lǐng)域。從企業(yè)經(jīng)營業(yè)績來看,2023年前三季度,公司實現(xiàn)營業(yè)收入26.52億元,同比增長0.05%;歸母凈利潤0.81億元,同比下降34.40%。
六、行業(yè)現(xiàn)狀
相對于傳統(tǒng)燈具的植物照明或自然光照環(huán)境條件,LED 植物照明具有光譜可調(diào)、高效節(jié)能、發(fā)熱量低、波長類型豐富等突出優(yōu)勢,能夠更好地匹配植物生長所需的光照強度、光質(zhì)、光效及光周期,可大幅縮短種植周期,實現(xiàn)單位面積的產(chǎn)量倍增。近幾年,在國家政策的影響下,植物工廠、家庭園藝等設(shè)施園藝產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,使得LED植物照明行業(yè)需求不斷增加。從市場規(guī)模來看,2015-2022年,中國LED植物照明市場規(guī)模保持增長趨勢,估計2023年行業(yè)規(guī)模達到43.38億元。
七、發(fā)展因素
1、機遇
(1)國家政策的大力支持
國家和地方政府對于LED植物照明的發(fā)展給予高度重視,制定并出臺了一系列法律法規(guī)和政策支持。如2023年6月,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的《農(nóng)業(yè)農(nóng)村部關(guān)于發(fā)展現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)的指導(dǎo)意見》,其中提出支持大中城市周邊因地制宜發(fā)展連棟溫室、植物工廠等先進生產(chǎn)設(shè)施,強化示范引領(lǐng),提升蔬菜等鮮活農(nóng)產(chǎn)品穩(wěn)產(chǎn)保供水平。由于連棟溫室、植物工廠是LED植物照明的主要應(yīng)用領(lǐng)域,該政策的發(fā)布將有利于推動LED植物照明產(chǎn)品的應(yīng)用,促進行業(yè)規(guī)模持續(xù)增長。
(2)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化為行業(yè)提供發(fā)展機遇
隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的推進和智能化技術(shù)的應(yīng)用,傳動農(nóng)業(yè)正在向智慧農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型。LED植物照明作為智慧農(nóng)業(yè)的重要組成部分,不僅可以結(jié)合其他技術(shù),實現(xiàn)作物生長環(huán)境的實時監(jiān)測和智能調(diào)控,還可以為植物提供定制化的光照環(huán)境,能夠顯著促進植物的生長和發(fā)育,從而提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。未來,隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的持續(xù)推進,LED植物照明產(chǎn)品的需求量將不斷增加。
(3)節(jié)能環(huán)保意識的提高
隨著全球氣候變暖和環(huán)境問題日益嚴(yán)重,節(jié)能環(huán)保已經(jīng)成為各國政府和公眾關(guān)注的焦點。在此背景下,LED植物照明作為一種高效、節(jié)能的照明方式,正逐漸受到廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)照明方式相比,它不僅能夠顯著減少能源消耗和碳排放,還不會產(chǎn)生熱量和紫外線等有害物質(zhì)。因此,隨著節(jié)能環(huán)保意識的提高,LED植物照明行業(yè)將得到更多的關(guān)注和支持,市場需求也將持續(xù)增長。
2、挑戰(zhàn)
(1)關(guān)鍵技術(shù)人才缺乏
LED植物照明是一個融合了LED技術(shù)、植物生理學(xué)、光譜學(xué)等多個學(xué)科知識的領(lǐng)域。這就要求從業(yè)人員不僅要有深厚的LED技術(shù)背景,還需要對植物生長的光照需求有深入的了解。然而,目前市場上這樣的人才相對較少,大多數(shù)從業(yè)者可能只擅長其中一個領(lǐng)域,而難以將兩者有效地結(jié)合起來。加之國內(nèi)LED植物照明處于起步階段,相關(guān)人才的培養(yǎng)和引進機制還不夠完善,導(dǎo)致人才供給不足。
(2)光穿透力不強
LED植物照明在光穿透能力方面存在一定的限制,尤其是在多層植物種植中。LED光源的波長和強度可能無法有效穿透到植物下層,導(dǎo)致植物的光照不足,影響其正常生長。這可能會限制LED植物照明在某些特殊種植環(huán)境中的應(yīng)用。例如,在垂直農(nóng)業(yè)、多層溫室等場景中,植物密集種植且需要高效利用空間。如果LED植物照明無法提供足夠的光穿透能力,那么這些種植系統(tǒng)的效果將大打折扣。
(3)成本問題嚴(yán)重
隨著科技的不斷進步,LED植物照明作為一種新型的照明方式,受到了廣泛的關(guān)注。然而,在實際應(yīng)用和推廣中,高成本成為制約LED植物照明行業(yè)進一步發(fā)展的重要因素。一方面,LED植物照明的一次性投入較高,另一方面,在后期運營中,電費將成為終端種植商支出占比中無法忽視的一環(huán),短期成本的增加與長期效益的釋放之間的矛盾成為擺在終端種植商面前最主要的顧慮。
八、競爭格局
國內(nèi)植物照明領(lǐng)域發(fā)展剛剛開始,植物工廠概念在近幾年才逐漸被人們接受,國內(nèi)一些大廠雖然均已開發(fā)植物照明產(chǎn)品,但由于大部分是“重LED,輕植物”的發(fā)展模式,缺少技術(shù)人才、投入成本高、核心專利缺失、產(chǎn)品出口難度大等因素制約,進度緩慢。目前,國內(nèi)相關(guān)企業(yè)主要包括佛山照明、三安光電、國星光電、華燦光電、乾照光電等。
九、發(fā)展趨勢
隨著技術(shù)的不斷進步,LED植物照明產(chǎn)品能夠根據(jù)不同植物種類和生長階段靈活調(diào)整光強度,為室內(nèi)種植者提供了更為高效、可定制化的照明解決方案。這種技術(shù)的創(chuàng)新將進一步提升LED植物照明在多層植物種植等復(fù)雜環(huán)境中的適用性,從而推動其在更大范圍內(nèi)的應(yīng)用。同時,隨著智能控制技術(shù)的提高、物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用,多種單色光譜加智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)時控、光控、根據(jù)植物的生長狀態(tài)適時調(diào)整的光質(zhì)光量輸出,勢必成為LED植物照明技術(shù)未來發(fā)展的主趨勢。此外,LED植物照明產(chǎn)品憑借功率小、光效高、發(fā)熱量低、占空間小的特點在家庭園藝補光中已得到廣泛應(yīng)用。未來隨著園藝消費意識覺醒,家庭園藝補光應(yīng)用前景廣闊。
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