農作物與非自然光照相結合，全球糧食危機新解法

2022年08月31日15:31 作者:銀科研究院

　　作者：胡昱琳（銀科金融研究院資深行業研究員）

　　王秋涵（實習生）

　　核心觀點

　　今夏以來，在全球人口持續增長、人均耕地面積不斷下降的大背景下，受北半球異常高溫、國際局勢動蕩等因素影響，糧食危機、農作物減產引起全球各國高度關注，也帶來了相關產業的投資機會。

　　與傳統農業高度依賴自然氣候條件不同，現代農業在借助科技手段提升農作物種植面積和產量方面已累積了相當豐富的經驗，其中植物照明就是這一經驗累加的產物之一。植物照明根植于現代植物工廠中，主要通過LED等照明設備對農作物所需的光照、溫度等條件進行智能化控制，并結合植物工廠中的濕度、CO2濃度、營養液等條件，共同促進農作物的增產提質。

　　從產業結構來看，LED是植物照明中最關鍵的部分，當中尤以LED芯片、驅動電源、設備等環節引起市場高度關注。

　　投資層面，自2022/04/26年內低點以來，“植物照明指數”累計漲幅達43.20%，跑贏同期滬深300指數35.13個百分點。此外，本文對相關上市企業及基金亦有介紹。

　　事件驅動

　　北半球“熱浪”席卷，農作物供應遭極端“烤”驗

　　今夏，受拉尼娜現象及大氣環流異常影響，北半球呈現持續高溫和低降水量氣象狀態，其中歐洲南部、美國西部、中東以及南亞等地正在遭遇百年以來最嚴重的干旱天氣，并由此帶來全球農作物供應短缺問題。

　　根據NCEP統計數據，在有數據記錄的近113年中，北美、歐洲、亞洲7月以來均溫均處于95%分位點及以上水平。中國作為全球最大的農作物生產國之一，也正遭遇極端氣候條件變化帶來的嚴峻考驗。

　　而近年來的人口增長、人均耕地面積下降、國際局勢、疫情蔓延等問題更是加劇了農作物短缺現象。在上半年聯合國糧農組織發布的《2022年全球糧食危機報告》中顯示，2021年全球有超50個國家和地區、近2億人口經歷了糧食危機，相比2020年上升25%，創二戰結束以來新高。

　　此外，據統計，當前全球約有6.9億人口處于饑餓狀態，如不加以干預，預計到2030年全世界將面臨每8個人中有一個人吃不飽飯的可怕境地，屆時食物不足人群數量將上升至8.4億人，主要分布于非洲、亞洲和南美洲等地。

　　為有效解決全球糧食短缺問題，近年來現代農業技術手段迅猛發展，垂直農業、植物工廠等新型種植理念在大幅提升單位面積產量、空間縱向延展和縮短培育周期等方面發揮了重要作用，當中最具代表性的當屬植物照明的應用。

　　現代農業

　　人造光源取代自然光照

　　植物照明大幅提升農作物產出

　　植物工廠可以簡單理解為一個大型的智能化植物培養箱，當中利用培養床和營養液取代了傳統植物種植中的土壤，并通過控制箱體內光照、溫度、濕度、CO2濃度、液位等條件，植物生長周期約為自然條件下的1/3，可廣泛用于農作物、花卉等植物栽培。此外，植物工廠還可實現十層以上疊加，相同面積產能可以達到自然條件下的40~100倍。

　　結構上，植物工廠主要智能化構成部件包括實時監控系統、溫度控制系統、傳感器（包括溫度、濕度、液位、CO2傳感器等）、植物照明系統等，成本占比分別為21%、19%、17%和10%，合計接近七成。

　　其中，在農作物種植領域，與傳統農業主要依賴于太陽光、其產量易受自然環境影響不同，植物照明是指采用非自然光源和智能化控制系統，依照農作物對光線、溫度等條件的需求，利用不同波長的單色光結合在一起，對光照強度、頻率、時間跨度等參數進行主動調節和優化，人工創造出適宜植物生長的環境，以實現增產、優質、抗病、無公害等目的，增強農作物的產出能力。

　　常用植物照明光源類型包括熒光燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈和LED燈，其中LED燈因發熱量小、光譜全且可調、光電轉換效率高、光合效率高、壽命長、環保節能等優勢，近年來滲透率不斷提升，當前海外LED植物照明滲透率在60%左右，預計到2027年可增長至90%；而中國因起步較晚、個體戶種植為主、成本較高等，當前LED植物照明滲透率僅為20%~30%，對標海外未來仍有較大成長空間。

　　市場規模方面，2022年全球植物照明系統市場規模約為86億美元，其中LED植物照明市場規模達45億美元，占比52%左右；預計到2027年全球植物照明系統市場規模約為170億美元，其中LED植物照明市場規?？稍鲩L至128億美元，年均復合增速在20%以上。

　　產業鏈

　　植物照明以LED燈具為核心部件

　　成本合計占比超70%

　　植物照明系統的核心部件為LED燈具，以LED產業鏈為基礎，具體包括LED光源、驅動電源、LED芯片等，成本合計占比在70%~80%之間。其中，核心技術環節仍在于上游LED芯片領域，成本占比為14%左右。

　　中國LED產業正式興起于2000年之后，下游應用領域十分廣泛，例如顯示屏、照明、景觀工程、汽車大燈等常見生活場景，并于2009~2017年隨著國內消費電子產業的蓬勃發展，有過一段快速成長期，中國也一度被譽為全球LED照明產品的世界工廠；而后因智能手機等移動端設備銷量增速的不斷下滑，以及中低端LED產能過剩、價格戰等原因，行業曾一度陷入低迷，截至2020年國內LED產品仍主要應用于通用照明、顯示屏、景觀工程等領域，合計占比超七成。

　　近兩年，隨著國內智能駕駛、智慧城市、車路協同等產業的快速崛起，LED迎來二次成長曲線，其中植物照明、智能車燈、智慧燈桿等成為其新興應用領域，并有望帶動LED相關企業實現困境反轉。預計到2025年國內LED芯片市場規模將接近280億元，年均復合增速在4.5%左右。

　　投資分析

　　市場關注度主要集中在

　　LED芯片、驅動電源和設備環節

　　以2022/04/26為基期，至2022/08/29，植物照明指數（861397.EI）累計漲幅達43.20%，跑贏同期滬深300指數35.13個百分點。此外，植物照明相關指數也有較好表現，智慧燈桿指數（861432.EI）、碳化硅指數（861369.EI）、藍寶石指數（861145.EI）區間累計漲幅分別為61.93%、51.71%和47.27%，分別跑贏同期滬深300指數53.86、43.64和39.20個百分點，主要涉及下游應用和上游原材料領域。