2013年底到2014年初已出現非常極端的氣候，各國的天氣明顯異常，美國東岸的連續暴風雪侵襲造成大雪災，此時美國加州卻出現平均30度以上的高溫，並造成旱災，英國更出現百年來的暴雨，俄羅斯的暖東以及日本的大雪，氣候變遷之快速已經明顯影響到人類的生活環境；抑或是大地無情的巨變，造成地震、海嘯，對人類的生命產生難以抗拒的威脅，此時自然環境的異常將會直接對糧食作物的生產造成巨大的影響。
隨著科技的進步，農業技術發達，當農業與科技結合造就出現今的「植物工廠」，其定義是指環境可以控制且可依照計劃控制光量、養份、溫度和濕度，以達到「全年無休」穩定量產的結果。植物工廠所植栽的作物，是具有「2低3無」的特色，低生菌數、低硝酸鹽、無農藥、無重金屬、無蟲卵，對於講求無毒、健康、養生的飲食趨勢中，此類型食材勢不可檔。近年來，台灣愈來愈多科技大廠投入資金建置植物工廠，搶食這一波的健康養生的「綠金」。
台灣儘管有良好的技術及發展空間，但沒有政府支持與補助的情況下，其建置與營運成本仍居高不下，導致食材售價無法與傳統農耕食材比較，為植物工廠的發展最大挑戰。依據日本STANLEY 電氣株式會社新創事業開發部的評估，一座完全人工光源植物工廠，其販賣物流成本約佔20％、資材物料成本佔8％、人力成本佔23％、設施攤提成本22％，而電力為主的能源支出也高達27％，其植物工廠經營成本亦是難以突破的困境，然而透過日本政府推動提供高額的補助於設備與資材，讓企業能專注於發展商業模式及推廣。
儘管日本植物工廠的發展較早，但從2011年311大地震之後，植物工廠逐漸受到日本民眾的重視，營運逐漸達到商業化生產水準，且逐年投入相當多的資源在植物工廠的發展，日本植物工廠整體發展已具備國際水準。因此本文將檢視日本植物工廠當前企業的發展，提供欲投入植物工廠台灣業者作為參考。
日本植物工廠經營實例
儘管日本的植物工廠發展較早，但事實上仍有60％植物工廠虧本經營，只有10%具有營業利潤，主要原因是沒有合適的銷售市場與通路管道。歸納日本成功的植物工廠有兩大特點：一、經營時間較久的業者。至少10年以上經驗的業者，其相關設備投資成本已回收，才能達到損益平衡。二、投入植物工廠營運前，已有明確目標顧客與廣大的銷售通路，如餐廳、超市、連鎖門市等。東亞地區植物工廠可分為研究型、示範與教育型、店鋪型、量產型、貨櫃型、家電型以及家俱型，其中店鋪、量產、家電、家俱型較為常見，也是當前植物工廠商業營運主要的型態。
- 日本未來公司－實體店鋪型植物工廠
日本未來（Mirai）公司，運用密閉型完全人工光源型水耕植物工廠，目前營運以店鋪零售門市店鋪型植物工廠(GreenFlavor)為主，在店內擺設實體展示櫥窗可直接販賣展櫃內的蔬菜，僅以20坪單位面積，搭配7層的立體化水耕栽培，種類高達40種類蔬菜及香草，生產量每天可達300珠萵苣等蔬菜與600珠香草類蔬菜。
除了經營門市外，未來公司與知名的披薩餐廳合作，做為沙拉的食材。受到311的強震的影響，未來公司把經營範圍擴充到校園，宣導無毒、健康的蔬菜，在幼稚園設置植物工廠，做為幼稚園的蔬菜食材供應。GreenFlavor設立主要以市中心或市郊區，直至2012年已開設10家門市，未來的展望更朝著建造兼具量產及研發功能的研究量產型植物工廠(GreenRoom)，以達到植物工廠生產從研發到銷售一應俱全。
日本未來公司除了具備相當的營運範圍獲取相當的利潤，其經營植物工廠的關鍵成功因素為設備到銷售之產業鏈策略聯盟，包含學術單位、環境管理、農業生技、燈源設備、物流運輸、種苗培育等機構或廠商，讓植物工廠經營產量、品質達到最佳化。
- 日本野菜工房－量產型植物工廠
日本野菜工房，將閒置的廠房進行改造建置與營運植物工廠，廠房面積為430平方公尺，以3層之立體化承架栽培，每層可植7列，每日可產達1,000珠之萵苣，由於運用密閉型完全人工光源型植物工廠，強調3A描述產品品質，「免洗」、「美味」、「安心」做為標榜，並強調低生菌數、低硝酸鹽與無農藥。
透過農產品電子商務平台網站進行銷售，再交由宅急便進行配送。由於近年來市場需求增加，於2013年1月開始營運第二間植物工廠，每日產量可達3,600珠，營運範圍主要以日本北陸及關西地區為中心，配送至全國；而第一間植物工廠定位為研發型植物工廠，以設備試驗與技術開發為主。其下一階段的目標是建置一個植物工廠產能每日達6,000珠。
日本野菜工房周藤一之社長以多年的經營經驗，歸納建造密閉型植物工廠，應有以下幾點原則：
- 投資策略的精準：可利用停工閒置的廠房，以降低廠房設置成本；廠房地點未必須在市場附近，但應善加利用宅急便快速送達店面或顧客以提升競爭力。
- 重視蔬菜的生長：其實不需要引進不必要的技術來觀察蔬菜生長狀況，只需要適時的給予蔬菜養分。
- 生產健康的蔬菜：應維持蔬菜根系發展的健壯，自然會出現茂盛的菜葉；另外生菌數的管控也非常重要，這樣才能生產出低生菌、健康、安全的蔬菜。
- 店產店銷新趨勢－家俱、家電型植物工廠
因應日本智慧城市的發展，近年來日本家電大廠計畫開發一系列的家用型植物工廠裝置，產品強調低成本、省電、雲端控制，此裝置能放置在生活各處，如辦公室、旅館、客廳、教室、車站、餐廳、百貨公司等，讓室內各處皆可種植新鮮蔬菜，人人吃的都是新鮮蔬菜。
未來發展將朝向結合雲端網路，隨時掌握植物工廠生長資訊及來源，該公司也計畫打造一台「生鮮蔬菜」自動販賣機（微型植物工廠應用），讓生活中隨時充滿著安全、健康食材，家俱、家電型將是植物工廠的未來生活應用趨勢。
餐廳搭配植物工廠「店產店銷」新趨勢
知名的連鎖餐廳「大戶屋」採用「店產店銷」的模式，在其店內設置植物工廠生產蔬菜做為食材，因應需求亦設有量產型植物工廠，每日約可生產30公斤蔬菜，但整體來說完全自給自足產量仍不足，不過，植物工廠所帶來最大的優點可以穩定蔬菜供應量且全年單一成本價，不會有受制於供應商與市場價格的波動。
另外日本SUBWAY公司於2010年開設「蔬菜實驗室」概念店，設置植物工廠以「店產店銷」強調新鮮現採，讓消費者可掌握蔬菜從產地到餐桌的新鮮過程中，無農藥、無污染為賣點，且其展示櫥窗亦可成為店內的擺設造景，具有觀賞用途。
台灣植物工廠經營現況
近年來台灣食品安全層出不窮，從毒澱粉、塑化劑、黑心食用油等食品安全議題，逐漸受到國人的關注，吃的問題已經深植消費者對食品的選擇。台灣對食品安全的意識逐漸提升，使得台灣科技廠看準這波的商機，紛紛引進及設立「植物工廠」，並參考日本的行銷策略，強調「免洗」、「美味」、「安心」做為標榜，以低生菌數、低硝酸鹽與無農藥為口號，讓消費者接受植物工廠所種植的蔬菜。台灣當前植物工廠經營模式僅能量產，以批發及零售配送至賣場與餐廳居多，部分廠商以會員制的方式，每月固定供應給會員。
然而植物工廠其設備建置、維護及能源投入成本比一般土耕高出許多，一間植物工廠建置其成本約3千多萬，以百坪大的植物工廠每月的電費就需要高達約12萬，因此其販賣之蔬菜價格更是比一般蔬菜貴出5倍至10倍，然而令人驚訝的是，市場上仍出現供不應求的現象，但受限於產量與成本，在植物工廠所生產的蔬菜仍無法完全普及，因此有電子零組件經營植物工廠的業者就感嘆：「其實賣設備比賣蔬菜好賺」。
從業者的植物工廠營收利潤得知，蔬菜僅佔3成，另外7成都是設備的利潤，畢竟販賣蔬菜除了有高設備、高能源成本之外，還有其他如配送、人事、行銷等成本，因此利潤真的很有限。不過業者也由提及到，整廠輸出或販賣家電型植物工廠仍是當前的趨勢，在一次的會展上，曾經有留日的建築師向公司進行商談，建築師希望未來每一間房間都能搭配一組家電型植物工廠，除加強空間綠化美觀外，更可以直接在家裡當農夫進行採收食用。因此對業者來說，經營植物工廠並非真的想要賣菜，而是實驗性質的研發或改善植物工廠的周邊設備。
結語
「植物工廠」的發展盛行主要歸因於生活與社會環境的變遷。日本受到2011年3月11日有史以來的大地震與大海嘯的影響，導致核電廠核能外洩，讓日本民眾對吃的食物紛紛感到疑慮，害怕吃到受核污染的有害健康的食物。而台灣，則受到不肖黑心業者為了降低成本或增加口感，在食物中添加危害健康的添加物。
或是，為了提升農作產量大量使用化肥與農藥，促使蔬果看起來外觀完整新鮮提升其虛假的價值。黑心食品真相一一舉發，讓台灣民眾對食品感到失望與憂心，促使台灣部分民眾，特別是有錢的貴婦或社會地位較高的人士對食品的要求提高，寧可花大錢吃健康無毒的食品也不願貪小便宜購買有礙健康的食品。
因此植物工廠即是在這種受到生活與社會環境的變遷而逐漸受到重視，地震後的日本民眾對於食品安全更加重視，讓不同階層的消費者逐漸接受植物工廠所生產的食材，促使日本政府更積極的發展植物工廠，日本知名的企業也紛紛的擴建植物工廠以滿足市場的需求。
因此在2011年後日本對於植物工廠的發展前景非常看好，日本調查公司的矢野經濟研究所報告指出，2015年植物工廠所生產的蔬菜在日本國內市場規模預估達到310億日圓，2020年達640億日圓。另外，種植高價值、具經濟價值的作物，如基因改造作物、中藥材、高營養價值蔬菜等次世代植物工廠，預估2015年產值達24億日圓，2020年產值達170億日圓，其產值非常的可觀。
近年來台灣企業特別是科技業紛紛投入植物工廠的營運，主要原因是看準植物工廠的設備建置的利潤，而非實質擔任科技農夫販售蔬果，台灣具有完整的LED產業供應鏈及自動環控系統技術，因此植物工廠周邊設備之廠商紛紛投入，是當前台灣LED產業發展的趨勢之一。
然而台灣植物工廠在商業營運上仍有待審慎評估，從成本面，在沒有政府支援下一般中小企業難以承受如此龐大的設備與營運成本；從市場面，植物工廠所生產的蔬菜，一般消費大眾未能全盤接受非自然光照射之食材，且產量不足、價格不斐、通路不廣等市場限制，使得企業營運要達損益平衡是一大挑戰；從產品面，當前的產品推廣仍受限於產量，甚至已出現供不應求的現象，因此企業無法擴大行銷與包裝，僅能供給單一店面採B2B的銷售模式或是採用限量策略，故其產品利潤實在有限。
儘管，當前的營運成本居高不下，連帶影響產品的售價及產量，無法大眾普及化，但隨著自然環境的改變以及生活環境的巨變，植物工廠仍是解決糧食問題的一種方式，植物工廠發展仍指日可待。
【參考資料】
- 方煒（2012），“台灣植物工廠發展現況與展望”， 精密設施工程與植物工場實用化技術研討會專輯，行政院農業委員會台南區農改場。
- 蔡致榮、邱相文（2012），“荷蘭與日本植物工場最新發展”， 精密設施工程與植物工場實用化技術研討會專輯，行政院農業委員會台南區農改場。
- 方煒（2010），“東亞植物工廠現況與台灣發展相關產業的SWOT 分析”。2010 農機與生機論文發表會論文集，中華農業機械學會。
- Chiba University: International Meeting of Plant Factory, Nov. 2012.
- Yano Research Institute（2011），“Plant Factories in Netherlands and Japan: Research Findings in 2010”Research Summary.
- Yano Research Institute（2013），“High Performance, High-Valued, “Next-Generation Plant Factory” Market in Japan: Key Research Findings 2013”Research Summary.” Research Summary.
- 植物工廠夯爆 設備商拚營收倍增。
- 野菜工房株式會社。
- 社團法人國家生技醫療產業策進會。
- 日本Subway潛艇堡的蔬菜實驗室。