目录
- 执行摘要：天空农业的2025年拐点
- 市场规模及2030年前增长预测
- 主要驱动因素：城市化、可持续性与粮食安全
- 天空农业基础设施的最新技术创新
- 自动化、机器人技术与人工智能在垂直农场中的整合
- 材料与模块化设计：降低成本与环境影响
- 能源效率与可再生解决方案在天空农业中的应用
- 案例研究：开创性公司与设施（例如，aerofarms.com，plenty.ag，skygreens.com）
- 监管环境与行业标准（例如，urbanagriculture.org，ieee.org）
- 未来展望：规模化、全球采用与新兴机会
- 来源与参考
执行摘要：天空农业的2025年拐点
随着2025年的到来，天空农业——在高层建筑中进行的垂直农业——已达到基础设施优化的关键阶段，这一过程受到技术进步、城市政策变革和实际操作反馈的推动。该行业的拐点特征在于效率提升、可持续性要求和在多个全球城市中心的可扩展部署的交汇。
在过去的一年中，领先的开发商报告称，每公斤生产能耗和运营成本显著降低，这在很大程度上得益于先进LED照明、人工智能驱动的气候控制和气雾栽培系统的整合。例如，Plenty Unlimited Inc.展示了与传统农业相比，水的使用量减少了多达95%，而新的照明设备使得能耗比以前的版本降低了40%以上。这些基础设施的升级，加上模块化的货架和自动化设备，已使植物密度提高，生长周期缩短，直接影响了每平方米的产量。
主要的城市项目现在正利用跨行业合作伙伴关系。在新加坡，新加坡食品管理局支持与公共事业单位合作的集成天空农业设施，优化混合使用开发中的资源共享（废热、水资源回收）。同样，Gotham Greens继续在北美扩大其屋顶温室网络，报告称通过将生产和分销中心共同设立，降低了物流排放，提高了供应链的韧性。
数字双胞胎技术和物联网监控的部署——由Infarm等公司开创——也在改变基础设施管理。实时数据分析现在用于预测性维护、作物优化和能量负载平衡，降低了停机时间和运营风险。最近的升级使远程诊断和自适应学习成为可能，为正常运行时间和资源效率设定了新标准。
展望未来，行业前景显示，基础设施优化将由三个核心趋势推动：（1）在密集城市中推出下一代建筑集成农业（BIA）；（2）采用闭环资源系统，包括现场可再生能源和营养回收；（3）对可持续建筑规范的监管支持，以激励天空农业的改造和新建项目。随着这些趋势的加速发展，天空农业基础设施在2025年以后有望成为城市粮食安全和气候适应战略的基石。
市场规模及2030年前增长预测
全球天空农业基础设施市场——包括先进的垂直农场、气雾塔和屋顶种植系统——在2030年前有望实现显著扩展。截至2025年，快速的城市化和对可持续农业的需求推动了发达国家和新兴经济体对天空农业技术的采用。像Plenty Unlimited Inc.和AeroFarms这样的主要参与者已在美国及海外扩大了设施的部署，旗舰商业农场超过60,000平方英尺，每年生产数百万磅的绿叶蔬菜。
基础设施优化是增长预测的核心。公司正部署传感器驱动的气候控制、人工智能驱动的作物管理系统和模块化硬件，以最大化每平方米的产量，并减少能源和水足迹。例如，Infarm正在主要欧洲城市推出分布式、云连接的农业单元，目标是超市整合和当地供应链韧性。该公司计划到2027年运营数千个模块化农业单元，每个单元都优化以便快速重新配置，以适应市场需求的变化。
在亚洲，政府和私营部门的大量投资正在加速基础设施的升级。新加坡的“30 by 30”食品韧性倡议继续为大型垂直农场提供资金，包括Sustenir Agriculture的新设施，强调资源效率和可扩展设计。与此同时，Sky Greens扩大了其专利的旋转垂直系统，进一步提升了每平方米的生产力，并作为高密度城市农业的典范。
从市场展望的角度看，未来几年天空农业基础设施投资的年增长率可能达到双位数，这得益于自动化、LED照明效率和可再生能源整合的进步。像Signify（前身为飞利浦照明）这样的领先制造商正在推动专为堆叠农业环境量身定制的园艺LED系统的采用，支持运营成本下降和作物质量提高。
到2030年，行业供应商和农场运营商的共识表明，天空农业将在城市新鲜农产品中占据相当大的份额，特别是绿叶蔬菜和香草。关键指标，包括空间利用率、每公斤产出的能量输入和劳动生产率，预计将比2025年的基准提高30%–50%，这一点可以从行业领袖披露的试点项目和扩展计划中得到证实。这个轨迹将天空农业基础设施优化定位为未来十年韧性城市食品系统的基石。
主要驱动因素：城市化、可持续性与粮食安全
2025年天空农业基础设施的优化主要受三个主要驱动因素的影响：快速城市化、可持续性的迫切要求以及对粮食安全的日益关注。这些相互关联的力量正在加速对垂直农业系统、屋顶温室和集成农业科技平台的创新和投资。
- 城市化：联合国预计，到2030年，全球近60%的人口将居住在城市地区，这加剧了城市粮食系统和房地产的压力。对此，领先的城市中心优先考虑将农业垂直集成到其建筑环境中。例如，Plenty Unlimited Inc.在城市地点扩展其模块化、高密度的垂直农场，从而减少运输需求和土地使用。类似地，Infarm在超市和城市空间部署分布式室内农场，直接为消费者提供新鲜农产品。这些发展通过利用城市空间和接近需求来优化基础设施。
- 可持续性：2025年的天空农业基础设施越来越多地设计为最小化资源消耗和排放。Aerofarms等公司正在将闭环水系统、针对特定作物光谱的LED照明和可再生能源整合到新的设施设计中。例如，Aerofarms最近的设施声称与传统农业相比，水的使用量减少了多达95%，并且没有农药。对可持续建筑材料和能源效率的推动——这得到了技术提供商的合作支持——进一步提升了天空农业设施的环境性能。
- 粮食安全：在最近的全球性动荡之后，地方粮食生产的需要变得更加迫切。天空农业系统正在针对产量、灵活性和冗余进行优化。Bowery Farming报告称，2025年将在新的多层农场中利用人工智能驱动的气候控制和作物监测，以最大化每平方米的产出，帮助城市缓解供应链冲击的影响。由垂直农业协会支持的市政合作伙伴关系正在加速在城市食品沙漠中部署模块化、快速可扩展的天空农业结构。
展望未来，接下来的几年将继续看到城市规划、可持续性要求和食品系统韧性之间的融合。自动化、能源整合和建筑材料的进步有望进一步优化天空农业基础设施，城市和农业科技领袖合作，将屋顶、外立面和未充分利用的结构转变为高效的食品生产中心。
天空农业基础设施的最新技术创新
天空农业基础设施正在迅速优化，运营商寻求在城市和城市周边环境中提升效率、可持续性和可扩展性。到2025年，多个领先技术正在被部署以应对能源使用、资源分配和运营自动化等问题。
一个主要趋势是整合先进的环境控制系统，这些系统利用实时数据分析。例如，Agrilution开发了配备传感器和人工智能驱动的照明、灌溉和营养管理的模块化植物立方体。这些系统优化生长条件，同时最小化输入，从而显著减少水和能源消耗。同时，Signify（前身为飞利浦照明）继续扩展其园艺LED产品，包括能够根据作物需求和环境变量调整的动态光谱控制，这使得产量比静态照明系统提高了30%。
自动化和机器人技术也在改变天空农业基础设施。Infarm已实施云连接的垂直农业单元，配备自动作物监测、收获和补充设备。它们的基础设施模块设计便于与超市、仓库和分销中心集成，支持去中心化的生产模型，减少运输和损耗。此外，Plenty Unlimited Inc.正在部署先进的机器人臂和人工智能驱动的视觉系统，以优化植物处理和包装，简化人工成本，提高一致性。
水和营养回收系统正在新建的天空农业设施中成为标准。Aerofarms报告其气雾培基础设施与传统田地农业相比，水的使用量减少了多达95%，闭环营养输送几乎消除了径流。这些效率预计将成为行业基准，随着城市农业的扩大而得到推广。
展望未来，未来几年可能会有更多优化，推动跨互操作性标准和模块化基础设施平台的成熟。像Freight Farms这样的公司正在开发带有物联网连接的即插即用集装箱农场，支持快速部署和多个地点的远程管理。随着城市粮食安全成为政策优先事项，城市政府也开始与技术提供商合作，以激励屋顶和垂直农场的安装，为加速采用和扩大对天空农业基础设施中能源智能材料及可再生集成的研究奠定基础。
自动化、机器人技术与人工智能在垂直农场中的整合
到2025年，自动化、机器人技术和人工智能（AI）是天空农业基础设施优化的核心，根本改变了垂直农场的运营模式和资源效率。先进的机器人和AI驱动系统的部署应对了诸如劳动力短缺、精确的资源管理和可扩展性等挑战，这对城市农业的经济可行性和环境影响至关重要。
领先的垂直农业公司显著提高了其设施内的自动化水平。例如，Plenty Unlimited Inc.利用定制机器人进行播种、移植和收获，并结合人工智能分析以优化作物生长、营养输送和气候控制。这种整合使得持续监测和快速调整成为可能，最终实现了增产和减少浪费。
同样，AeroFarms采用其专有平台，利用传感器、机器视觉和机器学习来监测植物健康，自动化灌溉、照明和营养循环。他们在2025年的基础设施升级包括实时数据反馈循环，使动态环境调整成为可能，从而最大化光合效率，最小化能量消耗。
在设备方面，机器人制造商正在与垂直农场运营商合作，设计模块化、可扩展的自动化套件。Iron Ox开发了自主移动机器人，负责运输和照料水培模块，而基于云的AI协调多个农场站点的资源分配。这些系统现在不仅在旗舰设施中部署，也作为现有城市农场的改造建设，降低了进入门槛和运营成本。
即插即用基础设施的趋势由INFARM所示范，该公司提供配备集成的人工智能驱动环境控制和远程诊断的标准化垂直农业单元。这种模块化设计加速了部署和扩展，支持快速城市扩张和分散的食品生产。
展望未来，行业正朝着完全自主的天空农业生态系统迈进。5G和边缘计算的采用将实现更快的数据传输和现场分析，进一步减少人类干预。根据行业领导者最近发布的技术路线图，未来几年将见证适应性、自我优化农场的普及，这些农场能够进行预测性维护、产量预测和实时供应链集成。
总之，自动化、机器人技术和人工智能的整合正在迅速优化2025年的天空农业基础设施，为未来的可扩展、韧性和可持续城市食品系统奠定基础。
材料与模块化设计：降低成本与环境影响
在2025年，天空农业基础设施的优化越来越关注材料创新和模块化设计原则，以降低成本和环境足迹。天空农业——垂直农业与城市建筑的结合——依赖于先进的建筑材料和预制系统，以满足可扩展性和可持续性的双重需求。
主要参与者现在优先选择轻质、高强度材料，如先进钢合金、回收铝和工程复合材料用于框架和支撑结构。ArcelorMittal报告称，正在研发专为城市农业应用定制的耐腐蚀、高强度钢产品，提供耐久性和降低维护成本。同时，Kingspan Group正在扩大其绝缘板系统的生产，以提高受控环境农业的热效率，使用高比例的回收内容。
预制和模块化正在成为成本控制和快速部署的基本要素。像模块建筑协会的成员已证明，模块化天空农业单元可以在工厂外制造，并通过吊车装载到屋顶或建筑外立面，从而将现场施工时间减少多达60%。这些模块愈发设计为与水、照明和气候控制系统即插即用整合，简化了安装、后期退役或重新安置。
另一个关键趋势是采用闭环和生物基材料。例如，SIG试点使用生物复合材料和回收塑料作为外墙和灌溉组件，以降低总的碳排放多达40%，与标准的石化产品相比。由Nutrien开展的水高效的水培和气雾培系统也被纳入模块化设计中，进一步减少资源密集度和运营成本。
展望接下来的几年，跨行业合作的前景乐观。建筑材料供应商、模块化建筑公司和城市农业专家正在形成战略合作伙伴关系，以创建标准化、可互操作的系统。这预计将加速天空农业基础设施在全球密集城市中心的部署，降低资本和运营支出，同时与日益严格的可持续性要求相一致。
能源效率与可再生解决方案在天空农业中的应用
天空农业基础设施正在迅速优化，运营商和技术提供商优先考虑能源效率和可再生解决方案。到2025年，垂直农业和大规模受控环境农业（CEA）项目正在整合先进的能源管理系统，以降低运营成本和环境影响。重点是降低电力消耗，最大化可再生能源的使用，并部署智能控制以匹配能源供应与作物需求。
一个重要的发展是高效LED照明的部署，这些照明是针对植物光谱设计的，与旧的照明技术相比，能将能耗降低多达40%。像Signify（前身为飞利浦照明）的公司宣布与垂直农场的合作，推出下一代园艺LED，声称以更低的能耗获得更高的产量。此外，气候控制系统正在通过人工智能驱动的算法进行优化。例如，Priva提供集成管理平台，基于实时传感器数据动态调整照明、加热和冷却，减少整体能源消耗，同时保持最佳植物生长条件。
在新的天空农业设施中，整合可再生能源正变得标准化。太阳能光伏（PV）阵列正在屋顶和邻近地块上安装，例如由Infarm主导的项目，承诺在其网络中使用100%可再生电力。此外，现场能源存储解决方案，如锂离子电池系统，也正在试验中，以缓冲间歇性可再生输出并确保稳定运行。在2025年，运营商还在探索热回收系统的使用，以捕捉和再利用来自LED照明和HVAC的热能，进一步改善整体能源平衡。
展望未来，天空农业基础设施优化的前景乐观。行业机构如室内农业技术创新峰会预计，到2027年，自动化、模块化建筑和分布式能源资源的进步将使天空农场能够以高达60%的可再生能源输入运营，并实现显著减少碳排放和公用事业成本的目标。随着去碳化的监管激励措施加剧，以及技术的成熟，能源高效且可再生供能的天空农业有望在未来几年成为行业标准。
案例研究：开创性公司与设施（例如，aerofarms.com，plenty.ag，skygreens.com）
天空农业基础设施优化已成为领先垂直农业公司在扩大运营时应对全球粮食安全和可持续性需求的核心关注。在2025年，若干开创性设施正在展示如何通过先进的工程、集成数字系统和适应性设计提升产量，同时降低资源消耗。
位于美国的AeroFarms继续演进其气雾培垂直农业系统。该公司的旗舰设施位于新泽西州纽瓦克，在2024年底进行了重大改造，引入了通过物联网传感器和机器视觉进行的实时作物监测。这次升级使得养分输送、湿度和照明的动态调整成为可能，从而在2025年第一季度报告了每平方英尺产量提高10%、用水量减少15%。AeroFarms的基础设施优化还包括模块化货架设计，以便快速扩展或重新配置以满足变化的作物需求和地方市场条件。
在西海岸，Plenty Unlimited Inc.在其位于加利福尼亚州康普顿的设施中大力投资于机器人和人工智能驱动的环境控制。在2025年初，Plenty宣布整合一个集中数字指挥中心，以同步其所有生长塔的生产参数。该系统利用实时数据分析和前馈算法来预先调整气流、照明光谱和营养剂的投放，从而提高作物一致性，降低单位产出的劳动投入。此外，Plenty的基础设施还包括能量回收系统，从LED阵列中捕捉废热并重新导向用于气候管理，进一步提高运营效率。
在新加坡，Sky Greens改进了其专利的垂直旋转槽系统，以优化高密度城市环境中的土地和能源使用。在2025年，Sky Greens推出了新一代低摩擦、太阳能供电的旋转机制，使得电力消耗减少了一半。该设施的雨水收集和闭环灌溉系统也得到了增强，实现了超过95%的水回收率。这些优化巩固了Sky Greens作为热带城市高密度、低碳天空农业基础设施典范的地位。
展望未来，该行业预计将见证更多自动化、人工智能与循环资源系统的融合。随着这些领导者正在推出的试点项目和设施升级，天空农业基础设施优化的前景强劲，预计到2027年将实现生产力、可持续性和适应性的显著提升。
监管环境与行业标准（例如，urbanagriculture.org，ieee.org）
2025年的天空农业基础设施优化受到不断变化的监管框架和致力于城市农业及受控环境农业（CEA）的行业组织标准化工作的深刻影响。随着城市政府和国际组织认识到垂直集成农业解决粮食安全、可持续性和气候弹性的潜力，监管环境也变得更加明确和要求严格。
2024年，城市农业联盟（Urban Agriculture Consortium）关于城市食品系统整合的指导方针扩展成为一个具有里程碑意义的事件，为专门针对天空农业设施的市政区域规划、建筑规范和资源管理提供了模板。这些指南正在新加坡、巴黎和纽约等城市被采纳，各城市都要求能源高效照明、水循环技术及屋顶和高层建筑安装的安全标准。该联盟的框架还强调了可追溯性和数字监测系统的重要性，这些模式如今在许多司法管辖区已成为监管批准的先决条件。
在技术层面，电气和电子工程师学会（IEEE）加速了与垂直农业系统自动化、数据互操作性和电气安全相关的标准制定。IEEE 7000系列，包括IEEE P7006（针对自动决策系统的数据透明度），正在被制造商和城市规划者参考，以确保智能传感器、机器人技术和人工智能驱动气候控制在天空农业基础设施中无缝集成。这些标准预计将在2026年前获得批准并被广泛实施，塑造新项目的采购和运营要求。
面对监管和市场压力，行业领导者如Infarm和AeroFarms正积极将其设施设计与新兴规范保持一致，整合模块化建筑、物联网驱动的资源管理和合规报告仪表板。他们与城市当局和公用事业的合作为能源使用强度（EUI）、水效率和收获后处理协议设定了基准，这些基准正在本地监管框架中正式化。
展望未来，监管严格性与行业标准化的融合预计将降低操作风险，并鼓励对天空农业基础设施的投资。随着城市政府日益发行绿色债券和与公认标准的合规性相关的激励措施，未来几年全球优化、符合监管的垂直农场部署可能会加速，预计在产量、资源效率和城市食品系统韧性方面实现可衡量的提升。
未来展望：规模化、全球采用与新兴机会
随着天空农业——包括垂直农场、屋顶温室和高层农业——在2025年向主流采用的推进，基础设施优化正在成为可扩展性和效率的关键驱动因素。领先公司和研究机构正在专注于模块化、资源效率和自动化，以增强这些系统在经济和环境方面的可持续性。
一个显著趋势是模块化基础设施的整合，使得在城市环境中实现快速部署和灵活扩展成为可能。Infarm率先推出了可以在超市、仓库甚至集装箱中安装的分布式模块化垂直农业单元，从而减少运输排放并支持超本地生产。类似地，AeroFarms正在扩大其专有的气雾培系统，通过精确控制空气、水和营养素，实现每平方米最大产量，同时尽量减少基础设施的物理占用。
能源优化仍然是基础挑战和机会。像Plenty这样的公司在高效LED照明和先进气候控制系统方面进行了大量投资，这些系统可以动态适应作物需求，显著减少每公斤产品的能量使用。在2024年，Signify在世界上最大的屋顶温室中安装了最新的飞利浦园艺照明，展示了高效基础设施如何能够扩展到大规模生产。
自动化和数字化预计将在2025年及更长时间内加速基础设施优化。Bowery Farming已部署专有的农场运营系统，利用人工智能监控环境条件，微调资源投放和优化作物周期，从而提高产量，降低运营成本。实时数据分析正越来越多地被用于预测维护需求并简化供应链整合，进一步提升整体基础设施效率。
展望未来，这些创新的融合预计将促进天空农业的全球扩张，尤其是在土地稀缺或气候不稳定的地区。合作项目，例如Sky Greens在新加坡开发的高层城市农场，为全球城市提供了可扩展的蓝图。未来几年可能会看到增加对基础设施标准化、跨部门合作和可再生能源整合的投资，将天空农业定位为韧性城市食品系统的可行解决方案。
来源与参考
- Gotham Greens
- Sky Greens
- Signify
- Agrilution
- ArcelorMittal
- Kingspan Group
- 模块建筑协会
- SIG
- Nutrien
- Priva
- 室内农业技术创新峰会
- IEEE
- Sky Greens
