Analyse des facteurs moteurs, des opportunités et des défis dans le développement de l'industrie des équipements d'éclairage supplémentaire pour plantes

01 Aperçu du secteur des équipements d’éclairage d’appoint pour les plantes

Les lampes de croissance pour plantes sont des sources de lumière artificielles qui stimulent la croissance des plantes en émettant des spectres électromagnétiques adaptés à la photosynthèse. Les lampes de croissance sont généralement utilisées dans des applications sans lumière naturelle ou nécessitant un éclairage d'appoint, fournissant un spectre similaire à celui de la lumière solaire ou mieux adapté aux besoins des plantes cultivées.

En tant que l'un des principaux facteurs affectant la croissance et le développement des plantes, le spectre, l'intensité lumineuse et la photopériode influencent la croissance et le développement des plantes.

Les équipements d’éclairage supplémentaire pour les plantes sont couramment utilisés dans les serres, l’agriculture verticale, les usines à plantes et le jardinage domestique. Actuellement, les produits agricoles à haute valeur ajoutée tels que les légumes, les fruits et les fleurs dans les pays développés sont principalement cultivés sous serre, en utilisant des sources lumineuses artificielles pour réguler l’environnement lumineux. Par exemple, des pays comme les Pays-Bas en Europe ont déjà appliqué l’éclairage supplémentaire pour les plantes dans la production agricole moderne, obtenant des bénéfices économiques considérables.

Ces dernières années, sous l’impulsion du développement technologique rapide et des politiques gouvernementales, de nombreuses entreprises d’éclairage se sont tournées vers l’éclairage horticole, faisant du secteur des équipements d’éclairage complémentaire pour plantes l’un des segments à la croissance la plus rapide.

02 Facteurs moteurs du marché mondial des équipements d’éclairage supplémentaire pour les plantes

A. La croissance de la demande mondiale en fruits et légumes, associée à une diminution progressive des surfaces cultivables par habitant

La population des pays des marchés émergents continue de maintenir un taux de croissance élevé, et la population mondiale maintient une tendance à la croissance stable, ce qui favorise également la hausse continue de la demande du marché pour les produits agricoles fruitiers et légumiers. Parallèlement, l'amélioration du niveau de vie des personnes a promu l'adoption de concepts alimentaires sains et scientifiques et l'amélioration de la structure alimentaire. La part de consommation de cultures telles que les légumes et les fruits augmente progressivement, stimulant ainsi le développement de l'industrie des fruits et légumes ainsi que de l'industrie de l'éclairage horticole.

La production mondiale et chinoise de légumes a connu une croissance régulière ces dernières années, passant de 1,05 milliard de tonnes et 530 millions de tonnes en 2015 à 1,09 milliard de tonnes et 560 millions de tonnes en 2019, avec des taux de croissance annuels composés (TCAC) de 0,9 % et 1,2 %, respectivement. À l'avenir, soutenue par la croissance continue de la population mondiale et l'amélioration du niveau de vie, la production et la demande mondiales et chinoises de fruits et légumes continueront d'afficher une tendance haussière stable. Cependant, la surface de terres arables par habitant dans le monde suit une tendance baissière continue, passant de 0,188 hectare par personne en 2015 à 0,182 hectare par personne en 2019, et devrait diminuer à un TCAC de -0,6 % pour atteindre 0,177 hectare par personne d'ici 2024.

La croissance démographique et la réduction des terres arables exigent des rendements plus élevés par unité de surface, ce qui stimule fortement la demande d’équipements d’éclairage supplémentaire pour les plantes qui accélèrent la croissance et augmentent la production. Les équipements d’éclairage supplémentaire pour les plantes peuvent favoriser la photosynthèse dans des environnements peu éclairés ou sans lumière, accélérant efficacement la croissance des plantes, raccourcissant le cycle de culture des fruits et légumes, améliorant leur qualité, leur rendement et leur saveur, favorisant le développement de l’industrie des fruits et légumes, répondant à la demande croissante des consommateurs et aidant à résoudre des problèmes tels que l’approvisionnement alimentaire et la sécurité sanitaire des aliments.

B. Demande croissante pour le jardinage domestique

À mesure que les revenus des ménages augmentent et que les niveaux de vie s'améliorent, le jardinage domestique gagne progressivement en popularité, l'écologie verte devenant une partie intégrante de la vie des gens. Aux États-Unis, où il y a beaucoup d'enthousiastes du jardinage, près de 80 % des foyers cultivent des aliments ou des fleurs à la maison, chaque foyer dépensant en moyenne plus de 550 dollars par an pour le jardinage. La proportion de jeunes de moins de 35 ans dans ce groupe augmente progressivement, dépassant 30 %. En plus de planter diverses plantes dans leurs jardins, de plus en plus d'Américains sont prêts à investir davantage d'argent dans des équipements de culture intérieure. D'autre part, l'épidémie de COVID-19 au début de 2020 a également favorisé le développement du marché du jardinage domestique.

En raison de la pandémie, les gens passent plus de temps à la maison et s'adonnent à des activités domestiques telles que le jardinage à domicile. Les balcons, les arrière-cours et les toits sont devenus des endroits populaires pour cultiver des légumes et des plantes vertes. Cultiver des légumes simples à la maison apporte non seulement de la joie et permet de profiter des plaisirs de la vie rurale, mais aide également à réduire le risque d'infection associé aux sorties pour faire les courses. Pour les passionnés de jardinage, il est souvent nécessaire de fournir des éclairages de croissance adaptés pour favoriser une meilleure croissance des plantes. Cela est particulièrement important dans les environnements de culture intérieure avec une lumière relativement faible. Les luminaires LED de croissance, caractérisés par une faible consommation d'énergie, une haute efficacité lumineuse, une faible génération de chaleur et une taille compacte, ont été largement utilisés dans les applications d'éclairage pour le jardinage domestique. Ils peuvent être utilisés dans les lampes de table pour plantes domestiques, les étagères de culture de plantes à domicile et les machines de culture de légumes domestiques. Avec l'essor du jardinage domestique mondial et une prise de conscience accrue de la consommation de jardinage, les perspectives pour les applications d'éclairage de jardinage domestique sont prometteuses.

C. Développement rapide de l'agriculture moderne sous serre

Avec le développement rapide des sciences et des technologies, la teneur de l'agriculture sous serre s'enrichit de plus en plus. Divers modèles et concepts tels que les serres, les usines à plantes, l'agriculture verticale et la culture hors sol arrivent progressivement à maturité. L'agriculture sous serre présente un contenu technologique élevé, se caractérise par une gestion intensive et une haute efficacité économique, et est devenue l'un des symboles importants de l'agriculture moderne. La surface mondiale de culture maraîchère sous serre est passée de 415 000 hectares en 2014 à 497 000 hectares en 2018. De plus, le développement rapide des usines à plantes ces dernières années a apporté une nouvelle dynamique à l'agriculture moderne. Les usines à plantes sont considérées comme une voie importante pour résoudre des problèmes tels que la pénurie de ressources, l'insuffisance de main-d'œuvre des nouvelles générations, la demande alimentaire croissante et l'abus d'engrais et de pesticides chimiques. Elles constituent également un moyen clé pour atteindre l'autosuffisance alimentaire lors de l'exploration future de l'ingénierie aérospatiale, attirant l'attention générale des pays du monde entier.

Dans les systèmes modernes d'agriculture en environnement contrôlé, l'environnement lumineux est l'un des facteurs physiques environnementaux indispensables à la croissance et au développement des plantes. La régulation de la morphogenèse des plantes par l'ajustement de la qualité de la lumière est une technologie clé dans la culture en installations. Lorsque les conditions environnementales telles que le dioxyde de carbone, l'eau, les nutriments, la température et l'humidité sont fixes, la densité de flux de photons photosynthétiques entre le point de saturation lumineuse et le point de compensation lumineuse d'une plante spécifique détermine directement son taux de croissance relatif. Grâce à des recherches approfondies sur le spectre, il a été découvert que la lumière dans différentes bandes de longueurs d'onde a des effets différents sur les diverses étapes de croissance des plantes. Les équipements d'éclairage supplémentaire peuvent prolonger le temps d'éclairage effectif en tant qu'éclairage complémentaire, remplacer complètement la lumière naturelle pour favoriser la croissance des plantes dans les usines à plantes et résoudre complètement le problème de la dépendance aux conditions météorologiques pendant la phase des semis, permettant une planification raisonnable basée sur les délais de livraison des semis. Grâce à l'utilisation d'équipements d'éclairage supplémentaire, il est possible de mieux maîtriser le taux de photosynthèse des plantes et l'efficacité des sources lumineuses, contrôlant ainsi la vitesse et la qualité de la croissance des plantes. Par conséquent, le développement rapide de l'agriculture moderne en environnement contrôlé ne peut se passer du soutien de la technologie d'éclairage supplémentaire pour les plantes, et la diversification croissante des scénarios de plantation agricole et l'amélioration continue des exigences de plantation ont également favorisé le développement ultérieur de l'industrie de l'éclairage supplémentaire pour les plantes.

03 Opportunités auxquelles fait face l’industrie

A. Les scénarios d'application des équipements d'éclairage supplémentaire pour les plantes s'enrichissent continuellement

Du point de vue des domaines d'application, les équipements d'éclairage supplémentaire pour plantes ont actuellement atteint une application à grande échelle dans les serres. Les applications dans les usines de plantes à lumière entièrement artificielle, le jardinage domestique, la culture en couches multiples/verticale, les murs verts végétaux, la culture en plein champ à l'extérieur et la culture de tissus végétaux en sont encore à leurs débuts. Avec le développement rapide de nouveaux secteurs et l'amélioration continue des exigences en matière d'éclairage et d'éclairage supplémentaire dans divers domaines, les équipements d'éclairage supplémentaire pour plantes offriront des méthodes et des scénarios d'application plus diversifiés à l'avenir.

Actuellement, les serres sont le domaine d'application le plus répandu pour les équipements d'éclairage supplémentaire pour les plantes. Dans les serres, des lampes HID haute puissance et à forte chaleur sont souvent utilisées comme éclairage zénithal pour fournir la principale source de lumière supplémentaire. De nos jours, un nombre croissant de serres sont également équipées de lampes LED, qui appartiennent aux sources de lumière froide, en tant que luminaires d'éclairage supplémentaire inter-plantes pour accélérer davantage la croissance des plantes. Les usines végétales à éclairage entièrement artificiel constituent le secteur à la croissance la plus rapide dans l'application des équipements d'éclairage supplémentaire pour les plantes. Les usines végétales comprennent divers types, tels que les systèmes centralisés à plusieurs couches et les systèmes distribués mobiles. Leurs systèmes d'éclairage horticole adoptent principalement des systèmes de luminaires linéaires ou à matrice plate, et permettent généralement un contrôle intelligent de l'environnement lumineux adapté à la croissance des plantes.

Ces dernières années, les projets d'usines de plantes se sont développés rapidement dans le monde entier, en particulier au Japon, aux Pays-Bas, en Chine et dans d'autres pays. À mesure que les usines de plantes atteindront progressivement une application commerciale à grande échelle à l'avenir, l'application des équipements d'éclairage supplémentaire pour plantes dans ce domaine pénétrera davantage. La culture en plein air augmente également progressivement l'utilisation de lampes de croissance pour plantes, comme pour les cultures de jour long à haute valeur économique (par exemple, le fruit du dragon). Avec la baisse progressive du coût de l'éclairage supplémentaire pour plantes, il est prévu que l'application des équipements d'éclairage supplémentaire pour plantes dans ce domaine pénètre davantage. De plus, les scénarios de plantation stéréoscopique/verticale doivent être équipés d'équipements d'éclairage supplémentaire pour un éclairage supplémentaire multicouche (en particulier les couches inférieures) lors de la maximisation de l'utilisation de l'espace de plantation verticale. Avec la promotion et l'application accrues de la technologie de plantation stéréoscopique, les perspectives de demande d'équipements d'éclairage supplémentaire pour plantes sont vastes.

B. Développement continu de la technologie d’éclairage supplémentaire pour les plantes

Ces dernières années, grâce aux efforts collaboratifs des acteurs de l'industrie, des instituts de recherche et des marchés en aval, le niveau technologique de l'industrie de l'éclairage supplémentaire pour plantes n'a cessé de progresser. Grâce à la R&D, à l'innovation des procédés et à l'expérience accumulée, les entreprises d'éclairage supplémentaire pour plantes peuvent fournir des solutions clés en main complètes pour les environnements lumineux végétaux, de la conception du spectre aux produits finis. Elles peuvent combiner avec précision différentes sources de lumière de qualité pour former des réseaux d'éclairage supplémentaire en fonction des besoins photosynthétiques des différentes plantes, offrant une personnalisation « sur mesure » pour répondre aux besoins de diverses plantes dans différents environnements de croissance, maximisant ainsi la croissance des plantes et atteignant les objectifs d'économie d'énergie. L'optimisation dynamique et l'ajustement de l'environnement lumineux selon les exigences de la recette lumineuse, de la phase de semis à la phase de récolte, constituent également une tendance importante de l'agriculture de précision future. Pour augmenter le rendement, la culture peut être réalisée par étapes et par zones, combinée à des recettes lumineuses basées sur les caractéristiques de développement de la plante, améliorant ainsi l'efficacité de production et le rendement à chaque étape ; pour améliorer la qualité, des méthodes telles que la régulation nutritionnelle et la régulation lumineuse peuvent être utilisées pour augmenter la teneur en composants nutritionnels et autres composants fonctionnels bénéfiques pour la santé.

À l'avenir, à mesure que la demande du marché pour un ajustement en temps réel de la qualité et de la quantité de lumière s'intensifie, tirer parti des avancées de la technologie de contrôle intelligent et de l'adoption généralisée de l'Internet des objets (IoT) pour combiner plusieurs spectres monochromatiques avec des systèmes de contrôle intelligents deviendra une tendance clé dans l'éclairage supplémentaire pour les plantes. Cette approche permet des ajustements opportuns de la qualité et de la sortie de lumière en fonction de l'état de croissance des plantes et des besoins de culture.

C. Élargissement supplémentaire des catégories d’application des équipements d’éclairage supplétif pour les plantes

À mesure que la technologie d’éclairage supplémentaire mûrit, les équipements d’éclairage supplémentaire pour plantes sont de plus en plus appliqués à une gamme plus large de catégories biologiques. En plus des légumes, fruits, fleurs et plantes ornementales, qui sont actuellement largement utilisés, ils sont également progressivement utilisés pour la culture de plantes médicinales, de champignons et de micro-organismes, ainsi que pour l’aquaculture et l’aviculture. Les plantes médicinales appartiennent au secteur de la culture haut de gamme ; les matières médicinales telles que le Cordyceps, l’Anoectochilus roxburghii et le Dendrobium officinale ont une valeur économique élevée, ce qui fait de ce secteur un domaine avec une application étendue de l’éclairage supplémentaire pour plantes et de larges perspectives de développement. De plus, la demande d’équipements d’éclairage supplémentaire augmente chaque jour à mesure que la culture des champignons atteint une production industrialisée. Dans les environnements de culture industrialisés en intérieur, la stimulation lumineuse est essentielle à la formation des corps fructifères de la plupart des champignons comestibles, et la qualité de la lumière affecte également la qualité des champignons et le rendement global. Avec l’industrialisation de la production de champignons comestibles, le marché de l’éclairage supplémentaire lié aux champignons comestibles présente des perspectives de développement considérables.

Actuellement, les équipements d'éclairage supplémentaire ont atteint une certaine échelle d'application dans l'aquaculture et l'aviculture, avec une technologie relativement mature. Pour l'élevage animal, des dispositifs d'éclairage supplémentaire à longueurs d'onde spécifiques peuvent être utilisés pour promouvoir la productivité animale et réduire l'utilisation d'additifs alimentaires et d'hormones, selon les différents objectifs d'élevage. À l'avenir, l'enrichissement continu des catégories d'élevage et l'expansion soutenue du marché de l'élevage stimuleront davantage la croissance de la demande dans l'industrie de l'éclairage supplémentaire. Dans le domaine de la culture microbienne, des équipements d'éclairage supplémentaire à longueurs d'onde spécifiques favorisant la reproduction et la prolifération de micro-organismes bénéfiques peuvent être utilisés pour réaliser des processus de réaction microbienne à haute efficacité et haute densité. Avec l'approfondissement de la recherche microbienne et l'expansion de la taille du marché, les équipements d'éclairage supplémentaire auront des applications plus riches à l'avenir.

Avec l'approfondissement des recherches en optique et en biologie végétale et animale, ainsi que les progrès continus de la technologie d'éclairage supplémentaire, l'utilisation d'un contrôle personnalisé de l'environnement lumineux pour réguler la croissance de davantage d'organismes deviendra une tendance importante dans l'industrie de l'éclairage supplémentaire. Il est prévu que les équipements d'éclairage supplémentaire offrent des perspectives d'application plus larges et un contenu technique plus riche à l'avenir.

04 Défis auxquels l'industrie est confrontée

A. L'industrie est à un stade précoce de développement, avec une faible maturité du marché.

Actuellement, l'industrie nationale des équipements d'éclairage supplémentaire pour plantes en est encore à ses débuts, avec une faible maturité du marché. En particulier dans le domaine des produits d'éclairage supplémentaire de faible puissance pour plantes, le paysage concurrentiel reste flou. Les produits d'éclairage supplémentaire de faible puissance pour plantes ont des exigences relativement plus faibles en matière de procédés de production et de niveau technique. Certains fabricants de plus petite taille adoptent des stratégies de prix bas pour augmenter leur part de marché tout en négligeant les normes de qualité des produits, ce qui peut déclencher une concurrence tarifaire déloyale et nuire au développement à long terme des industries nationales connexes.

B. Absence de normes industrielles unifiées

L’industrie de l’éclairage supplémentaire pour les plantes connaît une période de développement rapide et des normes industrielles relativement unifiées n’ont pas encore été établies. Par conséquent, les fabricants doivent concevoir des solutions de produit ciblées en fonction des différentes spécifications de produit des fabricants de luminaire, ce qui entraîne une grande variété de produits driver LED / alimentation et luminaire sur le marché, provoquant ainsi un certain gaspillage des ressources de R&D et de production. L’absence de normes industrielles unifiées est devenue un facteur défavorable affectant le développement du secteur.

05 Barrières à l’entrée pour les fabricants traditionnels de luminaires

A. Barrières techniques

Contrairement aux luminaires traditionnels pour l'éclairage intérieur, l'éclairage public et l'éclairage paysager, les équipements d'éclairage pour la croissance des plantes nécessitent un flux de photons photosynthétiques élevé pour répondre aux besoins de la photosynthèse végétale, donc leur Driver LED / Alimentation a généralement une puissance plus élevée. Plus la puissance du Driver LED / Alimentation est élevée, plus la conception de la structure du circuit et la conception de la structure thermique sont difficiles. De plus, les équipements d'éclairage pour la croissance des plantes sont utilisés dans des environnements présentant de grandes différences de température, une humidité élevée, une forte corrosion, des surtensions dues à la foudre, des interférences électromagnétiques et des fluctuations importantes de la tension du réseau. Ils doivent répondre à des exigences d'éclairage spéciales telles qu'une stabilité élevée, une fiabilité élevée, une distribution de lumière spécialisée et un flux de photons photosynthétiques élevé, tout en respectant les exigences d'économie d'énergie, de sécurité et de protection de l'environnement. La conception des luminaires pour la croissance des plantes diffère considérablement de celle des luminaires traditionnels. Par conséquent, les fabricants traditionnels de luminaires font face à certaines barrières techniques s'ils souhaitent entrer dans le domaine de l'éclairage pour la croissance des plantes.

B. Barrières des ressources clients

Actuellement, les principaux marchés d'application pour l'éclairage supplémentaire pour plantes sont concentrés dans les pays développés tels que l'Europe et les États-Unis. Les clients finaux sont principalement de grandes marques de produits d'agriculture sous serre, et le modèle commercial est principalement ODM. Ces clients valorisent principalement des atouts tels que la qualité des produits, la capacité d'approvisionnement stable à long terme et l'assistance dans la mise à niveau des produits pour les clients finaux. Les clients doivent généralement effectuer des évaluations approfondies avant de déterminer leurs fournisseurs. Ils n'ajouteront ou ne changeront de fournisseur que si le fournisseur initial rencontre des problèmes de qualité majeurs ou ne parvient pas à répondre aux besoins d'approvisionnement en termes de volume de production et de prix. Le processus de certification des fournisseurs par les clients finaux consomme beaucoup de temps et d'argent. Les nouveaux entrants ont du mal à briser la réputation commerciale et les habitudes de coopération établies depuis de nombreuses années. Par conséquent, les fabricants traditionnels de luminaires font souvent face à des barrières élevées en matière de ressources clients lorsqu'ils tentent d'entrer dans le domaine de l'éclairage supplémentaire pour plantes.

C. Barrières à la différenciation des produits

L’éclairage d’appoint pour les plantes relève de l’éclairage spécialisé. Ses technologies de production et d’application, ses caractéristiques produit, ses domaines d’application et ses canaux de distribution diffèrent considérablement de l’éclairage traditionnel. L’éclairage d’appoint pour les plantes met davantage l’accent sur les scénarios d’application ; ceux-ci varient selon la zone de culture et le stade de croissance des plantes. Les équipes de R&D et de produit doivent disposer d’une solide expérience sectorielle dans le domaine de l’éclairage d’appoint pour les plantes et bien comprendre l’intégralité du cycle de croissance des plantes afin de développer des produits adaptés à la demande en aval. Les fabricants traditionnels de luminaires ont une connaissance limitée des scénarios d’application de l’éclairage d’appoint pour les plantes et doivent supporter des coûts élevés en temps et en R&D pour pénétrer ce secteur.