[TECH meets DESIGN] 도시 실내 농경 테크, 어디까지 왔나?
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[TECH meets DESIGN] 도시 실내 농경 테크, 어디까지 왔나?
  • 박진아 IT칼럼니스트
  • 승인 2019.11.21 22:06
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세계 농경산업에 부는 ‘팜테크’ 물결
아직은 일부 야채・과일 품종에 한정된 실험적 상용화 단계
순수과학 분야 연구와 개발을 위한 계속된 투자 필요

지구 환경과 지속가능성에 대한 우려가 높아가는 가운데 세계 인구는 계속적인 증가세에 있다. 2019년 7월 기준, 세계 인구는 약 77억 명이다. 유엔의 인구 전망 보고서에 따르면, 지금부터 약 30년 후인 2050년 경이 되면 세계 인구수는 약 98억으로 늘어날 것으로 추정된다. 무려 30% 증가율이다.

의학의 발달과 제3세계의 경제 성장과 생활수준으로 인류의 평균 수명은 길어지고 신생아 출생율도 계속 증가할 것이라면 논리적인 추측이다. 실제로 지난 20년 사이 인구는 증가하고 있는 반면 전세계 밀과 쌀 경작지는 소수의 곡창지대에 집중돼 있고 인구증가율 대비 곡물 수확량은 정체 또는 감소상태라 한다(자료: 내셔널지오그래픽)

바워리파밍은 로봇과 인공지능에 기반한 산업적 규모의 대형 실내 버티컬 재배를 하는 대표적인 팜테크 기업이다. Courtesy: BoweryFarming
바워리파밍은 로봇과 인공지능에 기반한 산업적 규모의 대형 실내 버티컬 재배를 하는 대표적인 팜테크 기업이다. Courtesy: BoweryFarming

인구가 증가하면 그에 따라 지금보다 많은 식량을 확보해야 한다. 예컨대, 현재 세계 인구 증가 추세 대로라면 향후 10~30년 동안 글로벌 식량 공급량도 현재보다 최소 28%를 늘여야 한다고 미국 미네소타 대 산하 환경연구소가 낸 환경보고서는 제시한다. 또 전문가들은 앞으로 지구상의 미래 인구 70% 이상이 대도시에 거주하게 될 테지만 또 한편으론 수퍼마켓이나 식료품점에서 동떨어진 ‘식품 사막’에서 사는 외톨이 시골인구도 많아질 것이라 한다.

1980년대부터 단일 품종을 대량생산 재배방식으로 키워낸 과실채소를 수퍼마켓 체인을 통해 유통하는 대규모 농업 체제는 높은 생산성과 저렴한 가격이 장점이지만 운송과 유통 과정이 비합리적이고 에너지 소모적이다. 오늘날 현대화된 식량 공급 체체 속에서 우리 인간들이 섭취하는 식재료중 75%는 산업화된 대량생산체제의 농경기업들이 생산해 낸 식물 12가지와 육류 5가지로 한정돼 있다고 한다.

미국의 오이시이는 일본 오마카세 딸기, 팜원(Farm One)은 먹을 수 있는 꽃 34종, 플렌티는 수경 수박 재배 기술 R&D로 품종 다양화 연구에 한창이다. Courtesy:Plenty. Photo: Spencer Lowell
미국의 오이씨이(Oishii)는 일본 오마카세 딸기, 팜원(Farm One)은 먹을 수 있는 꽃 34종, 플렌티(Plenty)는 수경 수박 재배 기술 R&D로 품종 다양화 연구에 한창이다. Courtesy:Plenty. Photo: Spencer Lowell

또 상품성 위주로 재배된 단일 품종 작물은 병충해나 예측불허의 기후변화에 취약해서 흉작이나 멸종으로 이어져 식량 공급 불안을 초래할 수도 있다. 최근 우리나라 돼지농가를 휩쓴 아프리카돼지열병은 물론 축산농가를 주기적으로 위협하는 구제역과 조류독감 사태에서도 볼 수 있듯이 대량생산식 식량 공급체제는 자연재해와 전염병에 취약하다는 점이다.

그에 대한 대안으로 최근 생태계 다양성(biodiversity)을 되살리고 소규모 농가를 지원하는 것이 친환경적이고 미래 식량 확보에 더 유리하다는 생태 전문가들의 주장이 주목받고 있다. 로컬 푸드(local food) 체제에 대한 필요성이 제기되는 이유다.

미국 브루클린에 본사를 둔 ‘팜셸프’는 높이 약 2미터의 선반형 수경재배 설비. 배양액과 LED 조명으로 밭재배한 양상치와 허브 보다 쉽고 빠르게 키울 수 있다. 대당 가격 미화 약 7천 달러에 구입할 수 있으며 현재 미국의 여러 기업 구내식당이나 푸드코트에서 사용되고 있다. 약 10만원 어치 씨앗을 구입해 심으면 한 달 평균 상추 140포기가 생산된다. Courtesy: Farmshelf
미국 브루클린에 본사를 둔 ‘팜셸프’는 높이 약 2미터의 선반형 수경재배 설비. 배양액과 LED 조명으로 밭재배한 양상치와 허브 보다 쉽고 빠르게 키울 수 있다. 대당 가격 미화 약 7천 달러에 구입할 수 있으며 현재 미국의 여러 기업 구내식당이나 푸드코트에서 사용되고 있다. 약 10만원 어치 씨앗을 구입해 심으면 한 달 평균 상추 140포기가 생산된다. Courtesy: Farmshelf

현대 미국과 유럽에서는 주거생활 환경 속에서 도시 소비자를 위한 식음료품은 이제까지 저렴한 석유 연료에 의존한 장거리 식량 생산-운송-유통 방식에서 벗어나 도시 근거리 소규모 로컬 농경(local farming)이나 도심 속 농경(urban farming)으로 전환하려는 실험이 한창이다. 도시 근거리와 도심 속 농경의 장점은 예측된 수요에 맞게 생산하여 지역 주민들에게 신선하고 다양한 농산물을 저렴하게 제공하되 식품 쓰레기를 줄일 수 있는 해법이 될 수 있을 것이라 전문가들은 내다본다.

LED 인공조명에 소요되는 전기사용료는 버티컬 실내재배 비용을 비싸게 하는 주요 원인이다. 그러나 태양에너지나 석유산유국인 사우디아라비아나 아랍에미레이트에서는 저렴한 에너지를 활용하기 효과적인 조건을 지녀서 잠재력이 크다. 탄소 배출량을 줄이기 위해 재생가능한 에너지를 활용할 수 있는 기술 개발이 진행중이다. Courtesy: Plenty
LED 인공조명에 소요되는 전기사용료는 버티컬 실내재배 비용을 비싸게 하는 주요 원인이다. 그러나 태양에너지나 석유산유국인 사우디아라비아나 아랍에미레이트에서는 저렴한 에너지를 활용하기 효과적인 조건을 지녀서 잠재력이 크다. 탄소 배출량을 줄이기 위해 재생가능한 에너지를 활용할 수 있는 기술 개발이 진행중이다. Courtesy: Plenty

‘팜테크(farm tech)’의 원년은 2015년이다. 미국에서는 MIT대 미디어랩의 주도로 시티팜(City Farm) 프로젝트가 2015년부터 실험에 들어가 컴퓨터로 도시에서 할 수 있는 실내 버티컬 농경(in-door vertical farming) 연구를 해오고 있는데, 머지 않은 미래 식물재배용 설비 환경과 인공 LED 조명으로 컴퓨터 제어와 팜봇(FarmBot) 로봇농부가 기초 채소와 과일을 키워내 식량으로 공급하게 될 것이라 한다. 이 기술이 상용화 된다면 조만간 소비자들은 동네 수퍼마켓이나 식료품 점에서 팜테크로 키운 신선야채와 과일을 구입하게 될 것이다.

이어서 2017년 손정의 소프트뱅크 최고경영자는 2017년 미국 팜테크 스타트업인 플렌티(Plenty)에 2억 달러를 투자해 버티컬 농경 기술 투자에 관심을 보였다. 스웨덴 가구업체 이케아와 두바이 정부도 에어로팜(AeroFarm)이라는 농경테크 기업에 4천 만 달러를 투자했다. 뒤따라 구글도 2018년 최근 미국에서 가장 주목받는 실내 농경재배 테크 스타트업인 바워리파밍(BoweryFarming)에 9천 만 달러를 투자해 현재 미국 대형 수퍼마켓과 온라인 채널을 통해 농산품을 판매하고 있다.

2004년 설립된 미국 팜테크 기업 아에로팜즈의 미 농무성 인증 버티컬 수경 재배 시스템. 무농약, 재활용 청정수, 평온한 환경에서 재배해 환경친화적이다. Courtesy: AeroFarms®
2004년 설립된 미국 팜테크 기업 아에로팜즈의 미 농무성 인증 버티컬 수경 재배 시스템. 무농약, 재활용 청정수, 평온한 환경에서 재배해 환경친화적이다. Courtesy: AeroFarms®

영국에서도 버티컬 농경 기술 개발에 한창이다. 식료품 자동화 유통 및 배달업체인 오카도(Ocado)는 자체적인 버티컬 농경에 투자하고 실행착오를 거치며 실내 농경법과 대량화 방식을 개발한다. 이 회사는 이미 재배 자동화 버튼만 누르면 원하는 채소나 허브의 씨앗이 배양판에 부어지고 물,양분,환경, 조명이 자동으로 제어되는 재배 설비를 구축해 놓고 있다. 초기 자본금 약 5십 만 달러(우리돈 약 5억 여원)로 그같은 실내 농경 설비를 갖출 수 있으며 씨앗 배아 후 약 2-3개월부터 첫 수확이 가능하다고 한다.

노동력과 전력사용량을 줄여 이윤율을 높인다고 주장하는 캐나다의 팜테크 업체 집팜(ZipFarm)의 집그로(ZipGrow) 수직 수경 재배 시스템. Courtesy: ZipFarm
노동력과 전력사용량을 줄여 이윤율을 높인다고 주장하는 캐나다의 팜테크 업체 집팜(ZipFarm)의 집그로(ZipGrow) 수직 수경 재배 시스템. Courtesy: ZipFarm

오늘날 미국 다음으로 농작물 수출 세계 2위국인 네덜란드는 이미 농산물 생산량 80%를 고도로 통제된 실내 비닐하우스 환경에서 재배하고 있다. 이미 실내 수경재배(hydroponics) 기술로 키워낸 토마토, 파프리카, 딸기, 허브류, 녹색채소, 베리 류를 전 유럽으로 수출하고 있는 네덜란드에서 버티컬 재배 방식은 그동안 해오던 비닐하우스 재배에 센서기술, 인공지능, 자동화 기기 및 로보틱스 기술을 더한 기존 작물 재배 기술의 연장이다. 이 기술을 한층 보강하여 네덜란드는 북구유럽에서 바나나, 파파야, 바닐라 같은 동남아시아 자생의 이국적 식물은 물론 양식 생선과 미래의 식량원인 식용곤충도 키울 수 있는 기술을 갖추고 있다.

인팜(infarm) 버티컬 재배 스타트업의 채소를 판매하는 영국 막스앤스펜서 백화점. Courtesy: Marks & Spencer
인팜(infarm) 버티컬 재배 스타트업의 채소를 판매하는 영국 막스앤스펜서 백화점. Courtesy: Marks & Spencer

재배에 가장 용이한 채소인 상추, 케일, 무우, 허브 류의 재배 기술은 상당히 발전했다. 그러나 여전히 우리가 섭취해야 하는 더 많은 다양한 채소와 과일은 수 천만년 오랜세월 야외 자연 속에서 태양, 대기 속 이산화탄소, 비와 천연 자양분을 섭취하고 자라도록 적응된 생물체들이다. 그들을 실내 인공 환경에 적응시키려면 아직도 많은 기초과학 분야 연구가 필요하다.

높은 관리 비용도 대중화에 걸림돌이다. 현재 상용화되고 있는 실내용 수직 수경재배 시설의 설치가격은 비싼 편이고 씨앗 구입과 시설 관리비용은 전통적인 밭 재배방식 보다 20% 가량 비싸다. 버티컬 재배가 좀 더 대중화되기 위해서는 기술 혁신을 통한 대량생산과 가격 합리화는 풀어야 할 과제다. 영양학적 측면에서 실내 재배 채소는 야외 자연에서 키운 것보다 영양도가 떨어진다는 점도 지적된다.

2019년 라스베거스에서 열린 미 KBIS 주방 및 욕실 산업 박람회에서 삼성이 선보인 미래의 스마트홈 가전 컨셉인 LED 기술 기반 ‘셰프 가든(Chef Garden)’ 가정용 채소 재배기. Courtesy: Samsung Electronics
2019년 라스베거스에서 열린 미 KBIS 주방 및 욕실 산업 박람회에서 삼성이 선보인 미래의 스마트홈 가전 컨셉인 LED 기술 기반 ‘셰프 가든(Chef Garden)’ 가정용 채소 재배기. Courtesy: Samsung Electronics

하지만 밭이 없이도 사시사철 계절 변화와 상관없이 농약과 화학비료을 거의 쓰지 않고 똑고른 품질의 근 100%의 수확물을 1년 내내 신선하게 취할 수 있도록 해준다는 것은 분명 버티컬 재배법의 장점이다. 식음료 업계는 버티컬 파밍 시장이 다가오는 4-5년 사이 급성할 것이라고 예측한다. R&D 전세계 버티컬 파밍 시장 총 가치액은 2020년 20억 달러, 그로부터 3년 후면 그의 3배 이상인 64억 달러에 이를 것으로 예상된다(자료:BBC 리서치). 버티컬 재배 기술의 상용화와 가격의 합리화만 이루어진다면 토지가 부족한 도시와 좁은 실내 공간에서 재배해 낸 신선 채소와 과일은21세기 현대인들의 식생활의 일부가 될 날은 머지 않아 보인다.

박진아 IT칼럼니스트  feuilleton@naver.com

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