“뉴질랜드에서 배워온 농업기술을 활용해 국내에서 농사를 시작하려고 했으나 토양 및 기후, 병충해 관리가 쉽지 않았다. 그래서 시작한 것이 바로 식물공장이다. 이제는 신세계, 롯데슈퍼, 이마트 등 대형 백화점과 마트에 납품되는 등 판로도 개척됐고 앞으로 기술도 계속 발전할 것이라고 본다”
최근 국내 뿐 아니라 일본, 네델란드, 러시아 등 해외에서도 방문할 정도로 큰 관심을 받고 있는 (주)인성테크의 김인수 대표는 지난 27일 서울교육문화회관에서 열린 ‘식물공장 현황 및 발전 전망 심포지엄’에서 ‘식물공장’ 사업을 매우 긍정적으로 평가했다. 현재까지 진행한 사항도 긍정적이었을 뿐 아니라 앞으로도 그 기술은 계속 발전할 것이라고 보는 것이다.
농촌진흥청 국립농업과학원과 한국농업기계학회ㆍ한국원예학회가 공동 주최한 ‘식물공장 현황 및 발전전망’ 심포지엄은 식물공장에 대한 높은 관심을 다시 한 번 확인할 수 있었다.
특히 학계, 공공기관 뿐 아니라 일반인도 다수 참석해 보조좌석도 부족할 정도로 많은 이들이 참석해 서울교육문화회관 거문고홀을 가득 매웠다.
이번 심포지엄은 식물공장의 큰 발전 ‘가능성’을 예측할 수 있는 자리였다. 하지만 생산시스템이 고가인 만큼 민간에서 철저한 계획을 세우지 않은 채 섣불리 투자할 경우 큰 손해로 이어질 수 있다는 점도 지적됐다.
(주)와이즈산전 엄정식 상무는 “최근 식물공장에 대한 관심이 높아지고 문의도 많아졌다. 하지만 민간인의 경우 투자비용 대비 수익률을 따져봐야 한다. 기업은 꼭 이윤이 남지 않더라고 기업이미지 재고를 위해 투자하는 경우도 있기 때문에 기업과 민간은 좀 다르다고 본다”면서 “정부의 지원이 있어야 민간까지 참여해 이 산업이 활성화될 수 있을 것이다. 또한 공공기관에서 식물공장 시스템과 유지, 운영기술 노하우 등을 표준적 데이터베이스화하면 일반인도 쉽게 참여할 수 있을 것”이라고 발표했다.
또한 식물공장이 초기 투자비용이 높은 만큼 인삼, 특용작물 등 고부가가치 식물을 재배해야할 것이라고 모두가 입을 모았다.
한편 농림수산식품부 녹색미래전략과 김중현 사무관은 “지금까지는 식물공장과 관련된 정책은 없었으나 현재 검토 중에 있으며 산업 활성화를 위해 민간을 지원할 수 있는 지원책도 마련될 것”이라고 밝히기도 했다.
<해외 식물공장 연구 동향>
미국 30층 수직식물공장, 신재생에너지 적용
일본, 2020년 식물공장 417억엔으로 성장 전망
삼성경제연구소 강희찬 박사의 발표에 따르면 일본은 정부의 보조금제도 도입해 민간기업 참여를 유도하고 있으며 이를 통해 식물공장 시장이 2009년 95억엔에서 2020년에는 417억엔으로 성장할 것으로 전망하고 있다. 식물공장 수도 현재 50개에서 3년 후에는 150개까지 늘릴 계획이다.
강박사는 또 “미국의 식물공장은 최근 도심의 대규모 수직식물공장(Vertical farm) 개념으로 진화, 발전해가고 있다”고 발표했다. 도심 혹은 도심주변에 고층의 대규모 식물공장을 조성하고 있는 것. 특히 컬럼비아대, 일리노이대, 미턴건축사무소가 공동 개발 중인 고층의 수직형 식물공장은 풍력 및 태양력 등의 신재생에너지를 사용하고 있으며, 고층 설계로 재배면적이 크게 증가했다. 또한 수확량 측면에서도 동일 면적의 야외 농경지보다 10배 정도의 수확량의 결과를 얻었으며 30층의 수직 식물공장은 약 5만명에게 평생 공급할 음식을 생산해낼 수 있을 것으로 추정하고 있다.
일본과 네델란드 사례를 중심으로 ‘외국의 식물공장 연구동향’에 대해 발표한 전남대 농업생명과학대학 이정현 교수는 “식물공장은 식물에 대한 생태학적인 충분한 지식과 더불어 원예과학, 시스템 공학의 공조가 필요한 분야”라면서 “특히 광원 외에도 많은 에너지를 필요로 하기 때문에 적합한 시스템이 갖춰지지 않는다면 투자비용뿐 아니라 유지관리 비용도 많이 들 것”이라고 설명했다. 그는 또 “일단 소비자에게 식물공장을 알리기에 앞서 지자체별로 참여해 산업적으로 발전시켜야 한다”고 말했다.
그의 발표에 따르면 현재 식물공장은 대부분 작물이 자동으로 옮겨지는 등 공장처럼 자동화시스템화 된다. 네덜란드에서는 손이 많이 가는 채소로 알려져 있는 토마토를 생산하기 위한 식물공장에서 이동식 커트시스템을 이용하고 있다.
그러나 문제는 한 부분이라도 오류가 나면 전 시스템의 가동률이 급격히 떨어진다는 것이다. 대표적인 사례가 바로 네덜란드 장미식물공장이다. 2년간 거액을 투자해 장미를 생산할 수 있는 식물공장을 조성했지만 일부 시스템의 오류로 작물생산성이 크게 떨어졌고 적자가 늘어 결국 부도가 났다.
광원의 경우, 인공광을 이용하는 경우와 인공광과 자연광을 혼합하는 방식이 모두 연구되고 있는 것으로 드러났다. 특히 네덜란드의 경우, 연구가들 사이에서 LED 부분에 대한 논란이 다수 일고 있다고 한다. 현재 네덜란드는 고압나트륨과 LED 중 어느 방식이 광 이용효율이 더 높은지에 대한 연구가 계속 진행되고 있다.
<한국 식물공장 연구 동향>
남극 컨테이너 식물공장, 25종류 채소 재배 중
인성, 식물공장 연구 지속…제로에너지화 목표
남극의 경우 한겨울인 5~9월은 영하 23도에 달하며 통행이 불가능하다. 따라서 컨테이너는 환기가 가능하도록 2중으로 만들었다. 찬 공기가 바로 유입되는 것이 아니라 한번 걸러진 공기가 유입될 수 있도록 한 것. 또한 준비실 내 공기조화시스템을 설치했다. 또 모든 면을 코팅해 반사될 수 있도록 했으며 이로써 광 효율을 30% 정도 높였다. 채소류는 새싹채소 5가지, 어린잎채소 10가지, 쌈채소 10가지 총 25종류를 우선 재배하고 있다.
한편 엄 박사는 “하우스 재배 식물과 식물공장 재배 식물의 영양소 차이는 거의 없다는 결과가 나왔다”면서 “다만 비타민이 조금 줄었고 엽록소는 높은 정도였다. 이 부분은 LED 파장 연구로 해결할 수 있을 것이다”고 밝혔다.
현재 농촌진흥청은 식물생산공장 시스템과 자동화기술 연구에도 심혈을 기울이고 있다. 대표적인 시설물이 바로 포트를 이송해 상토를 충전하는 상토충전시스템, 초음파 가습을 이용한 발아기, 이식기 등이다.
농촌진흥청 생산자동화기계과 이영희 과장은 “농촌진흥청에서는 식물공장용 이식ㆍ정식ㆍ수확로봇 등 무인화ㆍ자동화 생산시스템을 연구하고 있다. 특히 상추와 같은 작은 씨앗의 경우 인력으로 하기 어려워 로봇 등의 자동화시스템이 더욱 유용하게 이용될 수 있을 것으로 예측된다”고 밝혔다.
또한 그는 “하지만 우리나라의 식물공장 생산시스템 자동화는 기초단계다. 해외의 경우 온도, 습도 광 등의 환경조절과 제어시스템 등 고도화 기술까지도 상용화 단계까지 왔다”면서 “IT강국인 만큼 우리나라도 발전가능성은 클 것으로 본다”고 말했다.
국내 민간 식물공장은 용인식 죽전동에 위치한 (주)인성테크, 구미시 구평동에 위치한 (주)카스트엔지니어링, 용인시 신갈동의 (주)와이즈산전 등이 있으며 전주생물소재연구소 등에서도 관련 연구가 진행되고 있다.
이날은 민간 대표로 인성테크의 김인수 대표가 참석해 인성테크의 식물공장 운영사례에 대해 발표했다.
인성테크의 식물공장은 LED를 이용하고 있으며 7단으로 총 5개 베드가 구성돼 있다고 한다. 또 물을 절약하기 위해 양액을 1~2달까지 사용하는데 엽채류별로 양액을 다르게 사용하고 있다. 향후 양액을 아예 쓰지 않는 시스템을 만드는 것이 목표라고 밝혔다.
그는 또 “우리의 최종 계획은 유리온실과 실내 식물공장이 조화돼 에너지가 전혀 필요 없는 ‘제로에너지 식물공장’으로 만들어 가는 것”이라면서 “향후 아웃도어형 시스템을 만들어 도시인들이 누구나 쉽게 농사를 지을 수 있게 하는 것이 목표”라고 밝혔다.