식물공장의 한계를 극복하다

식물공장은 1957년, 덴마크 크리스텐센의 한 농장에서 컨베이어벨트로 작물을 옮기고 고압 나트륨램프로 부족한 햇빛을 보충한 데에서 시작됐다. 식물공장은 식물 재배에 필요한 빛, 공기, 온도 등을 인위적으로 조절해 농산물을 생산하는 시설로, 자연의 영향을 받지 않고 생산 계획에 따라 생산하는 모습이 공장 같아 ‘식물공장’으로 불리게 됐다.

1990년대 초, 식물공장은 나트륨램프가 LED 빛으로 교체되면서 식물에 따라 빛을 조절할 수 있게 됐고, 빛의 세기가 높아지면서 본격적으로 실용화 단계에 접어들게 됐다. 실내 온도를 일정 부분 올리는 비닐하우스와 달리, 식물공장은 외부 환경을 100% 차단 가능해 식물 환경 조절이 가능해졌다. 기존 농법에 비해 생산량이 뛰어나고, 땅을 적게 차지함에 따라 도심·근교에 짓게 돼 물류비도 절약할 수 있었다.

하지만 식물공장에는 커다란 문제점이 하나 존재했다. 수경재배 방식을 활용하기 때문에 상당한 양의 물이 필요하다는 것이었다. 과도한 물소비로 인한 문제점이 대두되자, 미국에서는 물 소비를 줄이는 새로운 재배방식의 식물공장을 개발하게 되는데, 그것이 바로 ‘에어로팜’이다.

물 소비를 줄이는 친환경 에어로팜

‘세계 농업계의 애플’이라 불리는 미국 뉴저지주 뉴어크시에 위치한 식물공장 ‘에어로팜(Aerofarms)’은 기존의 수경재배 방식처럼 식물의 뿌리를 물에 담그거나 흙에 심지 않고, 특수 제작된 천(Cloth Medium) 밑으로 식물의 뿌리를 내려 재배하는 획기적인 식물공장의 형태를 고안해냈다.

에어로팜은 영양분과 물, 산소를 안개처럼 분사해 식물의 뿌리와 줄기에 공급하는 방식으로 일반 농업보다 95%가량 적게, 기존 식물농장의 수경재배보다는 40%가량 적은 양의 물을 사용한다. 또한 식물 생장에 최적화된 LED 자동화 시스템을 개발해, 식물 생장에 필요 없는 빛을 없애 수확량을 기존 식물공장보다 75%나 향상시켰다.

9m 높이의 복층형 식물 화분에서 재배하기 때문에 면적당 연간 생산량이 일반 농장보다 390배 뛰어나고, 재배 기간은 15일에 불과해 일반 재배와 비교했을 시 높은 효율성을 보여준다. 또한 에어로팜은 13만 개의 데이터를 모니터링하고 분석 및 예측을 통해 수확하고 있어 고품질을 일관성 있게 유지한다.

물의 사용을 대폭 줄인 친환경 농법과 빅데이터를 활용한 스마트팜의 조화를 이룬 에어로팜. 이런 연유로 가까운 미래의 식량 문제와 농경지 부족 문제를 유연하게 대처할 해결책으로 에어로팜이 주목 받고 있다.

국내의 미래형 식물공장 사업 본격 추진

지난해 7월, 송하진 전북도지사를 포함한 한국 방문단은 전북의 3대 주요 정책 중 하나인 ‘ICT를 접목한 스마트팜 혁신밸리 조성’ 등의 정책 발전을 위한 우수기업의 선진사례를 벤치마킹하기 위해 미국의 에어로팜 공장을 직접 방문했다. 전북 방문단은 이번 방문을 통해 지식·기술 기반 창업교육과 사업 자금 지원 등 기술창업 유도에 관한 정책을 벤치마킹하고, IT와 금융, 투자, 관광 등을 아우르는 모든 분야에 걸쳐 혁신형 창업 생태계 조성에 활용한다고 밝혔다.

국내에서는 ‘미래형 식물공장’ 사업화를 본격 추진 중이다. LG유플러스는 국내 식물공장 1위 기업 ‘팜에이트’와 협력해 국내 최초로 지하철 상도역에 자율제어 및 식품안전이력관리가 가능한 ‘미래형 식물공장’을 만들고 있다. 이를 위해 LG유플러스는 스마트팜 통합관제 플랫폼을 제공하고, LG CNS는 블록체인 솔루션 ‘모나체인’을 활용해 식품안전이력관리 시스템을 구축하고 있다. 팜에이트는 상도역 내 실증 테스트 베드와 작물 재배 및 운영을 담당한다.

팜에이트 강대현 부대표는 “미래형 식물공장을 통해 도심 농업의 지속 가능성을 제공하고, 일자리를 창출하는 데 큰 도움이 될 것으로 기대한다”고 국내의 친환경 식물공장의 밝은 미래를 전망했다.