지구온난화, 사막화와 같은 심각한 기후변화로 인해 세계적으로 식량 생산에 차질을 빚으면서 농산물 가격이 급등하고 식품관련 산업의 리스크가 증가하고 있다. 이러한 가운데 ‘식물공장’은 안정적인 식량 확보와 플랜트 기술로 대외 경쟁력을 강화할 수 있는 수단으로서 주목받고 있다.
식물공장은 환경제어와 자동화 등 작물 재배에 필요한 첨단기술을 이용하여 공업제품을 생산하는 것과 같이 시설 내에서 기후와 지역에 구애 받지 않고 농작물을 연중 생산할 있는 재배시스템을 뜻한다. 본지는 고부가 가치 작물 생산시스템으로 각광받고 있는 식물공장의 현황, 앞으로의 활용도를 살펴보고 식물공장이 산업으로 발전하기 위해 어떤 점검이 필요한
지 짚어봤다.
무농약 친환경 생산 가능·CO2 저감 기대
우리나라 농업은 생산 정책을 통해 괄목할만한 성장과 발전을 보여 왔다. 그러나 1차 생산만으로는 성장의 한계에 도달하면서 농업의 범위를 6차산업(1차+2차+3차)+α로 확대가 필요해 졌다. 이러한 가운데 농업생산물이 보다 많은 부가가치를 가질 수 있는 IT, BT, NT를 종합적으로 이용하여 각광받는 것이 바로 식물공장이다.
식물공장은 기존 노지재배와 달리 실내에서 농약을 사용하지 않아 친환경적인 생산이 가능하며 농약에 드는 비용까지 제로화할 수 있는 장점이 있다. 때문에 고기능성 작물 예를 들어, 항산화 요소가 포함된 상추와 같은 제품을 만들어 낼 수 있어 소비자가 원하는 안전한 먹거리를 수용하고 소비자 기호에도 부응할 수 있다. 특히 식물공장이 환경적 측면에서 주목받
는 점은 기존 식물재배 시스템에서 할 수 없는 기상이변에 대한 대응책으로 CO2를 저감하고 식물공장 내에서 자원의 재활용이 이뤄져 환경오염을 방지할 수 있다는 것이다.
기존 식물재배 시스템은 생산지가 소비지인 도시와 떨어져 있어 원거리 운송과정에서 CO2가 많이 배출됐지만, 소비자가 필요한 장소에서 수급이 가능해지면 작물의 전 Lifecycle 과정에서 운송과정이 줄어 들기 때문에 CO2가 감소된다.
대량생산 체제 통해 시장 접근·상용화 해야
현재 실질적으로 가장 식물공장의 기술력이 앞서있는 곳은 일본이다. 현재 일본의 식물공장 사업은 이미 상용화에 접어들어 대량 생산 체제의 식물공장을 운영 중이며, 고부가가치 품목의 실용화가 빠르게 진행되어 시장 확대가 가속화될 것으로 보인다. 이러한 흐름과 함께 우리나라도 식물공장에서 수익을 창출할 수 있도록 노력하고 있다.
최근에는 농림축산식품부가 올해부터 식물공장을 시범적으로 지원한다고 밝혔다. 정부는 그동안 식물공장의 민간 주도사업화에 한계가 있음을 판단, 이번 시범지원을 통해 식물공장의 기술력을 더욱 발전시키고 면밀한 경제성 분석을 병행하여 향후 상용화에 대비한다는 계획이다. 국내 식물공장 시장은 2010년 50억 원 시장에 불과했지만, 2012년 500억 원으로 무려 10배가 성장했으며, 2018년에는 33억원 시장 규모로 추정되고 있다. 하지만 선진국과 기초 기술격차가 많이 줄어들었음에도, 국내 식물공장은 아직 연구용, 전시용이 대부분이며 대량생산 체제를 통한 시장 접근 및 상용화는 부족한 실정이다.
한국농촌경제연구원 김연중 연구위원은 “식물공장 보급이 늦어지면 민간기업의 손해가 커질 가능성이 높다. 정부는 초기 설치 투자비 지원 및 R&D 투자를 통해 식물공장의 생산성과 품질을 향상시킴으로써 보급에 힘써야 한다”고 강조했다.
경제성 확보위한 운영비 절감·고부가가치 품목에 대한 지속적인 연구 필요
비용절감이 필요한 부분에는 먼저 식물공장을 짓기 위한 ‘시설 비용’이 있다. 이 부분이 해결되지 않은 이유 중 하나는 지금까지 국내 식물공장이 ‘주문형’에 가까웠기 때문이다. 이렇다보니 식물공장의 표준화가 아직까지 이뤄지지 않은 상황이다. 식물공장이 보급되면 표준화를 통한 시설비용의 원가절감이 필수적인데 정부의 지원이 필요한 부분이다.
다른 한 가지는 작물을 생산하는데 드는 ‘생산비용’이다. 생산비용은 크게 ‘조명비용’과 ‘공조비용’으로 나뉘는데 통틀어 ‘에너지 비용’이라고 한다. 먼저, 조명 비용은 식물공장 생산비 중 가장 비용이 많이 드는 부문 중 하나로, 식물공장이 자연 상태의 태양광이 아닌 인공조명인 LED, 형광등을 사용하는 데 드는 비용이다.
이를 위해 LED 기술을 식물공장에 적합하도록 개발하여 공급가격을 지금보다 낮출 수 있어야 한다. 또 공조비용은 압축된 실내 공간에서 조명을 사용할 때 발생되는 열을 냉각시키는 데 드는 비용이다. 기업들은 두 에너지 비용 절감을 위한 기초기술의 R&D를 조속히 추진해야 한다.
고영태 숭실대학교 식물공장융합기술연구소장은 “그동안 국내 식물공장은 하나의 ‘생산시스템’으로 갈 수 있는지에 대한 고민이 부족했다”면서 “시설비용과 생산비용을 줄이기 위한 정부와 기업의 노력이 필요한 시점”이라고 강조했다.
아울러 중요한 것 중 하나는 식물공장에 적합한 ‘작물 선정’이다. 예를 들어 상추가 재배되어 시장에 나왔을 때 소비자를 대상으로 기존 상추와 경쟁하기는 쉽지 않다. 때문에 식물공장에는 생산원가가 높아도 되고, 노지재배할 경우 문제가 되는 작물 또는 농약이 많이 드는 작물 선정으로 시장 차별화 노력이 필요하다. 한 가지 우려되는 점은 앞으로 정부의 초점이 기능성 작물에만 맞춰질 가능성이 높다는 것.
고영태 소장은 이런 접근방식이 “식물공장 사업을 일단 시작하는 데 의미를 두는 것 일뿐, 장기적인 관점에서 옳지 않은 방식”이라며 “식물공장이 산업으로 자리 잡으려면 정부는 지금 원가부담이 있더라도 본 취지인 고기능성 식물을 키울 수 있도록 사업을 균형 있게 추진해 나가야 할 것”이라고 피력했다.
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소비자 인식 전환위한 적극적인 홍보 절실
한편 국내에서 식물공장 수급이 어려운 원인중 하나는 식물공장에 대한 소비자 인식이 현저히 낮기 때문이다. 한국농촌경제연구원의 식물공장에 대한 소비자인식 조사 결과에 의하면, 전체 응답자 중 36%만이 식물공장에 대해 알고 있었으며, 이중 구매경험이 있는 경우는 47.2%에 불과한 것으로 나타났다. 국내 식물공장 수가 적고 시설 보급도 미흡한 현실을 고려할 때, 생산품을 소비하는 소비자가 없기 때문으로 보인다. 때문에 정부가 식물공장에서 생산되는 생산품에 대한 적극적인 홍보에 중점을 둬야한다는 필요성이 제기되고 있다.
가까운 일본의 경우 식물공장에서 생산되는 제품이 마트에서 약 30%이상 비싸게 팔리고 있는데, 이에 대한 당위성 즉, 식물공장의 도입 목적, 생산되는 제품의 기능과 안전성에 대해 정부차원의 지속적인 홍보가 있었다. 그 결과 일본은 식물공장에 대한 소비자 인식도가 성공적으로 형성됐다. 고영태 소장은 “식물공장의 제품을 생산하는 기업에서 제품에 대한 홍보를 하기는 쉽지 않다. 식물공장이 국내에서 산업으로 자리 잡으려면 정부는 작물 생산 등 기술적인 부분을 기업에 맡겨두고, 국민에게 식물공장의 생산품이 안전하고 믿을 수 있는 식품이라는 것에 대한 대대적인 홍보를 해야한다“면서 식물공장에 대한 소비자의 인식도를 높이는 것이 중요하다고 강조했다.
각 분야의 실질적인 co-work·농업 전문가의 노하우 활용이 핵심
최근에 한 가지 주목할 점은 그동안 농업분야 기관 중심으로 이뤄져 왔던 식물공장에 대해 산업통상자원부, 미래창조과학부 등에서도 관심을 보이고 있다는 점이다. 이는 식물공장이 이제 하나의 ‘산업’으로 간주되고 있다는 증거이기도 하다.
문제는 각계에서 식물공장에 대한 활용가치에 주목하고 있음에도, 아직까지 각 분야의 ‘소통’, 실질적인 융합과 교류는 부족하다는 점이다. 분명한 것은 식물공장 사업으로 우수한 고기능 작물을 재배하기 위해서는 ITC전문가들만의 힘으로는 한계가 있으며, 농업분야의 전문가들의 노하우 즉, 작물에 문제가 발생하기 전 작물의 특성 등을 판단할 수 있는 경험과 직관이 필수적이라는 것. 이에 따라 농업 연구기관을 포함한 각 분야의 관련 연구자들의 공동 연구개발을 통한 실질적인 co-work가 필요한 시점이다.
한 가지 우려되는 것은 식물공장 사업의 중심이 ITC분야로 치우칠 가능성이 높다는 것. 고영태 교수는 “농업분야가 실제적인 주도권에서 배제될 경우 식물공장은 실질적인 경쟁력을 갖추기 힘들다. 정부 측에서 농업분야 전문가들의 경험 및 노하우를 활용할 수 있는 방안을 시급히 마련해야 한다”고 내다봤다. 이는 식물공장에 적합한 맞춤형 종자를 만드는 것, 즉 ‘육종’이 필수적이기 때문이다. 농업 전문가가 식물공장에 적합한 육종을 하면, 국가는 재산권을 행사하여 1차적으로 보급할 수 있는 정부차원에서 R&D방향을 재정립해야 할 것이다.
경기도 농업기술원 스마트 식물공장, 카타르 진출 눈앞에
한편 경기도 농업기술원이 개발한 첨단 ‘스마트 식물공장’이 국내 농업기술로는 처음으로 중동지역의 카타르 진출을 앞두고 있어 화제다. 지난 4월초 중동지역을 방문한 경기도 대표단은 카타르에 식물공장 진출을 제안하고 실무 협상을 했다. 경기도측은 방문성과로 차질 없는 경기도 식물공장 추진과 중동지역 수출 가능성 발견 등을 꼽았다. ‘스마트 식물공장’은 경기도 농업기술원이 2010년 첨단 정보기술(IT) 융복합 기술을 접목해 개발한 첨단 작물재배 유리온실로, 전기를 태양광발전으로 이용하고 시설 내 냉난방 공조를 지열로 사용하는 시스템을 갖춘 것이 특징이다. 경기도 농업기술원의 이상덕 박사는 “실 협약이 체결되면 기술원이 중동지역 환경에 적합한 식물공장의 표준모델을 개발하게 된다. 일단 카타르 지역에 300평 규모의 파일럿 플랜트를 구축하고, 이에 필요한 채소류 등 필요작물에 대한 현장 실증할 것이다. 이번 프로젝트가 성공적으로 성사되면 중동지역 17개국이 속한 사막연합체 기구(CDLA)를 통해 식물공장 플랜트를 확대 보급함으로써 수출할 계획”이라고 전했다.
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표준화 기술 확보 통해 플랜트 수출산업으로 키워야
이처럼 국내 식물공장 사업은 앞으로 식량수급 안정, 식량안보의 관점에서 당장 실현하기 힘든 국내 곡물자급률을 올리는 것이 아닌 ‘플랜트 수출산업’으로 키우는 데 초점이 맞춰져야 할 것으로 보인다. 특히, 수출산업의 효과를 낼 수 있는 시장이 카타르와 같은 중동국가, 사막연합체 기구(CDLA)이다. 중동국가의 대부분은 자본은 풍부하지만, 열악한 환경조건 때문에 식량의 90%를 해외수입에 의존하고 있다. 때문에 직접 만들어 먹을 수 있는 안전한 먹거리를 제공한다는 점에서 식물공장을 상당히 매력적으로 보고 있으며 투자의지도 보이고 있다. 이러한 중동국가에 해결책을 제공해 줄 수 있는 나라가 현재 일본과 우리나라이다.
지금 일본은 플랜트 산업으로서의 식물공장에 중점을 두고 철저하게 준비 하고 있다. 우리나라도 ‘치열한 경쟁’을 앞두고 조속히 수출을 염두한 기술개발에 매진해야 한다. 고객에 맞는 수출형 식물공장을 위해 국제 표준화 기술을 마련해야 한다. 정부가 식물공장을 획기적인 산업분야의 하나로서 플랜트 수출산업으로 키울 수 있도록 점검하고 투자할 때다. 아울러 농업기술 전문가들의 적극적인 참여, 세계 최고의 국내 IT·생산기술의 힘을 모아져야 할 것이다.
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