저자: 장차오친. 출처: 디지타임스

인구의 급격한 증가와 도시화 추세는 수직농업 산업의 발전과 성장을 촉진할 것으로 예상됩니다. 수직농업은 식량 생산의 여러 문제점을 해결할 수 있는 잠재력을 지니고 있지만, 지속 가능한 식량 생산의 해법이 될 수 있을지에 대해서는 전문가들이 여전히 해결해야 할 과제가 많다고 보고 있습니다.

푸드 네비게이터(Food Navigator)와 가디언(The Guardian)의 보고서, 그리고 유엔의 조사에 따르면, 세계 인구는 현재 73억 명에서 2030년 85억 명, 2050년 97억 명으로 증가할 것으로 예상됩니다. 유엔식량농업기구(FAO)는 2050년 인구 증가에 필요한 식량을 공급하기 위해서는 식량 생산량을 2007년 대비 70% 증가시켜야 하며, 2050년까지 전 세계 곡물 생산량을 현재 21억 톤에서 30억 톤으로 늘려야 한다고 추산합니다. 또한 육류 생산량은 두 배로 늘려 4억 7천만 톤에 달해야 합니다.

일부 국가에서는 농업 생산을 위한 토지 면적을 조정하거나 늘리는 것이 반드시 문제 해결로 이어지는 것은 아닙니다. 영국은 국토의 72%를 농업에 사용하고 있지만 여전히 식량을 수입해야 합니다. 영국은 제2차 세계 대전 당시 사용했던 방공호를 온실 재배에 활용하는 등 다른 농업 방식을 시도하고 있습니다. 이 아이디어를 처음 제안한 리처드 밸러드는 2019년에 재배 범위를 확대할 계획입니다.

한편, 물 사용 또한 식량 생산에 걸림돌이 됩니다. OECD 통계에 따르면 물 사용량의 약 70%가 농업에 사용됩니다. 기후 변화 또한 생산 문제를 악화시키고 있습니다. 도시화로 인해 급증하는 도시 인구를 부양해야 하는 식량 생산 시스템은 농촌 노동력 감소, 토지 및 수자원 부족이라는 문제에 직면하고 있습니다. 이러한 문제들이 수직 농장 개발을 촉진하고 있습니다.
수직 농장의 낮은 이용률은 도심 농업 생산의 가능성을 열어주고, 도시 소비자에게 더욱 가까이 다가갈 수 있도록 해줍니다. 농장에서 소비자까지의 거리가 줄어들어 전체 공급망이 단축되고, 도시 소비자들은 신선하고 영양가 있는 식품을 더욱 쉽게 접할 수 있게 됩니다. 과거에는 도시 거주자들이 건강하고 신선한 식품을 구하기 어려웠지만, 이제 수직 농장은 주방이나 뒷마당에 직접 설치할 수 있습니다. 이것이 바로 수직 농장 개발이 전달하고자 하는 가장 중요한 메시지입니다.

또한, 수직농업 모델의 도입은 전통적인 농업 공급망에 광범위한 영향을 미칠 것이며, 합성비료, 살충제, 제초제와 같은 전통적인 농업용 약품의 사용량이 크게 줄어들 것입니다. 반면, 최적의 기후 조건 유지와 수자원 관리를 위해 냉난방 시스템 및 제어 시스템에 대한 수요는 증가할 것입니다. 수직농업은 일반적으로 햇빛을 모방하는 특수 LED 조명과 기타 장비를 사용하여 실내 또는 실외 건축 환경을 조성합니다.

수직 농장의 연구 개발에는 앞서 언급한 환경 조건 모니터링 및 물과 미네랄 사용 최적화를 위한 "스마트 기술"이 포함됩니다. 사물 인터넷(IoT) 기술 또한 중요한 역할을 할 것입니다. IoT 기술을 활용하여 식물 생장 데이터를 기록하고, 작물 수확 과정을 추적하여 다른 장소에 있는 컴퓨터나 휴대폰으로 모니터링할 수 있습니다.

수직 농장은 더 적은 토지와 물 자원으로 더 많은 식량을 생산할 수 있으며, 유해한 화학 비료와 살충제로부터도 멀리 떨어져 있습니다. 그러나 수직 농장의 층층이 쌓인 선반들은 전통적인 농업 방식보다 더 많은 에너지를 필요로 합니다. 창문이 있더라도 다른 제약 조건들 때문에 인공 조명이 필수적인 경우가 많습니다. 온도와 습도를 조절하는 시스템은 최적의 생육 환경을 제공하지만, 이 또한 에너지 소비가 상당합니다.

영국 농무부 통계에 따르면, 온실에서 재배되는 상추에는 연간 재배 면적 1제곱미터당 약 250kWh의 에너지가 필요한 것으로 추산됩니다. 독일 DLR 연구센터의 관련 공동 연구에 따르면, 동일한 규모의 수직 농장은 연간 무려 3,500kWh의 에너지를 소비하는 것으로 나타났습니다. 따라서 에너지 사용 효율을 개선하는 방법은 향후 수직 농장 기술 개발에 있어 중요한 과제가 될 것입니다.

게다가 수직 농장은 투자 자금 조달에도 어려움을 겪습니다. 벤처 투자자들이 손을 떼면 사업은 중단될 수밖에 없습니다. 예를 들어, 영국 데번의 페인턴 동물원은 2009년에 설립된 초기 수직 농장 중 하나로, 버티크롭(VertiCrop) 시스템을 이용해 잎채소를 재배했습니다. 하지만 5년 후, 추가 자금 부족으로 이 시스템 역시 역사 속으로 사라졌습니다. 후속 기업인 발센트(Valcent)는 이후 알테러스(Alterrus)로 이름을 바꾸고 캐나다에서 옥상 온실 재배 방식을 도입하려 했지만, 결국 파산으로 끝났습니다.