미래혁명 스마트 팜-식물공장

[pinetree]

농업이 달라지고 있다. 자동화, 기계화가 이루어지면서 농사짓기 편해지고 있습니다. 농사짓는로봇의 등장, 정보통신 기술과의 융합으로 농업은 첨단 산업이 되고 있습니다.

하임 레헤노 비치/히브리대 교수: 10~20년 내로 농업 관련한 잡일은 없어질 것입니다.

공간의 한계도 뛰어넘고 있습니다. 사막에서, 도시에서, 우주에서도 농사 짓는게 가능합니다.

농부1: 뉴욕주에 있는 우리 농장의 한 곳이죠.

농부2: 이 방은 다른 방과 좀 다릅니다. 훨씬 다양한 식물이 있죠.

환경과 기후를 통제하는 미래농업, 식물공장은 미래형 롤모델로 주목받고 있습니다.

농부3: 언젠가 식재료가 자동적으로 재배되는 경지까지 갈 것입니다.

농부4: 30년 후면 달에서 키운 식물들을 먹을 수 있을 겁니다.

한계를 뛰어넘는 첨단기술 식물공장은 우리의 미래를 어떻게 바꿔놓을까요?

미국 서부의 대도시, 로스앤젤스, 남가주 대학교(USC) 에는 특별한 볼거리가 있습니다. 캠퍼스 한 켠에 있는 특별한 공간, 원래 주차장으로 쓰였던 것을 도시농장으로 바꿨습니다. 기둥처럼 생긴 시설에서 호박, 가지, 청경채 등 채소가 자라고 있습니다. 농업벤처회사에서 개발한 설비로 작동원리는 단순합니다. 물을 끌어 올린 후 위치에너지를 활용해 작물에 물과 영양분을 공급합니다.

닉 스토일 릭슨/어반 파머스社 매니저: 바닥에 펌프가 있고 작동이 되면 물을 맨 위로 보내요. 그리고 밑 바닥까지 비처럼 내리면서 식물에 물을 공급해서 뿌리가 물을 흡수하고 나서 재사용돼요. 다시 처음 과정으로 돌아가서 순환하는 거죠. 이 재배방식으로 도시의 좁은 공간에서도 채소를 재배할 수 있는데요. 전기료 등 관리비용도 많이 들지 않습니다. 수확한 작물은 학교에서 경영하는 호텔에서 식재료로 사용하고 있습니다.

블레이크 클레빈저/남가주대(USC) 부설호텔 총주방장: 식재료로써 품질이 매우 좋죠. 아주 싱싱하잖아요. 매일 수확하기 때문에 싱싱하고 시장의 채소보다 품질도 뛰어나요.

주방장이 향한 곳은 호텔 주방(남가주대(USC)부설 호텔주방). 무농약으로 재배된 씻기만 하면 바로 먹을 수 있는데요. 신선해 보이죠. 이 건강식은 호텔에 묵는 손님들에게 인기가 높습니다.

질문: 어떤 맛인가요?

손님1: 정원 맛을 느낄 수 있고 아주 맛있어요.

손님2: 아주 신선해요. 누구나 좋아할 거예요.

미국최대도시, 뉴욕, 최근 도시 농업에 바람이 부는데 곳곳에서 옥상농업을 볼 수 있습니다. 뉴욕 근방에 에어로팜社, 먼지와 세균이 침입하지 못하도록 철저히 소독한 후 출입할 수 있습니다. 외부인의 출입을 까다롭게 통제하는 이곳은 실내에서 식물을 키워내는 식물농장입니다.

마크 오시마/에어로팜社 공동대표: 우리 식물공장 맞습니다. 뉴욕주에 있는 저희 공장 중의 한 곳이죠. 수직농장 중에서는 세계에서 생산량과 규모면에서 가장 큰 곳입니다.

좁은 공간에서 많이 생산하기 위해 열두단이나 재배단을 쌓아올렸습니다. 6300㎡의 면적에서 양상추, 양배추, 청정해 등 250여 종의 채소를 키워내고 있습니다. 그런데 농장의 흙이 보이지 않습니다.

마크 오시마: 천의 한 종류인데 100% 재활용된 플라스틱 합성 섬유입니다. 오랫동안 사용할 수 있고 재배가 끝나면 씻은 후 다시 씁니다.

흐르는 물도 볼 수 있습니다. 물과 양분은 어떻게 공급한 걸까요? 식물의 뿌리에 영양분을 섞은 물을 안개처럼 분사한 후 에어로폰닉 (aeroponic)이라는 분무재배방식을 쓰는데요. 물사용량을 획기적으로 줄일 수 있습니다.

데이비드 로젠버그/에어로팜社 공동대표: 분무재배는 직접 뿌리에 분사해서 물과 영양분을 공급하는 것입니다. 이런 방식을 쓰면 뿌리에 산소를 공급하기 더 쉽습니다. 때로는 건조할 수도 있고요.

여기선 중앙 컴퓨터가 24시간 감시하며 환경제어합니다. 식물성장에 필수인 이산화탄소도 자동으로 공급하고 공기도 순환시킵니다. 또 LED 조명이 햇빛을 대신합니다.

데이비드 로젠버그: 태양과 흙 없이 재배합니다. 야외에서 키울 때보다 물이 95% 절약됩니다. 또한 생산량은 야외보다 130배 많습니다.

일년에 천톤의 채소를 수확한다는데요. 무농약이면서 배송거리가 짧고 신선해 일반 채소보다 20% 비싸게 팔리고 있습니다. 이 회사는 앞으로 식물공장 재배기술과 설비를 수출할 계획입니다.

데이비드 로젠버그: 도시 근처 지역에서 생산됨으로 소비자는 신선하고 맛있는 채소를 먹을 수 있는 것이죠. 또한 맛도 차별화해서 경쟁력이 있다는 것을 깨달았습니다.

일본 도쿄의 긴자거리, 우리나라 명동처럼 일본에서 땅값이 가장 비싸고 번화한 곳입니다. 긴자에 위치한 고급 레스토랑, 건강식을 컨셉으로 하는 다양한 샐러드 메뉴가 특징입니다. 이곳이 유명한 또 다른 이유는 바로 이것, 식당내에 있는 식물공장입니다.

다니카와 유미/손님: 깜짝 놀랐어요. 처음 왔는데 이게 뭔가 했네요.

해롤 캠버/미국인: 농장팻말을 보고 왔어요. 수경재배에 관심이 많아서 어떻게 키우고 있는지 볼러구 들어 왔어요. 상추 루꼴라 캐이 등 다섯가지 종류의 채소가 재배되고 있는데요. 건물을 소유한 기업이 홍보목적으로 재배시설을 설치했다고 합니다. IT 기술 뿐 이니라 채소기술 노하우를 가진 전문가를 채용해 관리하고 있습니다. 정성껏 채소를 다루는 손길이 인상적이네요.

모리모토 가쓰리/실내농장 관리자: 고객을 만족시키는 것이 가장 큰 장점이죠. 농장설립 비용보다는 고객들이 안전한 음식을 맛있게 먹는 것이 가장 큰 장점이라고 생각합니다.

수확한 채소는 바로 위층에 있는 주방으로 옮겨집니다. 즉석에서 열가지 종류의 다양한 샐러드로 만들어진다는 데요. 음, 정말 맛있어 보이죠. 신선한 샐러드를 즐기는 손님들, 식물공장 덕분에 외국인 바이어들과 함께 방문하는 비즈니스의 명소로 자리 잡았습니다.

마리아/손님: 매우 신선하고 아삭아삭합니다. 정말 맛있어요.

마르코 벨라/독일인: 아주 맛있고 신선합니다. 아주 고급 샐러드예요. 빌딩 안의 농장은 본 적이 없어서 매우 놀랐죠. 정말 괜찮은 콘셉트예요. 독일에 소개하고 싶어요.

울산광역시 외곽에 위치한 농업벤처기업(에그로닉스社) 직원들이 뭔가를 열심히 심고 있는데요. 일년 남짓 자란 인삼모종입니다. 사실 이곳은 자동화 시스템으로 인삼을 재배하는 식물공장입니다. 인삼이 담긴 베드를 옮기는 일은 다름아닌 로봇이 담당합니다.

문수희/애그로닉스社 마케팅 과장: 이 로봇이 없으면 사람이 일일이 높은 곳에서 저 베드를 꺼내고 넣는 작업을 해야 하는데 그게 위험하기도 하고 작업 효율도 안나오고 그렇기 때문에 사람이 하기 힘들고 위험한 것들을 로봇이 대신하는 거죠.

6천 ㎡ 면적의 이곳은 국내 최대규모의 식물공장입니다. 옆 방에선 싹이 튼 인삼들이 자라고 있습니다. 이곳에서 석달만 키우면 3년근 인삼만큼 자라납니다. 비결이 뭘까요? 양분이 섞인 물을 안개처럼 뿌리에 분사하는데요. 이렇게 하면 물도 적게 쓰고 약용성분이 많은 잔뿌리도 빨리 자란다고 합니다.

첨단농법으로 재배되는 이 인삼들은 사포닌 함량이 높아 뿌리는 약용으로 잎과 줄기는 화장품 원료로 납품하고 있습니다. 부가가치 높은 한국형 식물공장으로 자리 매김하고 있습니다.

문수희: 식물공장을 운영하게 되면 일단 경제성입니다. 경제성과 수익성을 고려해 봤을 때 일반 채소류나 이런 것들은 투자 대비 수익이 많지 않다고 생각해서 특용 작물 위주로 고려하게 된 거고 인삼이 적합하다고 판단해서 재배하게 된 것입니다.

국토면적이 우리나라의 3분의 1 정도인 작은 나라 이스라엘, 크기는 작지만 세계적인 농업강국입니다. 이스라엘은 국토의 60%가 사막인데요. 연간 강수량이 50mm에 불과한 곳도 있습니다. 불리한 환경조건을 극복하고 어떻게 농업강국이 된 걸까요?  사막 한 가운데 여기저기 보이는 푸른 농장들, 비닐하우스 안에는 빨갛게 익은 토마토가 주렁주렁 열여 있습니다. 농장주 마얀씨는 18년 전부터 이곳 아라바 사막 지역에서 농사를 짓고 있습니다.

마얀 키트온/농장주: 시장에서 좋아하는 품종입니다. 색도 예쁘지만 너무 무르지 않고 단단하고 맛도 좋아요.

이스라엘에서 세계 최초로 개발한 점적관수 기술입니다. 호수에 구멍을 뚫어 물을 떨어지게 만드는 기술로 물 사용량을 95% 이상 줄일 수 있습니다.

마얀 키트온: 점적관수 방식은 이 아라바 지역에 도입하기 전에는 재배하기 힘들었고 이렇게 큰 농장을 건설하는 건 힘든 일이었죠.

점적관수 기술은 세계적인 기업 네타핌이 개발한 것입니다. 네타핌社는 화장품의 원료가 되는 호호바 농장을 가지고 있습니다. 땅 아래 묻어 놓은 점적관이 나무 뿌리에 물과 영양분을 공급하는데요. 컴퓨터가 땅의 습기를 감지해 물의 양을 조절하는 첨단 관개시설입니다.

아나탄 박/농장 매니저: 조금 파보면 여기는 매우 건조하지만 이쪽은 아주 축축합니다. 여기서는 집중적인 점적관수 방식으로 재배하기 때문에 해마다 좋은 품질의 열매를 많이 수확할 수 있습니다.

예루살렘 인근에 위치한 체리농장, 62세 농장주 메이르씨는 30년간 농사를 지어왔습니다. 그는 3년전부터 첨단기술을 농업에 활용하고 있습니다. 스마트폰 어플로 나무에 물을 주는 건데요. 스마트폰으로 농장 내에 있는 80개의 배관을 하나 하나 제어할 수 있습니다.

메이르 프라인한/농장주: 이 앱에 나와 있는 기능으로 뿌리거나 멈출 수 있습니다. 또한 서로 연결된 배관으로 물을 보낼 수도 있죠. 이런 방식을 써서 물사용량과 노동력이 획기적으로 줄었습니다. 물 주는 간격도 정밀해 지면서 당도 높은 체리를 생산할 수 있습니다.

메이르 프라인한: 예전에는 모든 배관을 일일이 수동으로 작동시켜 관리하는 일이 매우 힘들었죠. 요즘은 스마트폰 제어시스템을 통해 작업해서 문제가 발생해도 쉽게 대처할 수 있어요. 이제는 작업을 쉽게 빠르게 할 수 있죠. 새로운 세상이에요.

첨단기술을 융합한 이스라엘의 스마트 농법은 축산업 분야도 바꿔놓고 있습니다. 예루살렘 북부의 젖소 농장, 120 마리의 소가 일년에 100만 리터의 우유를 생산하고 있습니다.

질문: 이게 스마트폰 애플리케이션 인가요?

대답: 네, 스마트폰 앱은 클라우드와 연결됩니다. 이 972번 소를 스마트폰 앱에서 찾아봅시다. 972번 여기서 이 소의 모든 정보를 볼 수 있습니다. 이 소는 2016년 8월에 마지막으로 분만을 했습니다. 가장 최근에 수정된 날짜는 지난 1월 이고요. 이 소의 활동과 되새김에 대한 기록까지 볼 수 있죠.

미래의 농장을 보는 듯 합니다. 소에 목에 달린 센서에 비밀이 담겨 있습니다. 센서는 소의 움직임을 토대로 정보를 수집해 안테나를 거쳐 중앙서버로 보냅니다. (목걸이형 센서로 정보수집-농장 곳곳에 설치된 안테나-중앙서버에서 정보분석 및 처리-정보이용). 컴퓨터는 분석결과를 즉시 농부에게 알려줍니다.

오리인바/앱 개발회사 부사장: 실시간으로 정보를 보냅니다. 농부는 침대에서도 확인하며 다음날 할 일을 알 수 있습니다.

이곳에선 매일 두번 소젖을 짜는데요. 여기에도 첨단 기술이 동원됩니다. 젖을 짤 때도 목걸이형 센서를 통해 유축상황과 소의 생체정보가 수집됩니다. 모아진 정보는 실시간으로 농장사무실에 있는 컴퓨터로 전송됩니다. 한 시간에 몇 마리의 젖을 짰고 몇 마리 남았는지 우유가 얼마만큼 짠 것인지 알 수 있죠. 이 얼굴 표정은 유축이 너무 느리다고 소가 화를 내는 표시입니다. 스마트 기술을 도입하면서 젖짜는 작업효율은 높아졌고 소들의 건강과 우유의 질도 좋아졌습니다.

노아/농장주: 이 시스템을 사용한 후 아주 좋아졌죠. 소의 상태를 정확하게 바로 알 수 있어서 더 잘 관리할 수 있죠. 소의 건강이 좋아지니 우유의 품질도 괜찮아졌습니다. 예전에는 유축 중에 어떤 문제가 생겼다고 감지되면 시스템이 전부 멈춰버렸죠. 예전에는 문제가 있는 것을 몰라서 계속 그대로 우유를 짰습니다.

농업이 빠르게 변화하고 있습니다. 농사 짓는 로봇이 등장했고 ICT 기술을 활용한 스마트 팜이 늘어나고 있습니다. 감으로 농사 짓고 기후에 따라 좌우되던 시대는 끝났습니다. 식물공장은 농사의 영역을 확장하며 미래농업의 주역으로 떠오르고 있습니다. 식물공장기술이 가장 앞선 미국, 북동부 중심도시 보스턴의 식물공장을 운영하는 회사(프레쉬박스 팜스)를 찾았습니다. 철강공장으로 쓰이던 허름한 건물에 최첨단 식물 재배시설이 들어섰습니다. 15개의 컨테이너 안에서는 시금치, 상추 등 총 여섯가지 채소를 재배하고 있습니다. 여기서 수경재배로 채소를 키워내고 있는데요. 질산염 칼슘 등 성장에 필요한 영양분을 물과 함께 흘려보내는 방식입니다.

데이브 드코니/프레쉬박스 팜스 부사장: 물을 많이 쓰는 것 같지만 여기 물은 100% 재사용돼요. 물이 없어지는 유일한 경로는 증산작용을 통한 증발이 전부예요.

여러 색깔의 LED 조명이 햇빛을 대신합니다. LED 조명은 전기 요금을 획기적으로 줄일 수 있고 열이 발생하지 않아 식물의 성장을 촉진시킨다고 합니다.

데이브 드코니: 청색과 적색 조명이 있죠. 그 두 색의 빛을 식물이 가장 많이 흡수하죠. 특정 파장의 빛을 너무 많이 주면 안돼요. 식물의 성장을 방해할 수 있기 때문이죠. 그래서 여러 빛의 균형을 맞추는 것이 중요하죠.

이곳에서는 날씨와 관계없이 일년 내내 수확합니다. 일주일에 세번 출하하는데요. 플라스틱 칼로 상추를 잘라냅니다. 금새 채소가 다시 자라나 밖에서 보다 세 배 이상 수확량이 많다고 합니다.

데이브 드코니: 알맞은 수준으로 자르면 선반 내에서 다시 자랍니다. 언제나 비슷한 길이로 자르죠. 아주 빨리 다시 자라나요. 그래서 우리가 지속적으로 많이 수확을 할 수 있죠.

깨끗하게 재배돼 세척도 필요 없습니다. 수확후 바로 포장하는데요. 보스턴 지역 35곳에 마트와 레스토랑에 납품하고 있습니다. 신선도 유지를 위해 냉장 트럭을 이용합니다. 차로 10분 거리에 위치한 대형 마트, 식물공장에서 재배된 채소는 IT 전문가와 학자 등 지식 노동자가 많은 보스턴 지역에서 인기가 높습니다.

제니퍼 퍼라/손님: 이 채소는 이 지역 내에서 재배돼서 신선해 무농약 채소라서 구입하게 되었죠.

캐서린 스트렉/손님: 맛이 좀더 풍부해요. 다른 채소와 구별되죠. 신선하게 수확한게 느껴져요. 배송 과정에서 오랫동안 보관된 거랑 달라요. 정말 가치가 있어요.

식물공장사업은 미국에서 인기를 얻고 있습니다. 시카고 인근의 한 업체 (그린센스팜), 고객의 의뢰가 들어오면 주문을 받아서 채소를 생산하는 식물공장입니다. 붉은색 LED 조명 아래 자라고 있는 이것은 상추, 30여일 키우면 수확하는데요. 그 과정은 간단합니다. 노재 위에 10일 정도 성장 속도가 빨라 일년에 36번이나 수확합니다. 뿌리를 그대로 살려 포장하는 것이 이 회사만의 전략, 뿌리가 살아있어 한 주 이상 신선도를 유지할 수 있다는 점이 고객들에게는 큰 호응을 얻고 있습니다. 이 코코넛 퍼크 안에서 식물 뿌리가 자라고 있죠.

로버트 클린틀러/그린센스팜 대표: 뿌리가 있다는 것은 아직 살아있다는 증거에요. 우리 목표는 농장에서 고객에게 24시간 안에 도착할 수 있게 하는 거예요. 그래서 항상 신선해서 바로 먹을 수도 있고 3주 동안 보관할 수도 있어요. 뿌리가 살아 있기 때문에 항상 영양이 풍부하죠.

여기선 상추만 재배하는 것이 아닙니다. 바질, 민트, 차이브 등 다른 식물공장에서 보기 힘든 희귀식물들을 재배하는데 이른바 다품종 소량 생산이죠.

로버트 클린틀러: 이건 포아풀과 식물이에요. 새로운 슈퍼 푸드이자 해독제죠. 건강에 굉장히 좋습니다. 이건 허브의 왕인 바질입니다.

식물의 종류에 따라 LED 조명의 빛깔과 세기를 조절합니다. 이렇게 과학적으로 관리된 다양한 종류의 채소들은 인근 대도시 소비자들의 입맛을 사로 잡고 있습니다.

로버트 클린틀러: 여기서 생산되는 식물들은 고급 레스토랑이나 식료품 가게에 들어가요. 농약, 살충제, 유전자 변형이 없는 건강한 음식을 찾는 고객들을 위한 것이죠.

이 회사는 식물공장 기술과 시설을 수출하기도 하는데요. 추워서 농사짓기 어려운 나라와 물이 부족한 국가가 타겟입니다.

로버트 클린틀러: 덴마크, 노르웨이, 스웨덴, 핀란드, 아이슬란드에 식물공장 짓는 것을 이야기 중이에요. 또 차이완, 마카오, 싱가포르, 하이티, 피지, 호주, 중국 쪽과도 이야기하고 있어요.

세계적인 농업강국 네델란드, 이곳엔 특이한 식물공장들이 있습니다. 유리온실인 ‘란튤립’ 농장을 찾았습니다. 젊은 농장주 헤이들란씨, 그는 가업을 이어 년간 20만 송이의 튤립을 생산하고 있습니다. 튤립 모종을 키우는 곳입니다. 왜 이렇게 어두운 걸까요? 뿌리가 자라는 동안 햇빛을 보지 말아야 하기 때문입니다.

헤이들란/농장주: 이 저장실에 놔둔지 일주일 된 벌브(알뿌리)인데 뿌리가 좀 더 자라야 해서 일주일 더 둘겁니다.

뿌리가 충분히 자란 후에는 다른 장소로 이동하게 되는데요. 햇빛이 드는 그린 하우스로 옮겨집니다. 그런데 사람이 보이지 않습니다. 튤립이 심어진 컨테이너들이 스스로 위치를 찾아 가는데요. 신기하죠.  중앙컴퓨터에 컨테이너의 동선을 미리 입력하면 자동으로 움직이는 겁니다.

헤이들란: 컨테이너 이동에 대해 매일 제가 지시를 내립니다. 오늘 어떤 컨테이너를 옮기고 싶으면 어디로 이동시키고 싶은지 컴퓨터에게 알려줘야 합니다. 만약에 제가 지하 저장실에서 그린 하우스로 컨테이너를 옮기고 싶으면 몇 박스를 어디로 이동시키고 싶은지를 입력해야 합니다.

이제 꽃 봉우리가 올라오면 시장으로 출하됩니다. 다 자란 튤립을 옮기는 것도 자동으로 이루어지는데요. 꽃은 신선함이 생명, 시들기 전에 수확과 배송이 이루어져야 합니다. 첨단 시스템이 도입되면서 작업속도가 빨라집니다. 포장작업도 대부분 자동화되어 있습니다. 엑스레이 기계가 튤립을 차단하여 길이를 측정합니다. 그리고 비슷한 길이 끼리 자동으로 묶어줍니다.

헤이들란: 엑스레이 카메라를 통해 실시간으로 튤립 사진을 찍어서 길이를 봅니다. 튤립의 길이를비슷하게 하기 위해서 같은 길이를 잘라냅니다. 그리고 자동으로 10개 송이의 다발로 묶습니다.

2010년부터 이 시스템을 도입했는데요. 예전엔 20명의 사람들이 필요했지만 지금은 서너명으로 충분합니다. 작업속도가 빨라져 꽃을 신선하게 배송하게 되면서 유럽뿐만 아니라 미국, 아시아 등 세계 각지로 수출하고 있습니다.

헤이들란: 자동화 시스템이 도입되기 전에는 노동력이 많이 필요해서 허리도 아팠어요. 이제는 생산 과정이 아주 쉬워졌죠. 노동력이 줄었기 때문에 손으로 모든 걸 할 때보다 비용이 적게 듭니다. 그만큼 돈을 절약할 수 있습니다.

화석연료사용으로 이산화탄소의 양이 늘면서 지구온난화가 심각한 문제로 떠오르고 있습니다. 기후변화로 서식지를 잃은 동물들은 생존의 위협을 받고 있습니다. 온난화로 인해 사막화가 진행되면서 경작할 땅도 줄어들고 있습니다. 반면에 세계인구는 점점 증가하고 있는데요. 2011년 70억명이었던 세계인구는 2050년 약 100억명으로 늘어날 것으로 예상됩니다. 반면 일인당 경작지는 해마다 줄어들어 세계적인 식량난을 예고하고 있습니다. 이런 위기 상황 속에서 기후와 장소에 관계없이 농사를 지을 수 있는 식물공장이 식량문제 해결을 위한 대안으로 떠오르고 있습니다.

릭슨 데포미어/미국 컬럼비아대 교수: 기후변화로 인해 언젠가는 다 잃게 될 거예요. 언제일지 모르지만 일어날 거예요. 외부농사는 실패할 겁니다. 준비를 해야 해요. 실내농사가 미래입니다. 이렇게 수직으로 올라갈 거예요. 언젠가는 밖에서는 농장을 찾지 못할 거예요. 건물 안에 있겠죠.

마츠다 노보루/오사카 부립대 교수: 미래에는 지구의 기후변화로 이상기온이 계속되거나 물이 부족한 지역이 많이 발생할 것입니다. 식물농장은 기후현상에 상관없이 1년 내내 정기적으로 식물을 생산할 수 있어서 미래농업으로서 가능성은 크다고 봅니다.

이웃나라 일본에서는 식물공장이 미래농업의 중요한 화두입니다. 도쿄에서 한시간 거리에 있는 식물공장(이노베투社/시즈오카현), 일본 내에서 세번째 큰 공장인데요. 위생과 보안을 위해 출입을 까다롭게 통제하고 있습니다.

와다 히토시/식물공장 관리책임자: 이 쪽이 견학창입니다. 2층 짜리 구조로 되어 있고 1층에 프릴 양상추가 있고 이쪽에 보이는 것이 그린 리프(녹색), 레드리프(적색), 제일 오른쪽에 로메인 상추 이렇게 4종류입니다.

원래 제지공장이었던 것을 리모델링했다는데요. 제지사업보다 전망이 좋다는 이유로 4년전 식물공장으로 완전 탈바꿈 했습니다. 이곳에서는 햇빛 대신 적색과 흰색의 LED 조명을 씁니다. 송풍기를 통해 공기흐름을 조절하고 이산화탄소도 공급합니다. 빛, 온도, 습도 등 성장환경을 컴퓨터가 자동으로 관리합니다.

와다 히토시: 온도, 습도, 영양분 용액, 조명 시간의 균형이 중요합니다. 용액만으로 성장을 제어할수 있는 것은 아니고 이런 데이터 이용과 함께 식물상태를 실제로 만지고 보고 확인하는 것도 중요합니다.

네 가지 종류의 양상추를 한달 정도 키워 출하하고 있는데요. 하루에 만천 포기를 수확합니다. 수확과정이 간단해 인건비를 대폭 절감시켰고 옥상에 태양광 패널을 설치해 전기를 생산해서 관리비용을 줄이고 있습니다.

와다 히토시: 가게에서는 대략 200엔(약2천원) 정도고 이 작은 사이즈는 100엔(약1천원)입니다.

채소는 1시간 떨어진 학교나 마트, 식당으로 주로 납품합니다. 신선하고 무엇보다 무농약 야채라서 안심하고 먹을 수 있다는 점이 경쟁력입니다.

와다 히토시: 외부와 단절된 곳에서 전부 무농약으로 게다가 영양성분까지 관리된 채소를 먹는 것이죠. 하나의 테마로써 안전하고 안심할 수 있는 채소를 택하는 분이 많은 것 같습니다.

2011년 3월에 일어난 후쿠시마 원전폭발사고, 원전사고 이후 일본에서는 식물안전이 큰 잇슈로 떠올랐습니다. 먹을 거리에 대한 불안은 안전한 채소를 공급해 내는 식물공장에 대한 관심으로 이어지고 있습니다. 원전사고 이후 일본의 식물공장은 해마다 증가하고 있는데 대기업들도 식물공장사업에 뛰어들고 있습니다.

마츠다 노보루: 일본에서 식물의 안전성은 굉장히 큰 관심이죠. 올해는 후쿠시마 쪽 식물공장에서 기술연수도 할 예정입니다. 집 밖에서, 환경오염으로 농업생산이 되지 않는 지역에서도 완전 폐쇄된 형태로 가능하다는 것이 큰 의미가 있다고 생각합니다.

농업대학으로 유명한 오사카 부립대학교, 이곳에도 식물공장이 있습니다. 12개의 재배실에선 허브, 상추 등 네가지 식물을 재배하고 있습니다. 정부지원으로 기업과의 공동연구가 이루어지는 실내공장인데요. 일본정부는 식물공장을 미래 먹거리 산업으로 육성하고 있습니다.

와다 히토시: 일본정부가 식물공장을 육성하는 이유는 새로운 산업을 일으키기 위한 것이 첫번째입니다. 그리고 또 하나는 일본의 농촌도 지극히 고령화가 진행되고 있어서 기업형태의 농업으로 전환하기 위한 방법으로 이런 식물공장을 육성하고 있습니다.

식물공장 기술은 우주에서도 활용되고 있습니다. 3년전 세계 최초로 우주정거장 내에서 상추를 재배하는데 성공했습니다 (2015년 8월 국제우주정거장). LED 조명과 수경재배 시스템을 이용해 상추를 키웠는데 식물공장 기술이 우주농업을 가능하게 만든 겁니다.

라흐 마무닌/네델란드 바헤닝언대 교수: 스마트 농업이나 완전히 밀폐된 공간에서 이루어지는 도시농업은 우리가 화성에서 하려는 농업과 기본적으로 같은 것입니다. 우주농업은 스마트 농업에서 많이 배울 수 있습니다. 특히 여러 층에 걸쳐서 수직으로 재배하는 식물공장 기술을 통해 화성에서도 스마트 농업처럼 효율적으로 재배하는 방법을 연구하고 있습니다.

미국 중서부 애리조나 대학교의 우주농업 연구소, 원통형의 독특한 실험농장, 미항공우주국의 지원을 받아 만들어진 것입니다. 달이나 화성에서 식물을 키울 수 있는 기술을 연구하고 있다는데요. 재배시설 안으로 들어가 봤습니다. 내부는 푸른 빛의 채소들로 가득합니다. 상추 같은 잎채소 뿐만 아니라 감자 같은 뿌리 작물도 재배하고 있습니다. 우주에서 물은 희소자원인데요. 물을 아끼기 위해 영양분과 물을 섞어 순환시키는 수경재배 방식으로 키워집니다.

진 자크멜리/애리조나대 우주농업연구소 교수: 물이 흐르는게 보이죠? 식물이 이 물을 흡수하고 성장을 합니다. 흰 감자는 수확까지 75일 정도 걸리고 고구마는 80~100일 정도 걸려요. 우주에서 이런 식물을 계속 생산하는 효과적인 방법을 개발해야 해요. 그래야 우주비행사는 먹을 수 있는 충분한 식재료가 확보되죠.

빛, 온도, 습도 등 재배환경은 자동화 시스템으로 관리됩니다. 식물은 우주인들에게 식량 뿐만 아니라 물과 산소를 제공합니다. 또한 우주인이 배출한 이산화탄소는 식물이 흡수합니다.

진 자크멜리: 이 식물들이 한꺼번에 죽지 않게 하는 방법을 개발해야 해요. 왜냐하면 식물들의 잎을 통해 우주인들이 마실 수 있는 물을 만들고 이 식물들은 우주비행사들이 호흡하면서 생긴 이산화탄소를 산소로 바꿔주는 역할을 하기 때문이에요. 식물이 생명유지 장치인 셈이죠.

이런 연구를 통해 나사는 2030년까지 화성에 식물공장을 건설해 인간의 거주를 가능하게 만들 계획입니다. 식물공장 기술은 인류의 터전을 우주로 확장시킬 것입니다.

진 자크멜리: 미래에는 사람들이 진화하는 만큼 식물 재배 기술도 진화할 것입니다. 이 지구에서 멈추지 않고 재배기술이 다른 행성으로 옮겨진다고 믿어야 해요. 태양계 박으로 지속적으로 발전해야 해요.

한국농업은 고령화와 FTA 체결로 인한 시장개방 등으로 어려움을 겪고 있습니다. 이런 문제를 해결할 대안으로 식물공장이 떠오르고 있습니다. 인천의 한 대학병원(가톨릭 관동대 국제성모병원), 560병동 규모의 병원에 특별한 공간이 있습니다. 병원 한 켠에 위치한 녹색의 시설, 3300㎡ 면적을 가진 세계 최초의 병원내 식물공장입니다. 4년전 개원하면서 농촌 진흥청의 기술지원을 받아 만들어진 것이라는 데요. 상추 치커리 케일 등 18가지 종류의 채소를 수경재배 방식으로 키우고 있습니다. 순수 국내기술로 만들어진 식물공장, 컴퓨터가 자동으로 온도, 습도, 이산화탄소 등 환경을 제어합니다.

질문: 이 그래프는 뭔가요?

대답: 파란색은 습도 그래프고요, 빨간색은 온도 그래프, 노란색은 이산화탄소 그래프입니다.

오정심/식물공장 책임자: 기술은 전부 다 국내 기술이고요. 처음에 농진청에서 개발했던 다단재배 방식입니다. 에어컨 시스템이 아니라 공조실이 따로 있어서 이 부분만 저희는 공기순환을 따로 하고 있어요. 이런 공조시설도 저희에게 맞게끔 새로 설계해서 들어온 국내형 식물공장입니다.

식물공장은 밖에서도 들여다 볼 수 있습니다. 원예치료효과도 있어 정서적 안정이 필요한 환자들에게 도움이 되고 있습니다.

김종억/환자: 병원 식당에 갔더니 뜯어온 채소가 있길래 어디서 농장을 하나 그랬더니 여기 있네.농장에 심으니까 보기도 좋고, 깨끗하고.

수확은 1주일에 세번합니다. 깨끗한 환경에서 정밀하게 관리된 안정한 먹거리, 수확한 채소는 환자들에게 별식으로 제공된다고 합니다. 병원내 암치유센터, 암환자들의 식단을 관리하는 영양사에게 샐러드를 가져옵니다. 식물공장 채소는 암환자들의 식이요법에도 활용되고 있습니다

조아라/국제성모병원 암치유교육센터 영양사: 상추, 루콜라, 케일 여기에는 설포라판이라는 영양성분이 들어있는데 이 설포라판은 항암작용을 하는 굉장히 좋은 영양소예요.

거친 환경이 아닌 실내에서 자라나 일반채소보다 연하다는 데요. 소화도 잘 되기 때문에 환자들에게 반응이 좋습니다.

조윤자/환자(항암치료중): 일반채소는 아무래도 농약을 처리하잔하요. 그런 맛을 제가 느끼거든요.그런데 이거는 그런 느낌 없고 항상 깨끗하고 맛이 깨끗해요. 상큼하고 이런 거를 먹어서 몸에 활력이 생기는 것 같아요.

병원측은 지금까지 쌓아온 노하우를 바탕으로 새로운 사업을 꿈꾸고 있습니다. 항암 성분이 있는 약초를 재배해서 신약개발을 할 수 있는 미래형 식물공장을 만들 계획입니다.

정칠운/국제성모병원 암치유병원장: 주로 약초 또 일반 채소지만 약성분이 있는 것들, 그런 것을 위주로 해서 연구목적으로 재배하려고 하거든요. 그런걸 가지고 연구를 함으로써 일반인들한테 새롭게 전파할 수 있는 치료의 방법을 제공할 수 있도록 그런 걸 목표로 새 식물공장 건립을 하고 있습니다.

강원도 홍천, 특별한 농장이 있다고 해서 찾아가 봤습니다. 느타리 버섯을 키우는 농장인데요. 신기하게 병에서 자라난 버섯을 수확하고 있습니다. 4000㎡의 농장에선 매일 느타리 버섯 5톤을 생산할 수 있다는데요. 어떻게 가능한 걸까요?

김민수(40세)/버섯농장 대표: 병에다 담아서 키우는 이유는 기계화, 자동화가 가능하기 때문에 이렇게 하는 거고요. 대량 생산과 계획생산이 가능합니다.

젊은 농부 김민수씨가 이 농장의 주인입니다. 버섯을 키우는 여러 개의 방이 있는데요. 스마트폰을 누르자 불이 켜집니다.

질문: 불을 켠 거 잖아요? 이게 스마트폰으로 됩니까?

대답: 네, 제가 지금 스마트폰을 이용해서 불을 켠 겁니다.

스마트폰 앱을 이용해 농장을 무인으로 관리할 수 있습니다.

질문: 앱으로 그렇게 다 되는 거예요?

대답: 네, 앱을 이용해서 다 켰고요. 현장에서도 켤 수 있지만 이렇게 스마트폰을 이용해서 제가 어디에 있든지 빛도 켤수 있고 난방, 냉방, 환기, 가습까지 다 조절 할 수 있습니다.

이 농장은 첨단화된 버섯 식물공장이라고 할 수 있는데요. 버섯성장에 적합한 빛과 온도 습도 등을 미리 설정해 놓으면 컴퓨터가 자동으로 제어환경을 제어합니다. 스마트만 있으면 외부에서도 농장 안의 상황을 파악 할 수 있습니다.

김민수: 재배기간 동안에 어떤 식으로 재배가 흘러갔는지 보고 싶으면 이제 그래프를 누르고 들어가면, 잠깐만요. 제가 원하는 구간(시점)에 딱 클릭하면 습도 99.9%, CO2(이산화탄소) 1269ppm, 온도 17.6도,

김민수: 과거에 농민들이 현장방문을 해서 눈으로 보고 피부로 느끼고 감각에 의해서 키웠던 것들을 지금은 센서에 의해 정확한 수치와 데이터 값을 얻어서 수치를 조작하면서 키웁니다. 대학생 때 아버지를 도와 틈틈히 농장에서 일했던 김민수씨, 졸업후 아버지로부터 농장을 물려받은 이후 첨단시설을 갖춘 스마트 팜으로 바꿔 나갔습니다. 오랜만에 농장을 찾은 아버지, 이전에 농사 지을 때 보다 관리하기 편해졌다고 말합니다.

김석원(69세)/아버지: 내가 기를 때는 이렇게 자동화가 안됐고 인위적으로 사람이 해야 했거든요. 온도조절, 습도조절 같은 것 상당히 어려워요. 사실은 감으로 한다고, 그런데 이걸 보니까 나는 여길 자주 안오거든요. 아들을 믿고, 아주 마음이 흡족하고,

김민수: 대학 졸업후 더 공부할까 생각도 갖고 있었어요. 조금은 갖고 있었는데 와서 막상 보니까 의외로 비전이 있는 겁니다. 지금 흔히 말하는 블루오션이란 걸 여기서 저는 본 거죠.

버섯은 기후와 환경에 특히 민감한 작물입니다. 스마트 팜으로 바꾼 이후 과학적으로 관리하면서 균일하고 좋은 품질의 버섯을 생산할 수 있게 되었습니다. 이제는 년매출 30억원이 넘는 기업농으로 거듭났는데요. 젊은 농부가 꿈꾸는 미래는 어떤 것 일까요?

김민수: 앞으로는 스마트 농법으로 대부분 농사들이 다 바뀔 거라고 보고요. 그러한 과학적인 근거, 기술력, 그런 데이터들을 이용해서 재배하는 게 아마 평준화될 거라고 생각합니다. 그런 시스템을 이미 구축하고 있고요. 그것을 통해서 더 좋은 품질의 더 좋은 균을 만들어서 더 좋은 품질의 버섯을 만들려고 계획하고 있습니다.

수천년 동안 인류의 역사와 함께 해온 농업, 스마트 기술로 이제 농업의 패러다임이 바뀌고 있습니다. 장소를 초월해 어디서든 농사 짓는게 가능해졌고 우주에서 식량을 재배하는 것도 현실로 다가오고 있습니다. 온난화로 인한 기후변화가 심해질수록 식물공장은 더욱 각광 받을 것입니다. 식물공장에 인류의 생존과 미래가 달려 있는지도 모릅니다.

마츠다 노보루: 벼를 식물공장에서 키우는 연구가 일부 시작되었습니다. 그렇게 하면 곡물을 생산하는 것이 가능해 집니다. 채소 재배를 뛰어넘어 식물공장에서의 쌀 재배는 인류에게 크나큰 가능성이라고 생각합니다.

손정익/서울대 식물생산과학부 교수: 네트워크와 연결된 식물공장 이런 부분도 굉장히 중요할 거같고요. 최근 관심을 많이 얻고 있는 바이오산업과의 결합, 예를 들어 천연물 신약 소재를 만들기 위한 식물공장 이런 것도 굉장히 중요하겠고요.

딕슨 데미포어: 이제는 어디서든 음식을 생산할 수 있습니다. 사막에서도 남극에서도 식량을 재배할 수 있습니다. 사람이 사는 곳 어디서든 필요한 곳에서 생산할 수 있죠. 그것이 실내농업의 운명이자, 도시농업의 운명입니다. 끝. (KBS 스페셜 38화 “미래혁명 스마트 팜-2편 식물공장”에서 정리).

① 농업이 빠르게 변화하고 있습니다. 농사 짓는 로봇이 등장했고 ICT 기술을 활용한 스마트 팜이 늘어나고 있습니다. 감으로 농사 짓고 기후에 따라 좌우되던 시대는 끝났습니다. 식물공장은 농사의 영역을 확장하며 미래농업의 주역으로 떠오르고 있습니다.

② 미래에는 지구의 기후변화로 이상기온이 계속되거나 물이 부족한 지역이 많이 발생할 것입니다. 식물농장은 기후현상에 상관없이 1년 내내 정기적으로 식물을 생산할 수 있어서 미래농업으로서 가능성은 크다고 봅니다.

③ 식물공장 기술은 우주에서도 활용되고 있습니다. 3년전(2015년) 세계 최초로 우주정거장 내에서 상추를 재배하는데 성공했습니다. LED 조명과 수경재배 시스템을 이용해 상추를 키웠는데 식물공장 기술이 우주농업을 가능하게 만든 겁니다. 우주농업은 스마트 농업에서 많이 배울 수 있습니다. 특히 여러 층에 걸쳐서 수직으로 재배하는 식물공장 기술을 통해 화성에서도 스마트 농업처럼 효율적으로 재배하는 방법을 연구하고 있습니다.

④ 식물은 우주인들에게 식량 뿐만 아니라 물과 산소를 제공합니다. 또한 우주인이 배출한 이산화탄소는 식물이 흡수합니다. 이 식물들이 한꺼번에 죽지 않게 하는 방법을 개발해야 합니다. 왜냐하면 식물들의 잎을 통해 우주인들이 마실 수 있는 물을 만들고 이 식물들은 우주비행사들이 호흡하면서 생긴 이산화탄소를 산소로 바꿔주는 역할을 하기 때문이에요. 식물이 생명유지 장치인 셈입니다. 이런 연구를 통해 나사는 2030년까지 화성에 식물공장을 건설해 인간의 거주를 가능하게 만들 계획입니다. 식물공장 기술은 인류의 터전을 우주로 확장시킬 것입니다.

⑤ 수천년 동안 인류의 역사와 함께 해온 농업, 스마트 기술로 이제 농업의 패러다임이 바뀌고 있습니다. 장소를 초월해 어디서든 농사 짓는 게 가능해졌고 우주에서 식량을 재배하는 것도 현실로 다가오고 있습니다. 온난화로 인한 기후변화가 심해질수록 식물공장은 더욱 각광 받을 것입니다. 식물공장에 인류의 생존과 미래가 달려 있는지도 모릅니다. 벼를 식물공장에서 키우는 연구가 일부 시작되었습니다. 그렇게 하면 곡물을 생산하는 것이 가능해 집니다. 채소 재배를 뛰어넘어 식물공장에서의 쌀 재배는 인류에게 크나큰 가능성이라고 생각합니다.

⑥ 몇 달전 남극세종기지 (1988년 2월 기지운영) 일상을 방영한 다큐를 본 일이 있다. 거기서도  건물 내에서 상추 양배추 등 채소를 재배하는 걸 봤다. 이젠 지구상 어디든 사막이든 고원지대든 식물공장으로 농산물 생산이 가능하게 됐다.