외부의 기후와 온도에 상관없이 1년 내내 식량 생산이 가능한 ‘실내 식량 재배’의 역사는 로마(Rome) 제국의 2대 황제였던 ‘티베리우스 Tiberius Julius Caesar Augustus (집권 시기: AD 14~AD 37)’까지 거슬러 올라간다.
Snake Melon 뱀 참외 Cucumis melo subsp. melo Var. flexuosus (Source: MDPI.org)
그는 당시에 바퀴 달린 카트 위에 토양을 담고, 유리처럼 투명한 광석으로 만든 지붕과 옆면을 가린 실내용 야채 재배용 장치를 활용하여 오늘날 ‘스네이크 멜론 Snake Melon(학명: Cucumis melo subsp. melo Var. flexuosus)‘으로 부르고 있는 면역력 향상에 좋으며, ‘오이(Cucumber)’ 맛이 나는 ‘뱀 참외’를 실내에서 재배하여 먹었다.
티베리우스 황제 이후 또 다른 1000년의 세월이 지나서야 오늘날의 유리 소재로 만든 최초의 실내 온실이 바티칸(Vatican, Rome)에서 운영되었다. 바티칸에서는 열대 지방에서 가져온 꽃과 허브 식물을 오래 보존하기 위한 목적으로 시설을 사용하였다.
실내에서 식물 재배를 위한 온도와 습도, 조명을 조절하는 현대적인 온실 설치는 1800년 대에 네덜란드가 선구자로 나섰다. 네덜란드는 열대 지역에서 만 자라는 약초를 재배할 목적으로 시설을 운영했다.
64,000 에이커(약 258 제곱 킬로미터) 면적을 자랑하는 스페인 알메리아 Almeria 지역에 설치된 온실 단지는 우주에서 식별이 가능할 정도의 큰 면적을 자랑한다.
세계 최대의 온실 재배 단지, 스페인 ‘알메리아’ (Source: Amusing Planet & Wikipedia)
스페인에서 생산되는 농산물의 70%가 이 곳에서 재배되고 있다. 금액으로는 연간 약 25억 달러 규모이며, 생산물의 대부분은 유럽으로 수출된다.
매년 수 천 톤의 플라스틱과 농산물 쓰레기 발생, 막대한 양의 농업 용수 사용으로 물 부족 현상이 계속되고 있는 관계로 외국 사이트에서 이곳의 별명은 ‘플라스틱 바다 The Sea of Plastic‘로 알려져 있다.
미국의 경우 지난 10년간 식량 생산 비용의 절감을 목적으로 실내 식량 생산 비율이 60% 이상 성장했다.
중국을 제외하고 지난 40년 동안 세계 전체에서 극심한 가뭄, 오염, 침식으로 인해 그 동안 고품질의 식량을 생산할 수 있었던 생산용 토지의 1/3이 소실되었다.
식량 생산용 자국 내의 토지가 부족해지자 주요 국가들은 해외에서 식량 재배지를 매입하기 시작했다. 중국은 브라질, 에디오피아, 아르헨티나를 포함한 33개 국가에서 식량 생산용 토지를 매입했다.
영국도 30개 국가에서 농장용 토지를 매입했고, 독일, 인도, 사우디아라비아, 싱가포르도 해외 농장 구입에 투자했다. 미국 역시 광활한 농경지를 보유하고 있음에도 불구하고 25개 국 이상에서 농장을 매입했다.
해외 농장을 매입하여 관리 및 유지, 생산물의 운송에 상당한 비용이 소요되는 관계로 이를 해결할 대안으로 도심 내부 혹은 도심과 가까운 곳에서 수직 공장형 식물 재배 시설을 운영하는 것이 부상했다.
미국에서 가장 큰 수직형 농장은 미국 뉴저지 뉴왁시 (Newark City, New Jersey) 로마 스트리트 Rome Street 212번지에 위치하고 있다. 2006년에 초기 설립된 이후 부침을 거듭하다 2016에 이르러서 자리를 잡은 회사의 명칭은 ‘에어로 팜 Aero Farm‘이다.
Aeroponic 방식의 수직 농장은 수경재배 스마트 팜에 비해 훨씬 복잡한 기술이 요구되기에 유지 관리 비용이 더 비싸다. 만약 전기 공급에 이상이 생길 경우 모든 식물이 한 시간 이내에 모두 죽을 수 있다. 또한, 뿌리에 박테리아가 퍼질 경우에도 치명적이다.
또 다른 수직 농장이었던 PodPonics는 막대한 운영비 문제로 2014년에 문을 닫았다. 수직 농장 시설 설치와 운영방식 역시 철저히 ‘규모의 경제’ 게임이다.
상추 재배의 경우에 수식 농장에서 재배는 전통 농업 방식보다 수확량이 11배 정도 높지만, 운영에 필요한 전기료 등 에너지 비용은 82배가 더 필요하다.
텍사스 클레번에 위치한 ‘에덴 그린 테크놀러지’는 수직 농장에서 재배한 연간 200만 파운드의 상추를 소비자들에게 공급하고 있다. (Source: Yahoo Finance, screen capture)
채소의 종류에 따라 다르지만 수경재배는 수확 기간이 12-16일로 수확주기가 짧다. 공간 설계에 따라 25종류에서 최대 150종류의 야채류를 생산할 수 있다는 것이 최대의 장점이다. 같은 상추를 야외에서 재배할 경우 수확까지 30-45일이 소요된다.
2018년에는 15개 주에 걸쳐서 52명이 E. Coli 감염된 야외에서 생산된 상추를 먹고 병원 신세를 졌다. 컴퓨터로 조절되는 실내 재배 ‘상추’는 수직 농장에서 가장 선호하는 야채로 알려지고 있다. 조금만 더 시간이 지나면 시중에 유통되는 상추는 실내 재배 상품이 야외 생산품 보다 그 비율이 더 높아질 것으로 예상한다.
Terroir ‘테리어’는 소믈리에 sommeliers 들이 사용하는 용어로 와인 생산 과정까지의 모든 정보의 셋트를 의미한다. 포도를 재배하는 과정에서 습도의 정도, 열에 대한 스트레스 정도, 공기의 질, 토양의 질, 재배 용수에 포함된 미네랄 함유량까지도 포함된 모든 정보를 담고 있다.
수직 농장에서는 이런 유형의 모든 정보를 컴퓨터로 통제하여 상추의 품질과 맛을 더욱 향상시키고자 노력 중이다.
<드로 다운>의 저자 폴 호킨 Paul Hawken은 인간은 이 테리어에 대한 개념을 온전히 이해해야 한다고 주장한다. 3.3 제곱센티미터의 작은 면적에서 벌어지는 미생물과 토양, 식물 뿌리의 상호작용, 식물과 날씨, 그 땅의 오랜 세월의 역사가 생산물의 기막힌 맛을 내는 것은 컴퓨터 알고리즘이나 단순한 인간의 이성에 의한 이해로는 창조할 수 없는 자연의 영역이다.
MIT의 하퍼 Harper 교수는 교내 실험실에서 소형 가전 기기로 ‘기후 요리법 Climate Recipe’이라는 별명을 지닌 ‘개인용 식량 컴퓨터 personal food computers’를 개발 중이다.
뉴욕의 유명한 식당인 ‘모모푸쿠 Momofuku 국수’에 토핑용으로 쓰이는 바질 basil, 혹은 항산화 작용 물질인 Lycopene 리코펜이 다량으로 함유된 이탈리아 토마토 등을 생육 환경이 사전에 설정된 소형 가전 식물재배기에서 개인이 직접 생산해서 먹도록 하는 것이다.
사우디아라비아의 경우 소비하는 식량의 75%를 수입한다. 이라크, 카타르, 아랍에미레이트연합(UAE) 등 사막화 된 중동 국가 토양의 미생물 함유량은 0.001%에 불과하다. 이들 지역의 경우 실내 수직 농장에 의한 식량 공급망 형성은 국가 비전이 될 수 있다.
그러나, 수직 농법은 70억 이상의 인구를 가진 지구가 오랫동안 시행해 온 ‘밀과 옥수수, 쌀과 콩 등 대량 생산이 필요한 전통적인 농경’을 대체하지 못한다.
수직 농법이 아무리 발달해도 인류가 소비하는 식량의 70%는 지금의 전통적인 생산 방식이 담당할 수 밖에 없다고 MIT의 하퍼 Harper 교수는 주장한다.
전통적인 농경 방식의 개선, 수직 농장의 확대를 위해 향후에도 더욱 필요한 젊은 인력은 원예 전공자, 생화학 전공자, 기계 공학 전공자, 전기 공학 전공자, 프로그래밍 전문가, 식품 안전 전문가, 건축가 등이다.
미래의 식량 공급망 확대를 위해서는 이들의 상호 협업이 반드시 필요하다.
<자료출처>
- Marta Igual, Alejandro Flores-León, Belén Picó, Javier Martínez-Monzó, Purificación García-Segovia, “Physicochemical, Structural, and Functional Properties of Snake Melon (Cucumis melo subsp. melo Var. flexuosus) Microencapsulated with Pea Protein and Pea Fibre by Freeze-Drying“, MDPI, 11 July 2023
- MDPI (Molecular Diversity Preservation International 분자 다양성 보존 국제 협회): 중국 우한 Wu Han 대학교 화학박사 Shu-Kun, Lee에 의해 1996년에 설립된 논문 저자들의 자발적인 참여에 의한 ‘논문 무료 공개 및 사용(publisher of open access scientific journals)을 추구하는 협회이다. 2023년 7월 현재, 총 427개의 과학 저널에 실린 논문을 일반인들에게 무료로 서비스하고 있다. 논문을 발표하고 싶은 저자들이 자신의 논문을 등록 할 때 소정의 ‘등록비’를 스스로 지불하는 방식으로 비즈니스를 운영한다. 베이징을 시작으로 우한, 난징, 티엔진(중국), 바르셀로나(스페인), 벨그레이드, 노비 사드(세르비아), 맨체스터(영국), 도쿄(일본), 클루즈, 부카레스트(루마니아), 토론토(캐나다), 크라코우(폴란드), 싱가포르(싱가포르), 방콕(태국)에 사무실을 운영 중이다.
- Ananda Little, ‘Chapter 6: Altitude Adjustment‘, <The Fate of Food>, Harmony Books (2019), page 130-149 (*번역 및 요약-운영자)
- Amanda Little: She is a professor of journalism and science writing at Vanderbilt University. Her reporting on energy, technology, and environment has taken her to ultra-deep oil rigs, down manholes and inside monsoon clouds. A columnist for Bloomberg, she has written about food, the environment, and innovation for The New York Times, The Washington Post, Wired, Outside, and Rolling Stone. Amanda Little met farmers on three continents trying to rise to the challenge on BBC “Follow The Food” Series Explore The Fight To Feed Humanity.
(Source: ‘About the Author’ in <The Fate of Food>, page 349 / Amanda Little.com / BBC.com series about “Follow the Food”) - KAUSHIK PATOWARY, ‘The Greenhouses of Almeria‘, Amusing Planet, AUG 31, 2013
- ‘Intensive farming in Almería‘, Wkiepedia.org (최종방문 2023-11-22)
- Noi Mahoney, “Borderlands: Texas vertical farms designed to disrupt fresh produce supply chains”, Yahoo Finance. July 2, 2023
- The OpenAg™ Personal Food Computer, MIT Lab (최종방문: 2023-11-26)
지구촌 고물상 The Story of Circular Economy 
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