영화 설국열차의 한 장면 기억나시나요? 혁명을 위해 앞칸으로 전진하던 꼬리칸 사람들은 앞 칸에서 벌어지는 진귀한 광경에 놀라움을 금치 않는데요. 열차 안에는 바닷속 세계를 그대로 가져온 듯한 거대한 수족관은 물론 가축을 키우는 곳, 농사를 지을 수 있는 농장이 그대로 재현되어 있었죠. 그 중에서도 가장 놀라웠던 것은 열차 내부에 있었던 ‘농장(과수원)’입니다. 영화라서가 아니라, 유리온실도 아니고, 햇볕도 들지 않는 실내에서 농사를 짓는 것이 현실에서 가능할까요?
네! 가능합니다. 불가능할 것 같지만, 현재의 기술로 햇볕이 들지 않는 실내에서 채소와 과일을 재배할 수 있답니다. 바로 ‘식물공장’이라면 말이죠!
현재 전 세계 인구는 70억 명을 넘어섰다고 합니다. 이러한 증가세라면 2050년에는 90억 명에 도달한다고 하는데요. 자원과 물자는 한정되어 있고, 아니 오히려 줄어들고 있는 추세인데, 인구는 점점 증가하고 있으니 이에 따른 문제들이 인류 미래에 심각한 위협이 되고 있는 상황입니다. 가장 우려되는 위협 중에 하나가 바로 ‘식량난’입니다. 이미 지구상에서는 식량난으로 굶고 있는 인구가 늘어나고 있는데요. 반면 현재 지구상에서 작농 가능한 경작지는 턱없이 부족한 상황입니다.
이 문제에 대한 심각성을 인지한 전세계 식량 연구가들은 이를 타파하기 위한 방법으로 ‘식물공장’을 지목합니다. 식물공장은 건물 내부에서 빛, 온도, 습도 등을 인위적으로 조절하고 토양이 아닌, 수경재배를 통하여 작물을 경작하는 실내 농장입니다. 실내에서 경작을 위한 모든 제반 환경이 자동적으로 조절되기 때문에 어떠한 지리적, 기후적 여건에도 농사가 가능하다는 장점이 있으며, 건물의 층수를 높이면 그 만큼 경작지가 늘어나기 때문에 현재 가장 큰 문제점으로 꼽혔던 경작지 한계를 보완할 수 있다는 강점이 있습니다.
▲ 우리나라에서 운영 중인 식물공장/ 농촌진흥원
세계 각국에서 대형 식물공장 연구와 건설이 활발하게 전개되고 있는 것도 식물 공장이 지닌 무궁무진한 잠재력 때문이겠죠. 네덜란드에서만 연간 150만톤, 13억3,000만유로 규모의 채소가 식물공장에서 생산되고 있다고 합니다. 우리나라에서 가까운 섬나라, 일본 또한 현재 150개가 넘는 식물공장을 건설하면서 식물공장 산업에 본격적으로 뛰어들고 있는 추세입니다. IT와 신기술을 선도하는 미국을 빼놓을 수 없죠. 미국은 대형 태양광 발전을 활용한 식물공장을 실용화한 상태입니다.
세계 식량난을 해결해줄 만병통치약 같은 식물공장에도 아직 해결해야 하는 과제가 있습니다. 현재 가장 큰 이슈는 바로 식물공장의 ‘에너지 절감’ 문제입니다. 4계절 내내 재배가 가능할 수 있도록 습도, 온도를 유지해야하는데, 건물 전체를 컨트롤하기 위해서는 그만큼 전기를 많이 사용할 수밖에 없는 것이죠.
에너지 경쟁력이 해결되지 않는다면, 높은 원가로 수익환경이 악화되어 식물농장 상용화가 어려워질 수밖에 없겠죠. 또한 인공광원과 수경재배가 근간이 되고 있는 만큼 전기와 물 사용량에서 얼마큼의 효율성을 가져올 수 있는지에 대한 과제도 해결해야 한답니다.
식물공장 상용화는 아직 산 넘어 산이지만, 식물공장은 신성장동력이라는 점에는 누구나 부인하지 않을 것입니다. 식물공장의 기술은 앞으로 농업뿐만 아니라 IT분여, 신재생에너지 등 관련 분야의 동반성장을 이끌어낼 것이라는 높은 기대가 있기 때문이죠.
또한 우리나라의 새로운 주요 산업이 될 수 있을 것이라는 전망도 있습니다. 기후환경과 척박한 토지로 농사가 어려운 국가에서는 식물공장에 대한 관심이 높은데요. 따라서 앞으로 식물공장에 대한 기술을 가지고 있는 국가가 세계의 식량시장을 선두할 가능성이 매우 높습니다.
식물공장이 지닌 가장 큰 숙제였던 에너지 절감 문제를 풀 수 있는 열쇠가 바로 태양광입니다. 식물공장의 종류로는 태양광을 직접 이용하는 태양광이용형, 태양광 없이 인공광만을 이용하는 인공광형, 태양광과 인공광을 병용하는 인공광·태양광병용형으로 나눠집니다. LED를 활용한 인공광은 설치 단가는 저렴하지만 사용 시 에너지 효율이 떨어진다는 단점이 있는데요.
그래서 에너지 효율성이 높은 태양광을 활용한 식물공장에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있습니다. 미래의 풍족한 식량을 해결하는데 ‘태양광’이 크게 일조하고 있는 것이죠. 단순히 친환경에너지, 무한자원 에너지로 여겨졌던 태양광! 알면 알수록 우리 인류에게 큰 도움을 준다는 사실을 깨닫게 합니다. 앞으로 태양광 에너지를 활용한 식물공장이 세계적인 기아와 식량난에 구원투수가 되는 날을 기대해 봅니다.