[스크랩] 식물 자동 생산하는 `식물공장`, 직접 가보니

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[스크랩] 식물 자동 생산하는 `식물공장`, 직접 가보니

천국정원사 2011. 9. 28. 13:23

‘식물공장’에 대해 들어보신 적 있나요?

식물이 자라는 데 필요한 환경을 인공적으로 만들어 공장에서 물건을 만들듯 농산물을 자동으로 생산하는 시스템을 말하는데요. 날씨에 상관없이 1년 365일 농작물을 재배할 수 있는 식물공장이 국내에도 있답니다.

지난 3월, 농촌진흥청 내 국립농업과학원에 식물공장의 인프라와 기술을 소개하는 ‘식물공장 연구동’이 개관했는데요. 농업 관계자들은 물론, 식물에 관심 있는 일반인들도 견학할 수 있어 눈길을 끌고 있습니다.

파종부터 수확까지 자동으로 작업…휴대폰으로 재배실 온도 원격조정

지상 3층, 연면적 4백 제곱미터 규모의 철근 콘크리트 구조물은 한 눈에 보기에도 웅장합니다. 수직 재배시스템을 갖춘 지붕형 유리온실에는 수십여 개의 화분들이 공중에 떠 있는데요. 연구원들은 재배실의 빛과 영양분, 온도와 습도 등을 컴퓨터와 휴대폰을 통해 원격제어하고 있었습니다.

국립농업과학원의 식물공장은 수직형 식물공장인데요. 지난해 7월 공사를 시작한 뒤로 8개월 여 동안의 공사를 마치고 지난 3월 23일에 개관했습니다. 수평방식으로 재배하는 기존의 유리온실과 달리 도심 속에서 좁은 공간을 효율적으로 활용하기 위해 수직형으로 지은 것이죠.

이곳에서는 로메인, 청상추, 적축면, 적근대 등의 엽채류(채소 중에 잎을 식용으로 하는 것)가 재배되고 있는데요. 공장에서는 태양광이 비교적 덜 필요한 작물이 재배에 적합하다고 합니다. 식물공장이 놀라운 이유는 날씨와 관계없이 식물을 자동으로 생산할 수 있다는 점 때문입니다. 태양광과 인공광을 활용해 온도와 습도를 조절하고, 별도의 인력 없이도 파종부터 수확까지 기계가 자동으로 작업할 수 있죠.

“기계가 묘를 하나하나 심어주고 흙을 채워주면 2일 정도 발화를 거쳐 싹이 납니다. 그러면 이를 다시 기계가 화분에 심어서 광원에 따라 온도와 습도를 맞춰주죠. 자동화 과정을 통해 힘든 작업을 줄일 수 있으니 노동력이 전혀 필요 없는 셈이죠.” (식물공장 이공인 박사)

태양광·인공광 사용, 식물 성장 도와

작물의 녹화를 돕는 광원은 태양광과 인공광이 사용됩니다. 태양광만 썼을 경우엔 온도와 습도를 정확하게 제어할 수 없어 인공광을 병행하는데요. 우리가 자주 사용하는 LED 광원이 사용돼 식물의 성장을 돕는다고 합니다. 작물은 빨간색 LED에서 광합성 반응이 일어난다고 하는데요. 파란색의 경우 작물 색에도 영향을 미친다고 하네요. 식물공장에서는 빨간색과 파란색 LED를 5:1로 조합해 사용하고 있습니다.

“로마황제가 좋아하던 ‘로메인 상추’ 아시죠? 일명 ‘시저상추’라고 하는. 그 녀석은 일반 태양광으론 안 되고 인공광으로만 재배가 됩니다. 봄에는 상관없는데 여름이 되면 습도와 온도가 들쭉날쭉해서 인공광으로 키워야 하죠.” (식물공장 이공인 박사)

식물공장은 유럽의 경우 태양광과 인공광을 병용하고 있고, 일본은 인공광 중에서도 형광등을 많이 쓴다고 합니다. 국내에서는 일부 업체에서 식물공장을 가동하고 있는데요. 시설투자비에 대한 부담 때문에 널리 상용화되진 못하고 있죠. LED기술을 활용하면 엽채류 외에도 다른 작물을 재배할 수 있는데요. 기초광 연구가 잘 되어 있는 일본에서는 벼를 재배해 애완견 치료제로 쓰이는 기능성 작물을 개발하기도 했다고 하네요.

사용전력의 약 15% 태양광 발전시스템 이용...자체기술 개발해 최고 수준

식물공장에서 생산된 수확량은 얼마나 될까요?

이공인 박사는 “노지에서 2~3회에 걸쳐 작물을 수확할 수 있다고 가정하면 식물공장에서는 10회 이상 가능하다”면서 “한 번 파종에서 수확까지 40일 정도로 날씨 요소를 고려하면 무척 빠른 셈”이라고 말했습니다.

식물공장 연구동에 투입된 기술들을 보면 흥미로운 점이 많은데요. 에너지 공급을 위해 신재생 에너지로 각광 받는 지열히트펌프를 사용했습니다. 사용전력의 약 15%(10kW)는 태양광 발전시스템으로 생산된 전력이 이용되고 있죠. 지열교환기를 이용해 층별로 독립적으로 온도를 관리할 수 있어 냉난방 에너지를 한층 절감할 수 있습니다.

농작물 생육에 필요한 양분은 양액공급시스템을 통해 자동으로 공급되는데요. 유량제어식을 사용해 2층에서 사용된 양분을 3층으로 끌어올려 순환시킬 수 있습니다. 모든 재배실의 광원, 양액, 온습도, CO2 등의 재배환경을 PC와 휴대폰을 이용해 원격으로 제어하도록 설계했죠.

이공인 박사는 “이러한 시설은 자체기술로 개발돼 국내 최고 수준이라고 볼 수 있다”며 “앞으로 개별 식물에 RFID 태그를 부착해 관리의 효율성을 높일 것”이라고 말했습니다.

광량기술 발달하면 토마토, 딸기, 벼도 재배 가능

수직형 식물공장이 보편화되면 좁은 공간에서도 얼마든지 식물을 생산해낼 수 있는데요. 광량에 대한 기술이 발달하면 엽채류뿐 아니라 토마토, 딸기 등의 과채류는 물론 벼도 재배가 가능하다고 합니다. 때문에 식물공장 개관 이후 시설 인프라에 관심 있는 기업체들의 방문이 끊이질 않는다고 하는데요. 이공인 박사는 “업체에서 식물공장을 반드시 전자동화 할 필요는 없다”며 “부분적으로 자동화하고 인력을 함께 투입하면 투자비용에 대한 부담도 덜 수 있을 것”이라고 말했습니다.

식물공장이 미래의 농업기술로 떠오르면 작황이나 불황이란 말이 들리지 않게 될지도 모르는데요. 연중 계획적으로 고품질의 농산물을 생산할 수 있으니 우리 농업계에 큰 발전을 가져올 수 있을 것 같습니다.

= 식물공장 갤러리 =