진화하는 식물공장의

발전방향

2011. 10

본 분석물은 교육과학기술부 과학기술진흥기금을 지원받아 작성되었습니다.

머 리 말

세계적으로 농업은 변방 산업에서 산업의 중심으로 이동되고 있습

니다. 이상기후 변화에 의한 수급불안정, 안전한 먹거리에 대한 공포

등에 대하여 BT, IT기술 등 융합기술로 해결하려고 하고 있습니다.

식물공장은 하나의 해결책으로 제시되고 있으며, 국가경제 측면에

서도 주목할 만한 사업으로 전망되고 있습니다. 식물공장은 환경 조

건을 인공적으로 구현, 제어해야하므로 여러 산업분야가 밀접하게

관련되어 있는 융복합형 사업입니다. 이러한 식물공장의 국내에서의

위치, 선진국과의 격차를 살펴보고 그 문제점과 대안을 토론하여 한

국형 모델을 제시하기 위한 전문포럼을 개최한 보고서를 발간하였습

니다. 이 보고서가 우리나라 관련 산업의 기술정책 수립과 연구개발

에 다소나마 도움이 되기를 바라는 마음이 간절합니다.

이 보고서는 교육과학기술부의 과학기술진흥기금을 지원받아 ReSEA

T사업에 참여하고 계시는 고종성, 돈윤승, 이정복, 현순옥, 황성진 전문

연구위원이 수행한 것입니다. 참여 전문연구위원의 노고에 감사드리며

본고의내용은연구원의공식견해가아님을밝혀둡니다.

2011년 10월

한국과학기술정보연구원

원 장 박 영 서　

- i -

목 차

제1장 서 론 ·························································································1

1. 포럼의 필요성과 목적 ······························································· 1

2. 포럼의 내용 및 범위 ································································· 5

제2장 포럼의 진행방법 ········································································· 6

1. 포럼의 진행방법 ········································································ 6

2. 참여 전문연구위원 ····································································· 9

제3장 제1차 토론회: 식물공장의 역사와 현황 ···································10

1. 서론 ·························································································· 10

2. 식물공장의 정의, 분류, 역사 ··················································· 11

- ii -

3. 일본 식물공장의 동향 ······························································· 13

4. 한국 식물공장의 동향 ······························································· 15

제4장 제2차 토론회 : 식물공장은 차세대 성장산업인가? ················22

1. 서론 ···························································································· 22

2. 식물공장 산업 ············································································ 25

3. 차세대 성장산업으로의 식물공장 ············································· 27

4 토의사항 ······················································································ 30

제5장 제3차 토론회: 식물공장의 문제점 및 해결방안 ······················33

1. 서론 ···························································································· 33

2. 식물공장 개발현황 ····································································· 38

3. 식물공장 문제점 및 해결방안 ··················································· 49

제6장 제4차 토론회 : 식물공장의 융합기술 ·····································51

- iii -

1. 식물공장 융합기술의 현실 및 문제점 ···································· 51

2. LED 조명을 이용한 완전제어형 식물공장 ····························· 52

3. 광질변환 논문 사례 ································································· 54

4. 농원예 파장변환 피복자재의 응용 ·········································· 56

5. 토의사항 ··················································································· 57

제7장 제5차 토론회 : 한국형 식물공장 ············································59

1. 서론 ·························································································· 59

2. 식물공장의 주요 과제 ····························································· 60

3. 국내외 식물공장의 특징 및 동향 ··········································· 62

4. 한국형 식물공장 모델의 제언 ················································· 65

제8장 결론 ························································································69

제9장 시사점 및 제언 ········································································72

- iv -

제10장 연구 성과발표 및 이용자 간담회 ··········································74

참고문헌 ····························································································84

표 목차

<표 2-1> 포럼 참여 전문연구위원 ····························································· 9

<표 6-1> 식물공장 투자비 비교사례 ························································ 52

<표 7-1> A식물공장 상추 생산비교 ························································ 60

<표 7-2> B식물공장 상추 생산비교 ························································· 61

<표 10-1> 성과발표회 일정 ······································································ 75

<표 10-2> 성과발표회 설문조사 결과 ······················································ 80

그림 목차

<그림 4-1> 곡물자급률 변화추이····························································· 24

<그림 4-2> 세계 5대 곡물메이저(%) ······················································· 24

<그림 4-3> 식물공장 특징 ········································································ 25

<그림 4-4> 식물공장 관련기술 ································································· 26

1

제1장

서 론

1. 포럼의 필요성 및 목적

가. 포럼의 필요성

○ 식물공장이란 일정한 시설 내에서 빛, 온도, 습도, 공기(이산화

탄소 농도), 물, 영양분 등 식물 배양에 필요한 모든 환경조건

을 인공적으로 통제, 제어해 농작물을 생산하는 시스템을 의미

한다. 이른바 공장제 생산 시스템을 도입한 농업방식이다.

○ 식물공장은 국가 경제 측면에서도 주목할 만한 사업이 될 수

있다. 그 이유는 첫째, 다양한 산업, 기술이 접목되어 전후방

효과를 기대할 수 있는 NT, BT의 융복합형 사업이란 점이다.

식물공장의 환경조건을 인공적으로 구현, 제어하기 위한 IT기

2

기 산업, 설치와 운영에는 시스템 및 엔지니어링, 식물 재배 설

비를 위한 기계 산업, 시공을 위한 건축업, 그리고, 적합한 종

자 개발을 위한 종자 산업 등이 모두 밀접하게 관련되어 있기

때문이다. 둘째, 최근 추진되고 있는 지속 가능한 성장을 위한

녹색 성장 전략과도 부합한다. 농업 자체가 녹색 산업일 뿐더

러 식물공장 운영에 필요한 전기, 물 등의 자원 소요량을 줄이

는데 개발 중인 신재생 에너지 기술 및 수 처리 기술 등 녹색

산업 관련 기술들이 큰 역할을 할 수 있기 때문이다. 셋째, 장

기적으로 식량 안보 문제의 대응 방안이 될 수 있다. 관련 기

술이 발전하고 경제성도 확보된다면 식물공장에서는 야채, 과

일 뿐 아니라 주식용 곡물인 쌀, 밀, 옥수수 등의 생산도 가능

할 것이기 때문이다. 따라서 식물공장이 단기적으로는 각종 야

채류 등 일부 농산물의 안정적 공급원 역할을 하고 장기적, 전

략적 관점에서는 기존 농업 방식으로 해결하지 못한 식량 안보

문제의 해결책이 될 것으로 기대하고 있다.

○ 식물공장은 유럽, 미국, 일본 등 선진국을 중심으로 연구, 개발

되고 있는데 개발양상은 각국의 여건에 따라 각각 상이하게 진

행되는 것으로 보인다. 우리나라는 1990년 이후 농촌진흥청, 서

울시립대학교, 서울대학교 및 전북대학교 등에서 상추를 포함

3

한 엽채류와 화훼류인 장미에 대한 연구를 수행하였고, 2009년

7월에 신성장 동력 스마트 프로젝트 사업에 “IT-LED 기반 식

물공장을 위한 핵심부품 개발 과제”를 선정하여 정부 차원에서

민간의 식물공장 연구개발을 지원하였다. 그러나 관련 기술의

전반적인 수준은 아직 미흡한 것으로 평가되고 있다. 인공조명

설비, 수경재배 기술 등 개별 기술 수준은 세계 최고 기술 대

비 50～80% 수준에 그치는 것으로 평가되고 있고 식물공장에 적

합한 전용 품종의 개발 기술은 세계 수준의 20% 정도에 그쳐 현

저하게 뒤처져 있는 실정이다. 또 개별 기술을 통합 제어하는 설

비제어기술에대한연구도아직미진하다고지적하기도한다.

○ 국토가 제한된 우리나라에서의 식물공장은 이상기후, 식량 안

보 문제, 원전사고 및 화학 처리된 농약등과 관련된 안전한 먹

거리, 국민 건강 증진 등의 대응 차원에서도 중요한 과제이고,

새로운 성장전략의 하나로 제시되지만, 식물공장의 정확한 정

의도 정립되지 않은 채 획일화된 학습에 의한 비경제적 식물공

장으로 고착화되고 있는 경향이 있다. 특히, 식물공장이 각종

기술이 융복합된 첨단 기술인만큼 이러한 융복합 기술을 한꺼

번에 조감하는 것은 그렇게 쉬운 일은 아니다. 요소기술들이

매우 중요하지만, 요소기술에서 바라본 식물공장의 의미는 편중

4

될 수 있고 서로 해석이 달라질 수 있다. 따라서 발전방향과 정

책 제언은 효용성과 효율성에서 매우 뜻 깊고 중요할 것이다.

나. 포럼의 목적

○ 선진국들이 식물공장 연구를 활발히 추진하는 것은 단기적으로

는 기존 농업의 한계를 극복하고 미래 농업을 고부가가치화하

기 위한 것이지만, 장기적으로는 식량위기 등 다양한 이유 때

문이며 다양한 목적을 추구하고 있다.

○ 또한 선진국들이 식물공장에 투자하는 것은 이 분야가 미래에

매우 유망하다는 것을 암시하고 있는 것이다. 우리나라는 아직

식물공장 분야에서 초기 단계에 있으나 여러 선진국들이 추진

하고 있는 식물공장 투자에 대해 보다 깊은 관심을 가지고 적

극적으로 검토할 시점이라고 판단된다.

○ 식물공장은 앞으로도 끊임없이 진화해 나갈 것이다. 특히 우리

나라와 같이 좁은 국토를 가진 국가에서는 농업의 생산성을 비

약적으로 높일 수 있다는 점에서 새로운 성장모델이 될 수 있

5

을 것이다. 따라서 우리나라도 식물공장의 정책적인 위상을 정

립하고 적극적인 지원 시책을 검토할 필요가 있다.

○ 본 포럼은 이와 같이 국가적, 전략적으로 매우 중요한 식물공

장의 발전방향을 공유하기 위하여, 융복합 기술을 논할 것이며,

획일화된 학습에 의한 비경제적 식물공장으로 고착화되고 있는

단순 모방형 식물공장이 아닌, 한국의 환경과 정서에 맞는 식

물공장에 대한 모델을 제시하고, 이에 맞춘 적극적인 정부지원

을 유도하기 위한 정책을 제언하고자 한다.

2. 포럼의 내용 및 범위

○ 국내외 식물공장의 정의와 역사 및 향후 발전방향은 무엇인가?

○ 식물공장은 차세대 성장 동력으로서의 전략적 성장산업인가?

○ 식물공장에 필요한 융합기술의 현황과 극복방안은 무엇인가?

○ 식물공장이 갖고 있는 예상 문제점과 해결방안은 무엇인가?

○ 가장 합리적인 한국형 식물공장의 모델은 무엇인가?

○ 정부 정책에 반영할 제안사항

6

제2장

포럼의 진행방법

1. 포럼의 진행방법

○ 사전 회의 개최

- 일시: 2011년 6월 16일(목)

- 장소: KISTI 서울 회의실

- 참여자: 돈윤승, 고종성, 이정복, 현순옥, 황성진

○ 회의 내용

- 포럼의 진행을 위하여 포럼의 목적, 내용, 범위 및 토론 주

제를 정하고 토론 주제별 일정과 참여자를 결정하여 토론회

를 구성하였다.

7

- 포럼의 목적에 맞추어 토론 주제를 아래와 같이 정하였으며

각 토론회의 결과를 요약 및 분석하여 결론을 도출하기로

하였다.

1) 제1차 토론회: 식물공장의 역사와 현황

2) 제2차 토론회: 식물공장은 차세대산업인가?

3) 제3차 토론회: 식물공장의 문제점과 해결방법

4) 제4차 토론회: 식물공장의 융합기술

5) 제5차 토론회: 한국형 식물공장

- 또한 식물공장의 현실 파악을 위해 관련 컨퍼런스 또는 교

육에 참여하기로 하였다.

1) 2011 농공상 융합 EXPO/FACT주관, 6월 15일, 전원참석

2) 식물공장 제반분석 및 비즈니스 성공모델 세미나/KIEI 주

관, 7월 15일, 과제책임자(유료)

3) 도시농업 식물공장 기술전/KOFA주관, 7월 15일～17일, 전

원참석

8

○ 업무분담

- 참여위원의 전문성을 고려하여 토론주제별 좌장을 선임하였

으며, 좌장이 토론을 위한 기본 자료를 준비하여 발표하고

그 내용을 중심으로 토론하여 요약하는 것으로 하였다.

- 토론 주제별 선임된 좌장은 다음과 같다.

1) 식물공장의 역사와 현황 (고종성 위원)

2) 식물공장은 차세대산업인가? (돈윤승 위원)

3) 식물공장의 문제점과 해결방법 (현순옥 위원)

4) 식물공장의 융합기술 (이정복 위원)

5) 한국형 식물공장 (황성진 위원)

- 결론은 참여자 전원의 토론과 종합을 통하여 도출하고 토론

회 보고서는 해당 주제의 좌장이 정리 및 요약하고 최종보

고서는 과제 책임자인 돈윤승 위원이 담당하기로 하였다.

- 성과발표 및 이용자 간담회는 10월 12일 한국과학기술회관

(과총회관)에서 개최하며 5명 전원이 발표하기로 하였다. 내

용은 과제책임자인 돈윤승 위원이 식물공장이 정말 차세대

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성명 참여율 학위 이메일 전공 주요경력

돈윤승

(책임)24% 박사 ysdon 고분자재료

단석산업

전무

고종성

(참여)19% 박사 goh5703 신소재공학

아모레퍼시픽 수

석연구원

이정복

(참여)19% 박사 jblee3139 정밀화학 기술표준원 과장

현순옥

(참여)19% 박사 soonohyun 섬유공학

KAPRA

책임연구원

황성진

(참여)19% 석사 sjwhang21 화학공학 환화케미칼 상무

성장산업인가를 큰 틀에서 리뷰하고 문제점을 제시 한 다

음, 국내 및 국외의 식물공장 현황을 정리하고, 기술융합에

대한 부분을 설명한 뒤 최종적으로 이 포럼의 결론이기도

한 한국형 모델을 제시하는 것으로 하였다.

- 최종보고서 제출 후에도 성과확산을 위해 기업체 모임이나

군청 모임 등에 참여하여 발표하기로 하였다.

2. 참여 전문연구위원

○ 포럼 참여 전문연구위원의 인적사항은 다음과 같다.

<표2-1> 포럼 참여 전문연구위원

※이메일: ____@reseat.re.kr

10

제3장

제1차 토론회: 식물공장의 역사와 현황

1. 서론

○ 광 및 온도, 공조 등의 환경을 인공적으로 제어하여 야채 등을

재배하는 식물공장에 관심이 커지고 있다. 본 사업에 참여하는

기업 및 기관이 증가하는 배경에는 (1) 식물공장을 구성하는

요소기술의 진보로 생산물의 품질 및 생산성이 향상되고, (2)

안전, 안심에 대한 소비자 의식이 높아져 무농약 재배 등 식물

공장 상품의 인지도 및 평가가 높아지고, (3) 업무용, 가공용

등 식물공장 생산 야채의 용도가 넓어지고 있기 때문이다.

○ 여러 업종에서 신규참여가 진행되고 공장의 도입에 드는 초기

설비투자 및 운전비용이 크고 안정적인 판로의 확보 등 수익확

대로의 과제가 적지 않다. 앞으로 식물공장이 지속적으로 성장

하는 사업으로서 정착하는 것이 중요하다.

11

2. 식물공장의 정의, 분류, 역사

○ 식물공장은 시설 내에서 식물의 생육환경(광, 온도, 습도, 이산화

탄소 농도, 양분, 수분 등)을 인위적으로 제어하여 재배하는 시설

원예를 말한다. 고도의 환경제어와 생육예측을 통하여 야채 등을

연중 계획 생산할 수 있는 재배시설로 야채공장이라고도 한다.

○ 식물공장은 1950년대부터 유럽을 중심으로 발전하였다. 현재 네

덜란드, 미국, 캐나다에서 대규모의 식물공장을 가동하고 있다.

일본은 관련기술이 진보되어 1980년부터 주목을 받게 되었다.

○ 1957년 “식물 눈(새싹채소)” 생산을 위해 덴마크의 크리스텐

센 농장에서 시작하였다. 평면시설로 컨베이어시스템을 통해

작물을 운반하였고 태양광의 보조광원으로 고압 나트륨램프

를 사용하였다.

○ 일본은 1974년 히타치제작소 중앙연구소에서 연구를 시작하였

으며 생장데이터 구축에 초점을 맞추고 있다.

○ 식물공장은 태양광을 이용하느냐에 따라 2 종류로 분류된다.

12

폐쇄 환경에서 태양광을 사용하지 않고 환경을 제어하는 완

전 인공광형과 온실 등의 반 폐쇄 환경에서 태양광을 이용하

는 태양광형이 있다. 태양광 이용형은 태양광만을 사용하는

타입과 보조적으로 인공광을 사용하는 태양광/인공광병용형

타입이 있다.

○ 완전인공광형은 태양광 이용형보다도 향상된 생산시스템이라고

할 수 있고 일반적으로 생산성이 높다. 주로 양상추 및 허브

등의 야채류가 재배된다. 폐쇄 환경이므로 보다 효과가 높은

무농약 재배가 가능하고 날씨에 좌우되지 않고 계획적으로 대

량생산할 수 있다. 그러나 전기요금 등 운전비용은 태양광 이

용형보다 높다.

○ 태양광 이용형은 종래의 하우스재배 및 양액재배의 발전형이라

고 할 수 있다. 생산 품목은 양상추를 비롯한 엽채류가 주류인

데 딸기 및 토마토 등의 야채류의 생산에 적합하다. 장미 등의

꽃을 재배하는 시설도 있다.

○ 식물공장은 양액재배가 널리 보급되어 있다. 흙을 쓰지 않고

식물의 생육에 필요한 양분을 물에 녹여서 배양액(액비)으로

13

주는 방식이다. 양액재배는 양액의 공급방식에 따라 몇 가지로

분류된다. 일본에서는 배양액을 순환시키면서 재배 베드에 수

심 5～10cm 정도로 침지해서 재배하는 침수형수경이 있다.

3. 일본 식물공장 동향

○ 2009년 완전인공광형이 34개소, 태양광 이용형이 16개소 있으

며 재배품목은 양상추 및 샐러드 야채가 대부분이다. 허브 및

룻콜라, 야채모종을 재배하는 사업자도 있다. 태양광 이용형에

서는 딸기, 토마토, 꽃을 재배하고 있다.

○ 사업주체는 완전인공광형에서 민간 기업이 19개소, 농가, 농

업생산법인이 11개소, 기타가 4개소이다. 태양광 이용형에서

는 농가, 농업생산법인이 10개소로 절반을 점유하고 민간 기

업은 6개소이다. 시설규모는 태양광이용형의 설치 실면적 1,0

00m2이상이 55%이며 완전인공광형의 설치실면적은 1,000m2

미만이 85%이다.

○ 식물공장 사업체는 재배업자, 플랜트 건설업자, 공조 및 조명

제조자, 외식 및 중식 관련 제조자, 플랜트 판매업체가 있다.

14

○ 식물공장 관련 기술은 개발도상에 있는 것이 많다. 따라서 대

학 연구자의 연구 성과가 관련기업과의 공동연구로 조기에 실

용화될 것이 기대된다. 식물공장 관련기술의 연구가 활발한 것

은 산업기술총합연구소, 치바대학, 오사까 부립대학이다. 이러

한 대학 및 연구기관은 경제산업성, 농림수산성의 연구보조금

을 받고 있다.

○ 산업기술총합연구소의 완전인공광형 식물공장 내에서는 의약품

성분(인터페론)을 생산하는 유전자조작 딸기가 재배되고 있다.

이 딸기를 이용하여 개 치주병의 예방 및 치료효과에 대하여

실증실험을 하고 있다. 먹는 약의 개발은 완전인공광형 식물공

장의 폐쇄성을 살린 고부가가치 상품의 생산시스템으로 주목된

다.

○ 오사까 부립대학은 교내 식물공장연구센터를 정비하고 있다.

2010년 6월에는 동 센터의 연구개발동의 활용을 희망하는 민

간기업의 컨소시엄을 발족시킬 계획이다. 완전인공광형 식물공

장에 관한 요소기술의 개발과 그 통합에 의해 시스템의 표준

화를 목표로 하고 있으며 기술과 인재육성에도 주력하고 있다.

○ 치바대학도 민간사업자 및 연구자로 이루어진 컨소시엄을

15

계획하고 있다. 대학에 설치한 완전인공광형 및 태양광이용

형의 식물공장을 활용하여 품질향상 및 생산코스트 저감을

목표로 한 실증실험을 할 계획이다.

○ 2008년 일본의 농업 총 생산액은 8조 엔으로 이중 야채 생산액

은 2조 엔이다. 야채 중 양상추의 시장규모는 4.5%로 950억 엔

이고 이 중 0.%～1%가 식물공장 생산으로 보인다.

4. 한국 식물공장 동향

○ 미래형 농업모델로 주목받고 있는 ‘식물공장’은 우리나라에서도

걸음마를 시작하고 있다. 일본에서는 이미 상업화 단계에 들어

섰고, 미국 등에서는 초고층빌딩 식물공장이 구상되고 있다. 우

리나라에서는 농촌진흥청과 전라북도, 부천시 등 공공기관을

중심으로 구현되고 있다.

○ 농촌진흥청은 올 하반기에 경기 수원 유전자원센터에 3층 높이

의 식물공장 실험 동을 건설할 계획이다. 일단 132㎡ 대지에 3

층 높이로 철근콘크리트 구조의 ‘빌딩농장’이 들어서고, 50㎡

대지에는 높이 10m의 유리 온실형 식물공장이 조성된다. 음지

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에서 생육이 잘 되는 상추와 깻잎 등 엽채류가 시범적으로 생

산된다. 진흥청은 15억 원의 예산을 마련해두고 자동화 연구에

초점을 맞추고 있다. 장유섭 국립농업과학원 연구관은 “씨를

뿌린 다음 수확까지 사람의 손이 거의 닿지 않고 기계화된 생

산 시스템을 만들 계획”이라고 밝혔다. 농촌진흥청은 지난달에

도 20피트 컨테이너로 만든 초보적인 형태의 식물공장을 제작

해 남극 세종기지로 보냈다. 길이 5.9m, 너비 2.4m의 컨테이너

는 남극의 혹한 속에서도 발광다이오드(LED)와 형광등을 이용

해 상추, 유채 등 어린잎 채소를 1주일에 10㎏을 생산한다.

○ 전라북도도 'LED 융합기술지원센터'를 익산에 조성하면서 419

㎡ 대지에 식물공장을 3월에 건설할 계획이다. 단층으로 조성

될 이 시설에서는 상추와 인삼을 시범적으로 재배한다. 전라북

도는 엘이디 기반 식물공장의 핵심기술과 부품 개발을 위해 지

난해부터 2년 동안 40억 원을 투자할 계획이라고 밝혔다. 전라

북도 관계자는 “농가 소득을 늘리기 위해 새로운 농업 모델을

만든다는 구상을 갖고 있다”고 말했다. 민간업체 인성테크는

경기도 용인의 165㎡ 대지에 식물공장을 조성하고 지난해 12월

초부터 수입 엽채류인 ‘롤로’ 등을 생산하기 시작했다. 이 회사

의 안형주 이사는 “한 달에 150g들이 1만5천 봉지를 생산한

다.”며 “아직 시작 단계지만 제품의 품질을 인정받아 19일부터

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ㅅ백화점에 납품하게 되었다”고 하였다. 그밖에 경기도 부천시

도 아파트로 쓰이던 5층 건물을 개조해서 식물공장을 조성하는

방안을 검토하고 있다.

○ 농진청 국립원예특작과학원은 최초의 사막형 컨테이너 식물공

장을 아프리카 알제리에 설치할 예정이다. 특작원의 원예작물

부 채소과는 이미 알제리 정부와 협약을 마치고 앞으로 2～3개

월 안에 ‘컨테이너 식물공장’을 알제리 수도 ‘알제’에 자리한 국

립농업연구소(INRRA) 옥외 공간에 설치할 예정이다.

○ 일본은 식물공장 실용화에 가장 앞선 나라로 삼성경제연구소의

자료를 보면 일본의 식물공장 시장은 지난해 95억 엔(1,225억

원) 수준이며 업체 수는 50개에 이르고 있다. 일본 정부도 적극

적이며 지난해에 정부가 지급한 식물공장 관련 보조금은 146억

엔이었다. 일본 정부는 민간기업의 참여를 유도해 2012년에는

식물공장 관련 업체수를 150여개로 늘린다는 복안을 가지고 있

다. 엄영철 국립원예특작과학원 박사는 “일본에서 식물공장 작

물은 무농약, ‘씻지 않고 먹어도 되는 작물’이라는 고급스러운

이미지를 가지고 일반 작물보다 2～3배 이상의 가격에 팔리고

있다”며 “일본 정부도 미래 농업 모델의 하나로 식물 공장 산

업을 육성하고 있다”고 하였다. 또 미국에서는 뉴저지 기술연

18

구소와 러거스 대학 등이 함께 3,000만 달러를 들여 30층짜리

빌딩농장을 짓는 안을 수년째 추진하고 있다.

○ 손정익 서울대 교수(원예과학)는 “식물공장이 전통적인 농법을

완전히 대체하지는 않겠지만 극지나 우주선 등 특수 환경이나

고부가가치 안전 작물 분야 등에서 쓰이다가 점차 활용 폭을

넓혀갈 것”이라고 하였다.

○ 우리나라의 식물공장은 아직 상업화 단계에는 미치지 못하나

농촌진흥청을 중심으로 활발한 연구가 진행 중이다.

○ 우리나라에서는 1990년대 초 유리온실 보급으로 양액재배 기술

이 발전되었고 1996년 농촌진흥청에서 재배시험을 착수하였다.

이에 따라 수경재배 기술이 도입되었고 연중생산이 가능한 재

배환경 기술이 적용되어 1993년의 육묘공장 산업화는 수경재배

기술을 국산화하는 근간이 되었다.

○ 2009년부터 시작한 수직형 식물공장 생산 자동화 시스템 개발

은 수평적 개념에서 수직적 개념으로 넘어가는 단계로 이와 같

은 단계적인 발전은 향후 빌딩형 식물공장 실용화의 기초 기반

19

기술이 되고 있다.

○ 우리나라에서 인공광형 식물공장을 가장 먼저 운영하고 있는

곳은 민간기업체인 농업법인회사 인성테크이다. 이 회사의 식

물공장은 LED를 사용한 인공광형 다단식이며 이 식물공장의

생산물은 백화점이나 슈퍼마켓에서 유통되고 일부는 자체 샐러

드 바를 운영하여 소비하고 있다.

○ (재)전주 생물소재연구소에서는 지난 몇 년 동안 완전폐쇄형 식

물공장을 연구한 결과 LED를 광원으로 하여 인삼과 고추냉이

(와사비)재배에 성공하였다. 연구소의 식물공장에서는 결구상추

등 엽채류와 인삼 등 특용작물을 연구하고 있으며 특히 4년 근

인삼을 18개월 내에 재배한 실적이 있다.(출처: 전주 생물소재연

구소, News Letter No.8, 2009). 최근 국내에서 처음으로 시도되

는 완전폐쇄형 식물공장으로 상추, 양상추, 시금치 등 엽채류를

비롯하여 인삼 등을 실증재배 하는 시설로 이용하고 있다.

○ 일부 대기업에서도 식물공장 설치에 많은 관심을 가지고 있으

나 초기투자비용이 너무 많이 소요되어 관망하고 있는 추세이

다. 최근 롯데마트 서울역점에서 소규모로 다단식 식물공장을

20

설치, LED 광원으로 직접 재배하여 현장에서 판매하고 있다.

○ 국내에서는 지자체를 중심으로 다양한 식물공장 사업을 추진하

고 있다. 전라북도는 LED 기술을 농업, 생물, 식품, 부품소재

분야와 융복합하여 고부가가치 창출차원의 식물공장 사업 추진

중이다. 2009년 LED 융합기술 지원센터를 개소하고 2011년 식

물공장을 완성하여 특화브랜드 상품의 출시를 계획하고 있다.

○ 광주시는 전략산업인 광(光)산업과 농업에 접목한 그린산업을

미래전략산업으로 집중 육성할 예정이며 수도권에서는 남양주

시와 부천시가 수직농장 건축을 계획 중이다. 남양주시는 자동

화 분야를 중점으로 하여 2011년 개관예정인 유기농 박물관 부

속 건물을 건설할 예정이고 부천시는 뉴타운지역에 추진 중인

에코시티에 ‘하늘 농장(Sky Farm)’ 조성을 계획하고 있다.

○ 전북대학교는 대학 최초로 LED 빛을 이용해 채소 등을 재배하

는 식물공장을 가동했다. 전북대는 농생명 분야 특성화 캠퍼스

인 익산 캠퍼스(익산시 마동)에서 LED 식물공장 준공식을 가

졌다. 1,064㎡ 부지에 2층 규모로 건설된 식물공장은 ‘LED 미

생물 실험실’ 등 4개의 실험실과 1개의 식물생산실, 분석실 등

으로 구성되어 있으며, 식품 및 LED산업 관련 기업들도 입주

21

할 예정이다. 현재 이 식물공장에서는 네 종류의 상추와 엽들

깨, 청정채, 적청정채, 치커리, 양상추 등을 재배하고 있으며, 이

들 식물을 안전하고 빠르게 재배할 수 있는 기술을 연구하고

있다. 전북대는 이번 식물공장 완공을 계기로 정부가 역점으로

추진하고 있는 저탄소 녹색성장산업 분야를 선도하고 지역 특

화산업과 연계해 국내 농생명 LED융합산업 분야의 핵심기관으

로 자리 잡을 것으로 기대하고 있다. 또한 전북대는 식품산업

체인 (주)현대그린푸드와 연구협력은 물론 식품산업 분야의 새

로운 비즈니스 모델을 창출하기 위해 업무협약을 맺었다. 그리

고 전북대는 2018년까지 1천억 원이 투입되는 지식경제부 서남

권 LED 융합센터로 지정받아 ‘LED 조명기술을 활용한 식물공

장 시스템 개발’과 'LED 초절전 조명개발’ 등의 연구에 역량을

모으고 있다. 특히 익산 캠퍼스의 전북LED 융합기술지원센터

를 2015년까지 LED융합산업을 선도하는 전국 최고의 핵심기지

로 육성하기 위한 비전을 제시했고, 이를 위해 전북도와 익산

시, 농촌진흥청, 일진소재산업, LG CNS, 동부그룹, 오디텍 등이

참여하는 산·학·관 협력 조인식도 가졌다.

22

제4장

제2차 토론회: 식물공장은 차세대 성장 산업인가?

1. 서론

○ 2050년 90억으로 추산되는 세계 인구에 대응하기 위한 농업은

변방 산업에서 산업의 중심으로 이동되고 있다. 이는 빠듯한

농수산물 수급 상황에 장기적으로 대처하고 BT, IT기술의 발

달로 농업기술도 획기적으로 변화되기 때문이다

○ 식량자원은 세계 각 국의 미래 사업으로 선점하기 위한 다양한

노력을 하고 있으며 특히 생물자원 확보 등은 정부 지원 없이

불가능하기 때문에 국가전략 차원에서 농업은 재조명되고 있다.

○ 세계적으로 기후의 이상변화로 인한 식량 감소문제는 이제껏

해 왔던 방식과는 다른 방식으로 접근되어야 한다. 즉 50～60

년대에는 인구 증가에 따른 식량문제는 중요 작물의 종자개량,

23

비료개발, 농약개발로 해결해 왔다. 우리나라도 단위당 생산량

의 획기적 증가를 위해 통일벼를 개발하였고 이는 식량 해결에

결정적 도움을 주었다.

○ 선진국은 이를 위해 유전자 변형을 통한 작물용 종자의 대량

생산, 채소 과일 등을 위한 다품종 소량생산, 그리고 식물공장

사업을 확대하고 있다.

○ 에그플레이션(Agflation, Agriculture+Inflation) 시대의 농업에서

우리나라는 최하위의 식량 자급률을 나타내고 있다. OECD

110%, 호주 275%, 캐나다 174%인데 비하여 우리나라는 2009

년 현재 26.7%의 자급률을 나타내고 있다. 더욱 큰 문제는 수

급 불균형으로 쌀은 101%로 가까스로 자급이 되지만 보리

44.3%, 콩 32.5%, 요즘 젊은이를 중심으로 하는 식생활의 주식

인 밀은 0.9%로 문제가 심각한 수준이다. 특히 쌀은 140만 톤

의 재고를 갖고 있지만 타 곡물은 전부 수입에 의존하고 있다.

타 곡물의 수입선은 메이저 식량회사에 종속되어 있는 형편으

로 옥수수 87%, 밀 61%가 메이저 수입현황이다.

24

<그림 4-1> 곡물 자급률 변화추이

<그림 4-2> 세계 5대 곡물메이저(%)

○ 이제는 환경적, 사회적, 문화적 측면에서 새로운 개념의 농업이

필요하게 되었다. 특히 그동안 문제가 되어 온 유통에 대한 획

기적 대책이 필요하다. 즉 그동안 중간도매상의 매점에 의한

가격 획일성이 이제는 지역생산-지역소비의 관점에서 식품 마

일리지를 해결할 필요가 있다.

25

○ 이러한 측면에서의 식물공장은 농업환경 변화에 적극 대처하는

해결책으로 급부상하고 있는 실정이다.

2. 식물공장 산업

○ 식물공장은 계획생산, 주년생산이 가능하고 재배환경을 최적으

로 제어할 수 있으며 작업의 자동화 및 성력화가 가능한 장점

이 있다. 여기에 작물을 고부가가치화 할 수 있는 특징이 있다.

<그림 4-3> 식물공장의 특징

○ 또한, 식물공장 산업은 예전과 같이 한정된 산업분야와 연관되

는 것이 아닌 전 산업분야와 밀접한 연관관계를 가지면서 상생

발전이 가능한 분야이다.

26

<그림 4-4> 식물공장 관련기술

○ 일본의 사례를 보면 식물공장에 많은 관심을 갖고 2008년 이후

글로벌 금융위기 이후에 미래 신 성장 동력으로 관심을 갖고

지원하기 시작하였다. 2009년에는 식물공장에 대한 보조금으로

150억 엔을 지원하였고, 농림수산성은 식물공장 건설사업자에

게, 경제산업성은 식물공장 관련 기술개발에 보조금을 사용하

였다. 그리고 2011년 말까지 식물공장의 수를 2008년 대비 3배

가 많은 150개로 확대할 계획으로 추진 중이다.

○ 일본이 식물공장을 확대해야 하는 이유는 식문화가 샐러드를

중심으로 하는 생활습관으로 야채의 공급과 가격을 안정하게

유지하는 것이 무엇보다 중요하기 때문이다. 또한 먹거리에 대

한 안전성 문제로 최근에 문제가 된 방사선 문제 이전부터 중

국에서 수입한 야채의 잔류 살충제, 농약 등 재배이력의 투명

27

성과 안전한 재배방식에 대한 소비자 욕구가 대단히 높아졌기

때문이다.

3. 차세대 성장산업으로의 식물공장

○ 2011년에 개최된 서울디지털 포럼에서 미 콜롬비아대학의 딕슨

데스포미어(Dickson D. Despommier) 교수는 한국과 같이 국토

가 좁고 도시 인구가 밀집되어 있으며 집약적 농업기술을 보유

한 나라는 수직형 식물공장이 발전하기에 이상적인 나라라고

발표 하였으며 제 11차 녹색성장위원회에서도 도시농업과 관련

된 식물생산 공장 산업화에 대하여 보고되었다.

○ 차세대 성장산업으로 식물공장의 장점은 첫째, 자연환경 입지

조건에 영향을 받지 않거나 이를 극복할 수 있다는 점이다. 사

막, 해안, 고산 또는 불모지에서도 비용의 차이는 있지만 그 이

상을 극복할 수 있다.

○ 둘째, 계절에 관계없이 가동할 수 있으며 이는 농업소득의 안

정화를 가져다준다. 노동력을 계절에 관계없이 투입할 수 있

어 근로시간을 안정적으로 배분할 수 있으며, 농산물의 연중

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생산으로 관련 자재산업, 서비스업, 농산물 가공업, 식품제조

업, 외식업 등 농업 전후방 산업의 안정적인 부가가치를 창출

할 수 있다.

○ 셋째, 농산물의 균일화가 가능하며 규격화된 상품을 생산 유통

시킬 수 있다. 따라서 가격 결정이 용이하고 소득의 예측이 가

능해진다. 파종, 육묘, 재배, 수확, 선별, 포장의 제어 가능한 공

정을 통해 최적의 생산 환경을 조성하기 때문에 농산물의 품질

이 우수하고, 병해충을 원천 차단하므로 농약에 대한 불안감이

없어 친환경적이며 안전한 농산물 생산이 가능하다. 또한 농산

물이 규격화 표준화되므로 상품유형에 따른 가격 결정이 용이

하게 된다.

○ 넷째, 생산요소에 대한 저투입 농업이 가능하며 소비자와 근접

한 시장성을 추구할 수 있다. 식물공장은 정밀한 농업이므로

토지를 효과적으로 활용할 수 있고 작업의 편리성과 쾌적한 작

업환경을 구현하므로 재래식 농업의 노동 기피 현상도 회피하

여 청년층에게 적합한 직업군이 될 수 있다. 또한 대도시 등

소비시장과 인접한 위치에 식물공장이 위치 할 수 있으므로 수

송거리에 따른 비용절감과 신선도 유지가 가능하며 중간도매인

의 매점매석 행위는 근절 될 것이다.

29

○ 다섯째, 농산물 소비패턴이나 소비자기호에 능동적으로 대처

할 수 있다. 국민소득 증가에 따른 고품질 안전 농산물의 수요

증가나 계절외적인 소비 등에 능동적으로 대처하여 개인 특성

에 맞는 맞춤형 농산물을 생산 할 수 있다. 특히 시장상황에

따라 품목변경이나 시설구조 변경이 용이하기 때문에 소비시장

패턴에 민첩하게 대응 할 수 있다.

○ 여섯째, 농업경영에도 획기적 변화가 일어나 기업경영 방식에

의한 경영이 활성화 될 것이다. 식물공장은 기술뿐 아니라 거

액의 자본이 소요되므로 경영도 그에 맞게 변화되는데 시설과

장비, 배양액 등 첨단 산업기술이 활용되기 때문에 예전의 가

족 농법으로는 한계가 있다. 따라서 법인에 의한 농업경영을

추구하게 된다.

○ 이러한 차세대 성장산업으로서의 식물공장도 아직은 해결해야

할 문제점이 많다. 즉 식물공장 재배방식의 우월성은 생산자

관점에서 볼 때이고 소비자 관점에서 보면 재배방식의 안전성

과 신뢰성이 장점이지만 그에 맞는 가격경쟁력에 대하여는 의

문을 갖고 있다. 또한 노지재배나 유기농재배에 비하여 맛, 향,

영양학적 요소 등과 같은 품질 경쟁력도 우위를 확보 할 수 있

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다고 보기에는 아직 문제가 있다. 따라서 아직은 “비싸면서 맛

이 떨어지는” 구매가치가 작은 낮은 상품으로 인식하고 있다.

이를 위해 시설과 장비에서의 원가절감과 생산 시에 발생되는

원가의 절감은 반드시 이루어져야 하고 좋은 품질을 안정적으

로 유지하는 것을 숫자로 볼 수 있도록 품질표시가 필요하다.

4. 토의사항

○ 국내 식물공장의 기술수준은 세계 최고기술수준에 비하여 50%

도 안 되는 저조한 수준으로 판단하고 있다.

- 공장 설비 51.2～58.0%

- 환경 및 생체제어시스템 51.9～61.9%

- 인공조명 50% 내외

- 배지 및 수경재배시스템 62.3～64.3%

- 파종 및 육묘 시스템 66.5%

- 이송장치 및 기계설비 72.0%

- 식물공장 전용 과채류 품종육성 20%

○ 그러나 국가적 중요성을 인식하고 현행 법 등과의 부합성을 포

함한 정책적 타당성, 기술적 타당성, 경제적 타당성과 파급효과,

국민 정서상 수용이 가능한 사회문화적 관점에서 해결해 나가

31

면 성장 동력으로의 역할을 충분히 할 것으로 예상된다.

○ 국내 식물공장은 잠재력이 크고 해야 할 당위성은 충분하지만

아직 기술성숙도, 환경 등이 선진국에 비하여 미천하기 때문에

성장 동력 이전에 정비해야 할 사항들은 다음과 같다.

○ 식물공장은 정보통신, 생명공학 등의 기술이 융복합된 결정체이

므로 융복합 R&D를 통해 원천기술을 확보해야 하고 신소재산

업, 바이오산업과의 협력을 통해 기술을 확보 확장해야 한다. 특

히 식물공장 시스템 연구개발에 거액의 투자가 소요되므로 사업

과 연구가 동시에 진행되는 R&BD방식의 연구개발이 필요하다.

○ 식물공장과 관련된 법과 제도가 정비되고 선진화되어야 한다.

유리온실 사업이 오늘 날의 수출농업의 견인차가 된 것처럼,

유치산업 육성 차원에서 식물공장 플랜트개발과 보급을 촉진

할 수 있는 재정지원이 필요하다. 또한 식물공장의 농업정책적

인 위상도 정립하여 농정상의 혜택, 토지이용, 건축관련 제도

등도 규제완화 차원에서 배려할 필요가 있다.

○ 식물공장을 종합 플랜트 개념으로 범위를 확장시켜 차세대 수

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출산업으로 육성시키고 이를 통해 새로운 부가가치를 갖는 국

내 종자, 정보통신, 신소재, 바이오산업의 세계화에 좋은 기회

로 삼아야 한다.

33

제5장

제3차 토론회: 식물공장의 문제점 및 해결방안

1. 서론

가. 식물공장의 필요성

○ 최근 국내에서도 국지성 폭우, 일조량 부족, 잦은 집중호우, 과

거의 태풍과는 다른 진행 경로 등 이상 기후 현상들이 연이어

발생되고 있다. 그 결과 각종 농산물(과일, 야채류 등)의 공급

에 차질을 가져오므로 가격이 급등하고 있다. 장기적으로 지속

될 가능이 높은 기후 변화는 노지재배를 통한 주식용 곡물(쌀,

밀, 옥수수 등)의 농사에도 큰 영향을 미침으로써 결국 식량부

족 사태를 초래할 수도 있다.

○ 기후 변화는 농산물을 구매하는 소비자뿐만 아니라 유통, 식품

업계 등 관련 기업에게도 사업의 안정성을 저해할 수 있는 잠

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재적인 위험요인을 가지고 있다.

○ 따라서 기후변화로 이상 기후현상의 빈도가 증가되는 가운데 식

물공장은 농산물의 안정적인 생산을 위한 대안이 될 수 있다.

이미 일본에서는 인공광형 식물공장이 사업화되었고 미국은 도

심에 고층 빌딩 형태의 식물공장 건설이 진행되고 있다. 한국에

서도 정부와 기업의 관심이 예전보다 커졌지만 식물공장에 관련

된 전반적인 기술은 걸음마 단계에 있는 것으로 평가되고 있다.

나. 식물공장이란?

○ 식물공장이란 일정한 시설 내에서 빛, 온도, 습도, 공기(이산화

탄소 농도), 물, 영양분 등 식물배양에 필요한 모든 환경조건을

인공적으로 통제, 제어하여 농작물을 재배하는 시스템으로 공

장형 생산 시스템을 도입한 농업 방식의 일종이다.

○ 식물공장형 농업방식은 땅에서 이루어지는 노지재배, 시설재배

(비닐하우스나 유리온실), 수경재배(흙을 사용하지 않고 영양액

만으로 식물을 재배) 및 수기경재배 다음으로 등장했다. 그러므

로 기술적 발달의 측면에서 식물공장의 환경제어 기술은 고도

35

로 발달되어 있다.

다. 식물공장의 농업방식

○ 식물공장에 적용된 농업방식은 기존 농업방식과는 확연하게 구

분되는 특징이 있다.

첫째, 연중 농작물 생산의 조절이 가능하다. 모든 환경조건이

인공적 제어시설에 의하여 작동되므로 식물공장에서 재배되는

작물은 노지 및 시설재배와는 달리 계절과 환경의 변화, 지리

적 입지조건 등에 크게 구애 받지 않고 농작물을 1년 내내 생

산할 수 있기 때문이다.

둘째, 재배 작물의 규격화 및 정량화가 가능하다. 체계적인 생

산 설비에서 작물이 재배되고 수확되므로 작물의 크기나 용량

이 규격화된 작물을 제품화할 수 있기 때문이다.

셋째, 기존의 노지재배에 비하여 훨씬 개선된 시장 대응능력을

보유할 수 있다. 시장 수급 상황에 대응하여 능동적이고 계획적

인 생산량 조절 및 소비자 수요 경향에 대응한 신속한 재배 품

목 교체가 보다 수월하게 이루어질 수 있기 때문이다.

라. 식물공장의 분류

36

○ 식물공장의 분류는 보통 조명방식을 기준으로 한다. 식물재배

에 가장 중요한 광합성에 필수적인 요소기술이 조명(광원)이기

때문이다. 또한 조명방식의 채택이 식물공장의 건물형태 및 건

물 내 재배설비의 구조와도 관련이 있다.

○ 태양광을 조명으로 사용한 경우에는 태양광 이용형 식물공장으

로 분류된다. 태양광 이용형 식물공장의 형태는 주로 단층 건

물이면서 작물재배 설비도 평면형으로 되어 있다. 시설재배의

비닐하우스와 유리온실과 같이 투명한 천장의 소재를 통하여

들어오는 태양광을 직접 이용한다.

○ 인공광을 설치한 식물공장은 인공광형(완전제어형) 식물공장으로

구분된다. 일부 전문가들은 인공광형 시설을 진정한 의미의 식물

공장으로 간주하기도 한다. 완전 제어형 설비는 외부환경으로부

터 격리되어 빛, 온도, 습도 등 작물의 생육에 필요한 환경 조건

을 완전히 인공적으로 통제함으로써 연중 생산이 가능하다. 이러

한 인공광형 식물공장은 다단형 설비를 갖추거나 복층형 건물로

만들어진다. 한정된 대지에서 재배면적을 최대화할 수 있는 다단

형 설비나 복층형 건물에서 최상층과 각 층의 일부에서만 태양

광을 받을 수 있으므로 인공광 설비가 필수적이다.

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○ 태양광 이용형과 인공광형 식물공장을 병용한 형태로 태양광과

인공광을 모두 이용하는 경우도 있다. 태양광과 인공광을 병용

하는 식물공장은 단층형 건물이더라도 재배 설비를 다단 또는

입체식으로 설치하기 위하여 층고를 높인 형태가 되므로 이를

수직형 식물공장이라고도 한다. 이 경우에 재배 설비의 최상단

외에는 태양광을 받을 수 없어서 인공광으로 보완하는 보광 기

능이 필요하므로 태양광과 인공광을 함께 이용하게 된다.

마. 식물공장의 장점

○ 식물공장이 국가 경제 측면에서 주목할 만한 미래 사업이 될

수 있는 장점이 있다.

첫째, 다양한 산업 기술이 접목된 융복합형 사업이다. 식물공장

의 설치와 운영에는 건물 설계, 시공을 위한 건축업, 식물재배

설비를 위한 기계산업, 환경조건을 인공적으로 구현, 제어하기

위한 IT산업과 재배 기술을 위한 농업 및 적합한 종자개발을

위한 종자산업 등이 모두 밀접하게 관련되어 있기 때문이다.

둘째, 최근 추진되고 있는 지속 가능한 미래 성장을 위한 녹색

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성장 전략과도 부합한다. 농업 자체가 녹색산업일 뿐만 아니라

식물공장 운영에 필요한 자원(전기, 물 등) 소비량을 줄이기 위

하여 신재생 에너지 기술 및 수처리 기술 등 녹색산업 관련 기

술이 큰 역할을 할 수 있기 때문이다.

셋째, 농업의 획기적인 발전 기회가 될 수도 있다. 1960년대 주

요 곡물(쌀, 밀 등)의 생산성이 대폭 향상되었던 이른바 녹색혁

명에 버금가는 제2의 녹색혁명으로 도약할 수 있는 농업 발전

의 기회가 될 수도 있다. 또한 장기적으로 식량안보 문제의 대

응방안이 될 가능성도 배제할 수 없다. 식물공장 관련 기술이

발전되어 경제성이 확보된다면 식물공장에서는 야채, 과일 뿐

만 아니라 주식용 곡물의 생산도 가능할 것이기 때문이다. 따

라서 식물공장이 단기적으로는 일부 농산물의 안정적 공급원

역할을 하고 장기적, 전략적 관점에서는 기존 농업방식으로 해

결하지 못한 식량부족 문제의 해결책이 될 것으로 기대된다.

2. 식물공장의 개발현황

○ 식물공장 사업은 유럽, 미국, 일본 등 선진국을 중심으로 연구,

개발되었고 개발 양상은 각국의 여건에 따라 상이하게 진행되

39

고 있다.

가. 유럽

○ 식물공장의 시초는 1950년대 북유럽 일부 국가에서 일조량 부

족 문제를 극복하기 위하여 시작한 채소류의 시설재배이었다.

오스트리아 루스너(Ruthner)사가 태양광 이용형 식물공장 내에

서 태양광을 효과적으로 이용하기 위하여 작물의 이동을 컨베

이어 시스템으로 제어하는 시스템을 개발하였고 이것이 최초

자동화 설비를 적용한 식물공장이었다.

○ 현재 네덜란드를 중심으로 발달된 유럽의 식물공장은 대부분

자동화된 냉난방 및 공조 설비를 갖춘 유리온실의 형태로 되어

있고 고부가가치 작물(화훼류, 과일, 채소 등) 재배와 식물의

육묘에 적용되고 있다. 최근에는 입체형 식물공장의 가동과 실

용화 수준의 공정 자동화 연구도 진행 중이다.

○ 일각에서는 유럽의 유리온실 시스템을 식물공장이라 보기 힘들

다는 의견이 있는데 그 이유는 유리온실 시스템에 자동화 설비

를 갖춘 형태가 비록 식물공장과 유사하기는 하나 기본적으로

40

태양광에 의존하고 인공조명 설비가 보조적인 역할에 그치기

때문에 식물공장의 특징 중 하나인 연중 안정적 생산이 제대로

구현되기 힘들다는 점을 들고 있다.

○ 네덜란드에서 수직농장(vertical farm)과 관련된 회사 중 하나

인 Plantlab은 주로 화훼, 과일 및 채소 재배에 중점을 두고 있

으며 대규모 생산지역의 특징을 생산력 증가, 현지생산(사용처

에서 재배), 맞춤 생산, 맞춤 품질(맛, 성분, 모양 등), 공간, 에

너지 및 CO2의 효율 증가, 무 오염, 농약 사용 감소, 어디서나

생산 가능 및 지속 가능한 생산을 들고 있다.

나. 일본

○ 지난 3월의 지진 전까지 식물공장 관련 연구가 가장 활발하게

진행된 국가는 일본이다. 1970년대부터 관련 연구를 시작해서

태양광 이용형에서 완전제어형에 이르는 다양한 형태의 식물공

장에 대한 연구가 진행되었고 식용작물을 생산하는 식물공장의

사업화도 가장 앞선 것으로 평가되었다. 이와 같은 일본의 연

구 성과는 낮은 식량자급률에 따른 식량안보 문제, 농업 인구

의 노령화와 감소로 인한 농업 생산성 저하, 식품 안전성에 대

한 관심 증가 등 농업에 관계되는 여러 가지 문제에 대처하기

41

위하여 기술집약형 농업인 식물공장이 필요하다는 전략적 판단

하에 지속적인 정부의 육성책(자금 지원)이 뒷받침되었기 때문

에 가능하였다.

○ 일본 경제산업성의 자국 내 식물공장(2008년 당시 가동 중인

50개) 사업화 사례를 사업주체, 설치연도, 설치면적과 재배면적,

조명설비 등 다양한 기준으로 분석한 결과는 식물공장의 사업

화 추이와 향후 발달을 전망하는데 도움이 된다.

○ 조사 결과에 따르면 사업화된 식물공장 중에서 진정한 식물공

장이라 할 수 있는 인공광형이 34개에 달하는 반면 태양광과

인공광 병용형은 16개로 나타났다. 사업 주체별로 보면 34개의

인공광형 식물공장 중 19개는 기업이 운영 중인 반면에 병용형

식물공장 16개 중 10개 시설은 일반 농민이 운영하였다. 이러

한 결과는 설비투자 규모를 감당할 수 있는 자금조달 능력과

설비유형 간의 개연성을 보여주는 것이라 할 수 있다. 즉 자금

조달 능력이 있는 기업이 투자 규모가 큰 완전 제어형 식물공

장 설비를 갖춘 반면에 농민은 보다 저렴한 병용형 식물공장

설비를 이용하는 것으로 볼 수 있다.

42

○ 또한 인공광형 식물공장의 38%(13개)가 최근 4년 내에 설치된 새

로운 설비인 반면에 병용형 식물공장의 72%는 설치된 지 10년이

지나상대적으로노후화된시설인것으로집계되었다. 기술발달에

따라서인공광형식물공장이늘어나는추세임을짐작할수있다.

○ 설치면적 기준으로는 인공광형 식물공장의 85%가 설치면적

1,000m² 미만의 소규모인데 반해 병용형 식물공장의 55%는

5,000m² 이상의 대규모 설비인 것으로 나타났다. 그런데 실제

생산량을 결정하는 재배면적 기준으로는 인공광형 식물공장 중

12개 시설(38%)이 설치면적보다 훨씬 넓은 1,000m² 이상인 것

으로 나타났다. 즉 인공광형 식물공장은 다단식 재배설비를 갖

추고 있으므로 대지보다 재배면적이 더 넓고 인공광형 식물공

장의 생산성이 보다 높은 것을 알 수 있다.

○ 사용하는 조명설비의 실제 사용 현황에서는 형광등과 고압 나

트륨램프와 같이 저렴하고 비교적 성능이 좋은 광원이 여전히

많이 사용되고 있는 것으로 나타났다. 최근 IT산업에서 각광받

고 있는 LED의 보급률은 미진하였다. 이러한 조사결과가 나타

난 원인은 전기 소비량이 적고 수명이 긴 LED 사용에 대한 연

구부족과 고가의 부품가격으로 인하여 초기 설치비용의 부담이

크다는 단점을 들 수 있을 것이다.

43

○ 상기의 일본 경제산업성의 조사결과를 종합하면 외부환경으로

부터 격리된 진정한 식물공장이라 할 수 있는 인공광형 설비가

점차 늘어나고 있고 기업의 농업 참여도도 증가되는 것으로 나

타났다. 또한 재배면적이 설치면적보다 넓어 생산성 측면에서

도 인공광형 설비가 보다 효율적인 것을 볼 수 있다. 그러나

LED 사용실적이 미진한 것은 식물공장의 사업화에는 초기 설

비투자비 부담이 여전히 중요한 과제 중 하나임을 알 수 있다.

○ 일본에서 수직농장과 관련된 회사 중 하나인 Nuvege(Green

Earth Inc.)의 경우에 2006년 혁신적인 재배방법을 개발하여

첨단“ Vertical Farming Environment”기술을 보유하고 있다.

이 방법으로 고품질, 박테리아가 없는 채소의 수경재배 뿐만

아니라 수만 평방피트 또는 에이커의 면적에서 작물의 대량생

산이 가능하다. 한 예로 Kyoto에 있는 시설의 경우에 2,787 평

방미터의 대지에서 5,295 평방미터의 재배면적을 가지고 작물

을 재배하고 있다. 기존 수경시스템과 다른 Nuvege의 혁신적

인 기술(NLN: Nuvege's proprietary Lighting Network, 특허

조명 네트워크)로 이산화탄소가 증가되고 광합성이 향상되며

평형으로 빛이 방출되어 야채 생산량이 증가된다. “Vertical

Farming Environment”에서 재배된 상추는 불규칙한 날씨, 기

후변화, 질병에 영향을 받지 않을 뿐만 아니라 오염 물질에 의

44

한 위험성에 직면하지 않고 성장한다.

다. 미국

○ 90년대 경제성 확보 문제로 주요 기업들(GE 등)이 식물공장의

연구를 중단했다. 그러나 1999년 컬럼비아대학교의 Dickson

Despommier교수가 수직농장(vertical farm)에 대한 개념을 확

립하였고 이 개념은 rooftop gardens에서 평지의 작물재배로

빠르게 확산되었다. Despommier교수는 수직농장은 결국 저렴

한 비용으로 도시중심의 수요에 대한 생산물 공급을 위한 것이

지 식량문제의 해결과 대형마트의 식품공급을 위한 것이 아님

강조하고 있다.

○ 최근에 학계를 중심으로 도심에 위치한 고층 빌딩형 식물공장

이란 새로운 형태의 식물공장에 관한 연구가 진행되고 있다.

수직적 농업방식은 자연 요소의 위협이 없는 연중 계속 가능한

농업으로, 지난 6월 Cevsca, 사는 시애틀에 2층으로 구성된 다

섯 번째의 vertical farm 운영을 시작하였다.

○ 고층 빌딩형 식물공장의 가장 큰 특징은 건물의 형태와 입지

45

조건이다. 즉 도심에 위치한 고층 빌딩이라는 것이다. 고층 빌

딩형 식물공장은 기존의 단층형과 수직형 식물공장보다 훨씬

크고 형태도 다른 만큼 환경제어용 설비와 통합 제어기술이 훨

씬 복잡하고 투자규모도 클 것으로 예상된다. 미국에서 이런

특징을 가진 식물공장의 개념이 탄생하게 된 것은 국토가 넓어

농업용지를 얼마든지 확보할 수 있는 미국의 여건이 크게 작용

한 것으로 보인다. 일반적인 식물공장 형태로는 가격 경쟁력을

확보하기 힘들지만 도심형 식물공장이라면 운송거리가 단축되

어 물류비용을 감소시킬 수 있고 대신 비싼 토지구매 부담은

고층건물 형태로 해결하자는 아이디어가 반영된 것이다.

○ 고층 빌딩형 식물공장 개발이 추진될 수 있었던 중요한 배경으

로 그린 빌딩을 위하여 개발 중인 에너지와 자원절감 기술의 발

달도 빼놓을 수 없다. 왜냐하면 상식적으로도 도심에 고층 빌딩

을 지어서 농사를 짓는다면 건축비용과 막대한 전기와 물 사용

에 따른 생산비용이 노지재배보다 훨씬 많이 들 것은 자명하기

때문이다. 따라서 에너지와 자원절감 기술의 발달이 고층 빌딩형

식물공장의 경제성 확보여부를 결정지을 수 있는 변수가 된다.

○ 고층 빌딩형 식물공장의 결정적인 단점은 아직 건설된 적이 없

46

는 개념에 불과하다는 점이다. 고층 빌딩형 식물공장 가동을

위하여 필수적인 층간 에너지와 자원순환을 처리할 일종의 통

합 생태계 제어기술 개발은 아직 완료되지 못하였다. 또한 기

술개발이 완료되더라도 당장 경제성 확보를 장담할 수 없어서

전시성 프로젝트 차원에서 소수로 건설되는데 그칠 것이란 우

려도 있고 고층 빌딩형 식물공장이 실제로 구현되기까지 시간

이 걸릴 것이란 견해가 많다.

○ 식물농장의 12 가지 디자인

- "VF-Type O" by Oliver Foster

- "Pyramid Farm" by Eric Ellingsen and D. Despommier

- Chris Jacobs

- "Agro-Arcology"

- "Aberrant Agriculture" by Scott Johnson

- "Urban Farm, Urban Epicenter" by Jung Min Nam

- Zabeel Park Vertical Farm

- "The Living Skyscraper: Farming the Urban Skyline", by

47

Blake Kurasek

- "The Living Tower" by SOA Architects

- Gordon Graff

- Anna Carrington Systems Rendering

- "Fazenda Vertical" by Rafael Grinberg Costa

라. 한국

○ 90년대부터 식물공장에 관한 연구를 시작한 우리나라에서도 최

근 들어 정부나 기업의 관심이 커지면서 여러 연구기관(농촌진

흥청)을 중심으로 관련 연구가 가속화되고 있다. 2010년 7월 12

일 농촌진흥청은 국립농업과학원 농업유전자원센터(수원시 권

선구 서둔동 소재) 내에 식물공장을 신축하기로 하고 기공식을

가졌다. 이곳에 세워지는 식물공장은 철골조 콘크리트 구조(지

하 1층 지상 3층, 연면적 396㎡ 규모)로 이 건물에는 양액 공급

과 실내 환경 제어기술, 육묘 생산시스템 등 최첨단 농업기술

이 투입된다. 이 기술들은 모종에서 수확, 출하까지 대부분의

공정을 자동으로 처리되므로 공장에서 공산품을 찍어내 듯 식

물을 재배할 수 있는 시대가 열린 것이다.

48

○ 또한 농촌진흥청에서는 각종 작물의 생육자료 축적에 활용할

예정이고 수직형 식물공장의 사업모델을 2015년 까지 개발하기

위한 연구도 추진되고 있다. 또 소규모 식물공장 시스템을 내

부에 갖춘 컨테이너형 식물공장 시스템을 남극 세종기지에 설

치하였다. 사업화 노력은 일본과 마찬 가지로 소수의 중소기업

을 중심으로 진행되고 있다.

○ 그러나 관련 기술의 전반적인 수준은 아직 미흡한 것으로 평가

되고 있다. 인공조명 설비, 수경재배 기술 등 개별 기술 수준은

세계 최고 기술 대비 50～80% 수준에 그치고 특히 식물공장에

적합한 전용 품종의 개발 기술은 세계 수준의 20% 정도로 현저

하게 뒤처져 있는 실정이다. 또한 개별 기술을 통합 제어하는

설비 제어기술에 대한 연구도 아직 미진하다고 지적되고 있다.

○ 지난 6월 한국을 방문하였던 Despommier교수는 한국은 수직농

장을 농업변화의 계기로 생각하였고 정부의 최종목표는 모든

한국인이 저렴한 비용으로 건강한 식단을 접근하는데 두었으며

수직농장의 연구와 개발을 시작하였다고 website에 언급하였다.

또한 한국은 경제적으로 세계에서 아홉째 국가이고 기술적으로

가장 재능이 있는 국가 중 하나이며 수직농장의 회임과 출산을

위한 완벽한 자궁을 만드는 중이라고 평가하였다.

49

3. 식물공장의 문제점 및 해결방안

가. 경제성 확보

○ 식물공장의 사업화 성공여부는 경제성 확보에 달려 있다. 경제

성 확보는 비용절감과 수익원 개발이란 두 가지 측면에서 접근

해야 할 것으로 보인다. 먼저 초기 설비투자를 절감하고 운영

비용도 줄여야 한다. 그러나 현실적으로 고도기술이 적용될수

록 설비투자비는 오히려 증가될 가능성이 크다. 그래서 비용절

감의 핵심은 운영비용의 절감, 즉 식물공장 설비 가동에 필요

한 자원의 사용량을 줄일 수 있는 기술개발이 필요하다.

○ 또한 고수익을 창출할 수 있는 고급 야채류 또는 의약용 식물

과 같은 특수작물의 시장 발굴(판로개척)과 식물공장에 적합한

종자 개발을 통하여 수익성 높은 사업모델을 개발하는 것도 사

업화시기를 앞당길 수 있을 것이다.

나. 추가 연구진행

○ 식물공장이 경제성 있는 사업으로 안착하기 위해서는 관련기술

에 대한 많은 연구가 추가되어야 할 것이다. 다양한 수종과 광

50

원을 이용한 각종 작물의 재배방법에 대한 연구도 필요하다. 환

경제어 기술개발에 필수적인 각종 작물의 생육자료 축적에만

수년 이상의 시간이 걸릴 수 있다. 이런 상황을 감안하면 단기

간에 식물공장 사업이 활성화되기는 힘들 것이다. 또 기술개발

과는 별개로 기업들이 농업에 진출하는 것에 대하여 부정적인

시각도 있을 수 있다. 그러나 조명기술, 그린에너지 기술 및 IT

기술 등이 계속 발달되고 있으므로 생산비용이 줄고 경제성이

확보되는 시기가 예상보다 빨라질 가능성도 배제할 수 없다.

○ 국토가 제한된 우리나라의 식물공장은 기후변화와 식량 안보

문제의 대응 차원에서 중요한 과제이다. 더군다나 식물공장의

성공에서 바이오, IT 등 전후방 산업들의 발달이란 파생 효과

도 기대할 수 있다. 그러나 가까운 미래에 경제성 있는 사업으

로 정책될 수 있을지 단언하기 어려운 상황에서 관련 연구개발

을 기업에게 기대하는 데는 한계가 있다. 미래 대비를 위하여

정부의 적극적인 관심과 역할이 요구되는 분야이다.

(자료: http://www.handypia.org/jbjeongeup/1121437)

(자료: http://visionpa.net/xe/comeconomic/18684)

51

제6장

제4차 토론회: 식물공장의 융합기술

1. 식물공장 융합기술의 현실 및 문제점

가. 식물공장 농업과 공업의 융합 현실 및 문제점

○ 식물 광생리의 효율적 이용을 통한 생장 촉진

○ 인공재배에 적합한 품종선정 및 개발

○ 광, 온도, 습도 및 영양분 등 적절한 환경제어의 실현

○ 생장이 빠르며 부가가치가 높은 품종개발

나. 융합기술의 과제

○ 완전 인공광형일 경우 막대한 설치 코스트 및 운영 코스트

- 설치 코스트: 환경제어, 반송장치의 도입 등 시설 의존도

52

식물공장 1*(A) 시설생산 2*(B) A/B

설치 코스트 3.1억 엔 1,800만 엔 17

운영 코스트

(광열비)1,860만 엔 40만 엔 47

가 높다.

- 운영 코스트: 전력 소비가 많고, 재배 자재 등의 고가이다.

<표 6-1> 식물공장 투자비 비교사례

자료: 일본 농림수산연구개발 레포트 No.14(2005)

2. LED 조명을 이용한 완전 제어형 식물공장

가. 특징 및 문제점

○ LED조명은 방열이 거의 없어 정해진 파장성분을 쪼일 수 있

고, 소비전력도 적으며 수명이 긴 특징을 가지고 있다.

○ LED소자 한 개의 에너지가 작아 광범위한 면적을 조명하기 위

53

해서는 대량의 소자가 필요하다.

나. 향후 전망

○ 가격 면에서 방전형만은 못하지만 광합성에 필요한 660∼680nm

의 고휘도 적색LED가 개발되어 보급되면 가격도 싸져서 현재

의 방전형 조명장치가 LED조명으로 교체될 것으로 전망된다.

다. 식물의 광수용체

○ 식물은 빛을 받아서 광합성 및 기타 생명활동을 하는데 빛을

감지하는 것은 색소 등이며 이를 광수용체라고 한다.

○ 식물에는 2가지 광수용체가 있다.

- 광합성과 관계있는 클로로필 a∼d 및 카로티노이드

- 광 형태형성과 관계되는 피토크롬, 크립토크롬 및 포토

트로핀

○ 광질에 의한 식물의 생장

54

- 광질이 식물에 미치는 영향을 알아보기 위해 스프레이 장

미(Spray Rose)의 생장을 관찰한다.

- LED 조명의 광질은, LED 적색구, LED 적색2: 청색1구,

LED 적색4: 청색1구, 형광등구 등 4종류의 시험구역을

비교 검토결과 생장량이 가장 큰 것은 LED 4:1구이고 다

음이 2:1구, LED 적구의 순임이다.

- 잎의 수 증가를 보면 LED 4:1구가 평균 62.3±4.0매, LED

2:1구가 평균 50.2±6.6매, LED 적구는 평균 47.8±7.2매로

LED 4:1구는 다른 LED 구와 1% 수준의 유의차를 보인다.

3. LED 광질변환 논문사례

가. 요지

○ 광질에 의한 상추의 생육 및 품질변화 관련 연구는 국내·외에

서 다수 수행된 바 있다.

○ 샐러드용 어린잎 채소종류 중 적색의 풍미를 더하는 중요한 소

재인 적상추를 대상으로 LED 조합광질 조건하에서의 생육과

안토시아닌 색소 함량 변화에 대한 검토는 미흡하였다.

55

○ 본 연구는 식물공장 내 적색광과 청색광의 다양한 혼합 광원

하에서 적상추의 생산성과 색소발현을 극대화 시킬 수 있는 조

건을 규명하였다.

나. 목적

○ 향후 국내 식물공장에서의 고품질 및 기능성이 향상된 상추

와 어린잎채소의 생산을 위한 기초자료로 이용하기 위하여

수행되었다.

다. 결과

○ 광질이 생장 조절뿐만 아니라 광원의 파장을 변화시킴으로써

작물의 색소함량과 기능성 관련 물질을 증진시켰다.

○ 어린잎 상추의 성장과 식물 화학물질에 미치는 광질의 영향을

평가한 결과 안토시아닌, 카르틴노이드, 페놀 화합물 등이 증가

되었다.

라. 결론

56

○ 수확전의 단기간 광질변환시 적색광의 비율이 높은 광원조건에

서 생육을 촉진시킨 후 적색과 청색의 동등 혼합광원으로 변환

할 경우 생산성을 유지하면서 고품질, 고색도 상추를 생산할

수 있을 것으로 판단되었다.

4. 농원예 파장변환 피복자재(필름)의 응용

가. 연구 성과

○ 자외선-가시광선 영역에서 선택적인 파장변환을 가능케 하는

새로운 고체 발광색소를 개발하였다.

○ 이들 발광색소를 투명 고분자 수지에 결합시켜 태양광이나 인

공광의 파장분포를 간단히 조정 가능한 파장변환용 자재를 개

발하였다.

○ 파장변환 자재의 개발에는 고체발광 색소와 여러 플라스틱 소

재와의 배합하여 형광의 발광효율의 개선을 검토하였다.

○ 식물 고부가치화 재배법의 확립을 위해 적색파장 변환 필름이

57

착생난(Cymbidium)의 프로토콤상구체(Protocorm-like body)의

증식을 연구하였다.

나. 향후 연구

○ 브로컬리, 붉은 무 싹의 생육을 촉진시켜 항산화 기능성분인

폴리페놀 량을 증대시킨다.

○ 란 이외 묘목, 딸기, 메론 등 시장이 큰 야채류의 클론 묘

목을 대량생산하여 응용하고 약용성분을 고도로 축적한 식물,

야채 및 화분을 재배한다.

5. 토의사항

○ 향후 식물공장은 농공업과 융합기술개발과 함께 수확, 관

리, 판매에 IT기술을 접목하여 고부가가치 기능성 및 생리

활성물질이 함유된 식물재배기술을 개발한다. 또한 식물공정

전반에 걸친 친환경기술을 접목시키고 에너지효율을 극대화하

는 공정기술의 향상과 보급이 필요하다.

58

○ 식물의 생육은 채소 과일류(양상추, 시금치, 부루커리, 딸기,

멜론), 화분(장미, 난, 피투니아), 약초(인삼) 등이 좋을 것으로

생각한다.

59

제7장

제5차 토론회: 한국형 식물공장

1. 서론

○ 지구적인 기후변화, 인구 증가, 식량자원의 수급 불안정, 안전

한 먹거리에 대한 선호도 증가 등으로 인해 식물공장이 미래의

신 농업 모델로 주목받고 있다. 향후 식물공장은 어떠한 형태

로든 발전할 잠재력을 가지고 있으나 인위적인 재배환경을 조

성해야 하는 특성상 아직 해결해야 할 과제들이 많다.

○ 유럽에서는 이미 50여 년 전부터 식물공장을 구상하여 운영하

여 왔고 일본에서도 정부의 지원 하에 식물공장 산업을 활발하

게 전개하고 있다. 우리나라는 아직 식물공장의 도입 초기단계

로 볼 수 있으며 국내 여건에 맞는 식물공장이 향후 다각적으

로 검토되어야 할 것이다.

60

A 식물공장 일반시설 차이(배)

생산비 14,428 1,060 +13.368 (13.6)

감가상각비 6,944 101 +6,843 (68.7)

일반관리비 5,000 599 +4,401 (8.3)

광열비 1,250 36.3 +1,214 (34.5)

2. 식물공장의 주요 과제

○ 식물공장은 시설재배에 비해 초기 설치비 및 운영비용이 과다

하므로 가격경쟁력이 있는지가 우선 과제이다.

- 일본 TS팜 사례에서는 300평당 설치비용이 시설재배에 비

해 17배, 운영비용 47배로 보고된 바 있다.

- 최근 국내 식물공장의 상추 가격경쟁력을 비교한 보고서에서

는 시설재배에 비해 14배의 생산비용을 나타내고 있으며 에

너지 투입량과 이산화탄소 배출량은 60배에 달한다고 한다.

<표 7-1> A식물공장 상추 생산비교(단위: 원/Kg)

(*1) 2011년 상반기 유기농 상추가격: 11,208원/Kg, 일반 상추가격: 6,505원/Kg

(*2) 일반관리비: 인건비, 토지임차료, 위탁영농비, 고용 노력비, 농기계/시설 임차

료, 수선비 포함

자료: 한국농어민신문, 2011. 7. 25, 고려대 식품자원경제연구자료

- 표 7-1에서는 식물공장의 생산비용이 유기농 상추 판매가격

을 상회하고 있으며 유통비용과 상품화율을 감안할 경우 적

61

A 식물공장 B 식물공장 B/A

생산비 14,428 6,760 46.9%

감가상각비 6,944 2,360 34.0%

일반관리비 5,000 3,950 79.0%

광열비 1,250 450 36.0%

자폭이 크다.

- 국내 식물공장은 아직 도입단계로서 상용화 시설에 대한 운

영실적의 자료 축적이 충분하지 않으나 일본 사례와 비교하

면 일부 유사점을 발견할 수 있다. 그러나 상기 생산비용의

약 47%에 수준으로 운영되는 국내 사례도 있다.

<표 7-2> B식물공장 상추 생산비교(단위: 원/Kg)

(*1) B식물공장 생산비 실적기준:

- 월 1,200Kg 상추 생산,

- 일반관리비: 인건비, 수도요금, 기타 자재비등

- 재배면적: 105평(대지 40평), 투자비 3.4억 원,

10년 감가상각

자료: KAST 홈페이지

- 수익성을 기대하는 국내 사례로서는 최근 신설된

REFRESH 함양(주)의 돔형 식물공장을 들 수 있다. 이 공

장은 특수발포폴리스티렌 자재를 사용하여 초기 투자비

절감과 에너지 효율을 개선하고 수확량 증대 등을 통해

10동(500평) 운영 기준으로 매출액 대비 약 56%의 수익율

62

을 예상하고 있다.

- 농촌진흥청에서 2008년 성공한 바 있는 인삼 수경재배 시설

에서는 생산기간 축소(1/3) 및 사포닌 함량의 증대로 약

40% 이상의 높은 수익율을 예상하고 있다.

○ 식물공장의 주요 과제로서 생산품의 가격경쟁력 확보와 아울러

아래 과제들의 대응 방안이 필요하다.

- 식물공장 재배에 적합한 다양한 품종의 개발

- 안정적인 시장 판로의 확보와 개척

- 에너지 소비 최소화 방안

- 도시형, 기업형으로 발전 시 예상되는 농촌과의 갈등 해소

3. 국내외 식물공장의 특징과 동향

○ 일본은 1974년부터 완전제어형 식물공장을 개발하여 현재 50개

소가 운영 중이고 2013년까지 150개소로 확대할 예정이다. 완

전제어형이 34개소이며 증가 추세에 있다.

63

○ 일본정부는 신경제 성장전략의 일환으로 식물공장에 대한 적극

적인 지원정책을 펴고 있다. 식물공장 초기 설비비의 50%를 지

원하고 있으며 현재의 엽채류 재배 중심에서 토마토, 딸기 등

과채류로 확대할 계획이다. 2020년의 식물공장 시장규모를 2009

년의 4배인 5,800억 원으로 증대시키는 목표를 세우고 있다.

- 농림수산성이 식물공장 보급 확산을 통해 기대하는 효과는

① 계획적이고 안정적인 생산 가능, ② 팔리는(Market-in)

방식의 농업생산 가능, ③ 3D 농업에서 벗어남, ④ 농업용

지를 새로운 입지로 활용, ⑤ 의약품, 기능성 식품을 생산하

여 새로운 시장 창출에 두고 있다.

○ 일본 식물공장의 일반적인 원가구조는 설비투자(감가상각비)와

전기/수도비의 비중이 과반수를 점한다. 엽채류 생산 공장의

경우, 원가절감 사례로서 단위재배 면적당 생산량을 높이는 생

산성 제고를 통해 판매가격을 인하함으로써 수요증대를 유발하

는 효과를 거두고 있다.

- 원가구조: 설비투자 38%, 인건비 31%, 전기/수도비 16%

기타 15%

- 원가절감 사례:

64

· 기존 12단 재배시설을 16단으로 높여 단위면적당

생산량 향상.

· 조도(照度)와 같은 생육환경 조절로 재배 사이클 단축.

· 생산원가: 120엔/100g → 90엔/100g (‘08. 4 → ’09. 3)

· 소매가격: 298엔/100g→ 158엔/100g (‘08. 4 → ’09. 3)

○ 유럽은 1957년 덴마크 크리스텐센의 새싹채소 식물공장이 효시

로서 태양광·인공광을 병행하고 무농약·무공해의 채소를 생산

했다. 1960년에는 오스트리아 루스나(Ruthner)사의 수직형 식물

공장이 태양광과 고압나트륨 램프를 사용하고 입체식·상하 이

동방식이 소개되었다.

- Holtiplan(벨기에), Swedeponic(스웨덴)에서는 재배베드 자동

이송 시스템, 수경 재배시스템 등을 통한 자동화로 품질의

향상과 인력 최소화를 도모하고 있다.

○ 미국은 우주공간에서 식물 공급을 목적으로 시작하였으며, 196

0～1970년대 GE, GM 등에서 인공광형 식물공장 개발을 연구

하였으나 채산성이 맞지 않아 중단하였다. 최근에는 도심의 고

층 수직농장 개념의 식물공장으로 발전하고 있다.

- 미국은 식량증대보다는 차세대 에너지 해결을 위한 종자개

량과 육종, 도심생활의 환경개선을 고려하고 있다. 현재 고

65

층 빌딩형 식물공장은 통합 생태계 제어기술개발 미완으로

아직은 개념적이다.

○ 국내에서는 1990년대 초에 농림수산식품부에서 유리온실 지원

사업을 실시하면서 식물공장의 기초연구를 시작하였다. 최근에

식물공장에 대한 관심이 증대하여 농촌진흥청, 대학 및 연구기

관, 부품업체에서 활발한 상용화 움직임이 있다.

- 10여개의 식물공장이 있으나 대부분 연구개발용이며, 실제

생산 및 출하하는 공장은 3～4개 수준이다.

- 요소별 기술수준은 세계 수준의 50% 정도로 평가된다.

4. 한국형 식물공장 모델의 제언

○ 식물공장은 고생산비로 인한 채산성 문제라는 단기적 과제가

있지만 향후 기후변화 대응, 안전한 먹거리, 기능성 작물의 성

장 잠재력 등을 고려할 때 사회·경제적 면에서 중장기적으로

필요하다.

○ 우리나라 식물공장의 정착을 위한 방안으로 ① 경쟁력 있는

66

High-End 품종의 개발, ② 초기 투자비의 리스크 축소 및 운

영비 절감, ③ 식물공장 기술개발을 위한 R&D와 정부정책지

원을 제시할 수 있다.

○ 높은 생산비용이 수반되는 식물공장에서 가격경쟁력을 지닐 수

있는 고부가가치의 품종을 예시하면 아래와 같다.

- 수경인삼, 약초 등 무농약 기능성 건강 제품

- 정밀한 재배환경이 필요한 의료 및 화장품 원료(식물 백신

치료제, 인삼 성분의 화장품 등)

- 무균·무농약의 특수 환자용 야채류

- 국내 노지재배가 어려운 고가의 수입 작물(허브, 화훼류 등)

○ 식물공장의 경제성을 높이기 위해서는 높은 초기 투자비의 리

스크를 축소하고 운영비의 절감, 특히 에너지 투입을 최소화하

는 다각적인 방법이 요구된다.

- 아직 상세한 운영 실적이 보고되지 않았지만 REFRESH 함

양(주)의 돔형 식물공장 사례와 같은 저투자, 저비용의 설비

가 개발되어야 한다. 이러한 식물공장이 지역 특성에 맞게

67

보급될 경우, 농촌경제 활성화에도 기여할 수 있을 것이다.

- 농촌의 폐교, 유휴창고, 휴경지 등을 활용하여 투자비를 경

감하고 작물에 따라 태양광 병행의 복합형 시스템을 적용하

면 에너지비용을 절감할 수 있다. 도심에서는 지하실 등 유

휴공간을 활용하여 소요자금을 줄일 수 있을 것이다.

- 소형, 실용성의 모듈형 또는 컨테이너형 식물공장은 비교적

적은 투자로 설치할 수 있으므로 과다한 투자비 리스크를

줄일 수 있고 식물공장 보급 확대를 촉진할 수 있다. 이러한

소규모 식물공장은 중동 등 재배환경이 열악한 지역으로의

수출에도 적합할 수 있다.

- 도심 식당이나 학교, 병원의 단체급식과 연계하여 지역농장

(Local Farm )개념으로 운영하면 유통비용을 줄일 수 있고

안전하고 신선한 먹거리를 제공하는 효과도 기대할 수 있다.

○ 식물공장은 여러 첨단 산업기술이 융합되어야 하므로 정부 주

관(농촌진흥청)으로 유관 기술단체(IT, BT, ET 등)와 공동 연

구개발그룹을 구성하여 국가차원의 기술개발이 추진되어야 할

것이다.

- 에너지 사용량과 이산화탄소 배출을 경감하기 위해 신재생

68

에너지(태양광, 지열, 풍력 등)를 적용하고 우량작물 육종기

술이나 백신 등 의약기술, LED 산업, 원격 모니터링 제어기

술 등과 접목시킨다.

○ 일본의 식물공장 발달은 정부의 적극적인 지원정책에 힘입은

바가 크다. 우리나라도 식물공장의 활성화를 위해서는 초기 시

설비에 대한 정부의 보조금 지원, 저렴한 농업용 전기 공급 등

농정상의 혜택, 관련 토지이용 및 건축규제 완화 등 정부 지원

책이 적극 병행되어야 할 것이다.

69

제8장

결 론

○ 식물공장은 일정한 시설 내에서 빛, 온도, 습도, 공기(이산화탄소

농도), 물, 영양분 등 식물 배양에 필요한 모든 환경조건을 인공

적으로 통제, 제어해 농작물을 생산하는 시스템을 의미한다.

○ 식물공장은 향후 기후변화 대응, 안전한 먹거리, 기능성 작

물의 성장 잠재력 등을 고려할 때 사회·경제적 면에서 중장

기적으로 필요하다.

○ 식물공장은 다양한 산업, 기술이 접목되어 전후방 효과를 기

대할 수 있는 융복합형 사업이기 때문에 국가 경제 측면에서

도 주목할 만한 사업이 될 수 있다. 식물공장의 환경조건을

인공적으로 구현, 제어하기 위한 IT기기 산업, 설치와 운영에

는 시스템 및 엔지니어링, 식물재배 설비를 위한 기계산업, 시

공을 위한 건축업, 그리고, 적합한 종자개발을 위한 종자산업

70

등이 모두 밀접하게 관련되어 있다.

○ 식물공장은 고투자비, 고생산비로 인한 채산성 문제가 발전의

가장 큰 걸림돌이 되고 있어 이의 해결방법이 매우 중요하다.

이를 위하여 경쟁력 있는 High-End 품종의 개발, 초기 투자비

의 리스크 축소 및 운영비 절감, 식물공장 기술개발을 위한

R&D와 정부정책지원이 필요하다.

○ 고부가가치의 품종으로는 수경인삼, 약초 등 무농약 기능성

건강제품, 정밀한 재배환경이 필요한 의료 및 화장품 원료

(식물 백신치료제, 인삼 성분의 화장품 등), 무균·무농약의

특수 환자용 야채류, 국내 노지재배가 어려운 고가의 수입

작물 등을 들 수 있다.

○ 식물공장의 높은 투자비의 리스크를 축소하고 운영비의 절

감, 특히 에너지 투입을 최소화하는 다각적인 방법이 요구되

는데, REFRESH 함양(주)의 돔형 식물공장과 같은 저투자,

저비용의 설비가 개발되어야 하며, 농촌의 폐교, 유휴창고,

휴경지 등을 활용하여 투자비를 경감하고, 태양광 병행의 복

합형 시스템을 적용하여 에너지비용을 절감할 필요가 있다.

71

○ 소형의 모듈형 또는 컨테이너형 식물공장이 비교적 적은 투자

로 설치할 수 있으므로 이러한 식물공장 보급 확대를 촉진할

필요가 있고 도심 식당이나 학교, 병원의 단체급식과 연계하여

지역농장 개념으로 운영하여 유통비용을 줄일 수 있으며 안전

하고 신선한 먹거리를 제공하는 효과도 기대할 수 있다.

○ 식물공장은 여러 첨단 산업기술이 융합되어야 하므로 정부 주

도 하에 유관 기술단체(IT, BT, ET 등)와 공동연구개발그룹을

구성하여 국가차원의 기술개발이 추진되어야 한다.

○ 또한 일본의 식물공장 사례에서 보듯이 정부의 적극적인 지원

정책이 필요하다. 우리나라도 식물공장의 활성화를 위해서는

초기 시설비에 대한 정부의 보조금 지원, 저렴한 농업용 전기

공급 등 농정상의 혜택, 관련 토지이용 및 건축규제 완화 등

정부지원책이 적극 병행되어야 할 것이다.

○ 초기에 대형투자에 의한 식물공장보다는 소규모의 고부가가치

식물공장으로 시작하여 그 규모를 키워가는 전략도 유효할 것

이다.

72

제9장

시사점 및 제언

○ 식물공장은 기후변화, 안전한 먹거리, 물류혁신, 기획생산에 의

한 표준화 및 물가안정, 각 국의 식량자원의 무기화에 대응하

는 해결책으로의 시사점은 매우 크다.

○ 아직은 초기 투자비, 운영비에 비하여 확실한 경제성을 갖지

못하고 있는 것이 식물공장의 현실이다. 이를 해결하기 위한

수단으로 소규모 식물공장으로 시작하여 초기 투자비를 절감하

거나, 건물, 설비 투자비를 최소화 하는 방법 등이 필요하다.

○ 또한 부가가치를 극대화 하기위해서는 식물의 선정이 중요하므

로 약용작물 및 희귀작물에 대한 검토가 충분히 이루어져야 한

다. 양액에 대한 연구와 환경조건에 대한 데이터 베이스가 필

요하며 마케팅을 위한 물류 및 특수목적의 시장 등을 파악하고

있어야 한다.

73

○ 그리고 환경조건을 관리하는데 가장 중요한 광원인 LED등에

대한 연구가 더욱 심도 있게 진행되어야 하고 다양한 데이

터베이스를 구축해야 한다. 이를 위하여 다른 분야와의 협업

이 필요하며 이에 따른 융합기술에 대한 지적재산권도 축적

해야 한다.

○ 우리나라에서 식물공장을 활성화하기 위해서는 도시농업의 한

분야로 보기보다는 식물공장 자체의 테마로 보아야 할 것이며

좀 더 계획적으로 접근해야 한다. 전략적 측면의 활성화도 필

요하지만 더욱 많은 식물공장을 만들기 위해서는 정책적으로

초기 투자에 필요한 재원을 정부에서 지원해 주어야 할 것이며

융합기술을 위한 공동연구에 대해서도 충분한 재정지원이 이루

어져야 할 것이다.

○ 식물공장의 확대를 위하여 기 투자한 설비업체에 대해서도

정부의 지원이 필요하며 기존 업체가 대안으로 제시하는 모

듈형 또는 임대사업 등에도 법적으로, 정책적으로 지원해야

할 것이다.

74

제10장

연구성과 발표 및 이용자 간담회

1. 일시 및 장소

○ 일시: 2011년 10월 12일 14:30 ～ 19:00

○ 장소: 한국과학기술회관 제4회의실

2. 참석자

○ 농업기술센터, 테크노파크, 설비회사 관련자 25명

○ ReSEAT 사업팀(전문연구위원 포함) 16명 <계 41명>

3. 발표내용 및 발표자

75

<표 10-1> 성과발표회 일정

시간 내용 담당

14:30～15:00 접수 및 등록

15;00～15:05 개회 김종헌 연구원

15:05～15:20 ReSEAT 프로그램 안내 길상철 책임연구원

15:20～15:40 차세대산업으로의 식물공장 돈윤승 전문연구위원

15:40～16:00 국내 식물공장의 현황 고종성 전문연구위원

16:00～16:20 해외 식물공장 사례 현순옥 전문연구위원

16:20～16:30 Coffee Break

16:30～16:50 식물공장 융합기술 이정복 전문연구위원

16:50～17:10 한국형 식물공장 황성진 전문연구위원

17:10～17:40 이용자 간담회 돈윤승 전문연구위원

17:40～19:00 만찬

4. 간담회 내용 요약

○ 식물공장의 경제성 문제 면에서 설비규모를 크게 운영해야 되

는지? 남극에서는 채소를 자급하기 위한 LED이용 소형설비

가 있는데 이런 식의 소규모 국지적인 시설 운용이 어떠한가?

→ 설비 규모가 크면 초기투자비가 많아 아직은 경제적이지

못하다. 일본 식물공장 사례에서도 몇 개 대규모 설비업체들이

적자 상황이다. 현 단계에서는 특화된 용도의 소규모 설비가

76

바람직하다고 본다.

○ 식물공장 산업의 정책에 대한 정부의 구체적인 로드맵은?

→ 정부는 녹색산업 정책의 일환으로 식물공장 생산 산업화를

2012년에 시작하여 2013년부터 가시화될 예정이다.

○ 기후변화, 식량위기의 대응방안으로 식물공장에서 곡물을 생산

할 수는 없지 않은가?

→ 현재식물공장에서는곡물생산을다루지않으며, 다만전시용 으

로 벼를 재배하는 일본 사례가있다. 그러나 미래에 대규모 수직

형도시농업이가시화된다면, 곡물이나가금류도가능할 것이다.

○ 딸기 등 실제 작물 수확을 위해서는 벌의 수분활동이 필수적이어

서양봉작업이병행되는데식물공장에서는불가능하지않은가?

→ 미국, 유럽 등지에서는 이미 그러한 특수 용도의 벌들을 연구하

여 양육시켜 왔기 때문에 식물공장에 적용하면 수분활동에 문제

가 없다고 본다.

○ 농산물은 흙에서 재배하는 것이 자연스럽고(natural products)

77

당연한데, 식물공장은 인공적으로 가공화된 먹거리(artificial)로

서 그 성분들이 의심스럽고 또한 식물공장에서는 돌연변이형의

비정상 작물도 만들어지지 않겠는가?

→ 식물공장은 농작물을 합성하는 것이 아니고 인공적인 재배조

건만 만들어주는 것이므로 natural하다고 볼 수 있다. 작물 환

경이 열악한 중동에서는 이러한 방법을 이용해야 농작물을 재

배할 수 있다.

→ 효모 등 미생물 배양의 경우 발효탱크에서 인위적인 환경으

로 배양되지만 artificial은 아니다. 맛과 기능이 떨어지지 않으

면 문제될 것이 없다고 본다.

○ 도시농업에서는 식물공장의 유입에 대해 일부 거부감이 있다.

예를 들면 서울역 롯데마트 식물공장의 야채를 보면 창백한 느

낌이었다. 자연광이 아닌 LED광 때문으로 보는데 결국 식물의

질적 수준이 떨어지는 것이 큰 문제가 아닌가?

→ LED광으로 재배한 일본 식물공장의 야채를 음용하였는데 맛

과 품질이 매우 좋았다. 그동안 LED 파장에 대한 연구가 많이

진행되었고 품질 개선 노력이 계속 중이다.

→ 식물생장에 좋은 유효 파장을 활용하여 매우 부드럽고 맛

78

이 좋은 야채가 생산된다. 상추 잎의 색깔이 창백해 보이는 것

은 자외선과 같은 스트레스를 많이 받게 되어 잎이 거칠어지는

데 비하여 식물공장 상추는 그러한 스트레스를 덜 받기 때문이

다. 밀폐형 식물공장은 특수 용도나 고부가가치 작물에 적합하

고 미래의 식물공장은 태양광 병행시스템이 될 것이다. 밀폐형

이든 태양광형이든 식물공장은 환경제어가 잘 되면 되며, 에너

지비용 최소화가 중요하다.

○ 실내에서 키운 작물이 과연 영양소면에서 어떠한가?

→ 이미여러방송출연을통해발표한 바있지만 비타민성분등 거의

모든영양소가대등하고섬유질만조금떨어지는정도이다.

○ 인성테크는 식물공장의 이용 확산을 위하여 소규모의 자동화된

식물공장을 임대할 계획이 있다. 농작물은 품종마다 재배조건

이 모두 다르므로 데이터베이스를 구축하여 임대된 설비를 방

범 시스템과 유사한 원격제어를 할 예정이다. 현재 중동, 일본

등지에서도 문의가 오고 있다.

○ 식물공장에서는 LED광을 24시간 조명하는데 식물이 잠도 안자

79

고 강제로 생육되는 것이 괜찮은 것인가?

→ 식물이 생육하는 데는 명반응과 암반응 과정이 있다. 암반응

도 식물 생장에 필요하므로 인성테크에서는 16시간을 조명하고

나머지 8시간은 암반응을 하도록 하고 있다.

4. 성과발표회 설문조사 분석

○ 간담회 시 성과발표에 대하여 참석자에게 설문 조사서를 배포,

작성하게 한 후 회수된 건의 분석결과는 다음과 같다.

80

<표 10-2> 성과발표회 설문조사 결과

설문조사항목매우

만족만족 보통

불만

족

매우

불만

족

무응

답

1.발표내용에 만족하십니까?

1)차세대산업으로의 식물공장 12 15 1

2)국내 식물공장의 현황 9 16 2 1

3)해외 식물공장의 사례 11 13 4

4)식물공장의 융합기술 10 13 2 1 2

5)한국형 식물공장 9 13 1 5

2.발표내용은 충분히 이해가 되셨습니까?

1)차세대산업으로의 식물공장 9 19

2)국내 식물공장의 현황 6 19 3

3)해외 식물공장의 사례 6 19 3

4)식물공장의 융합기술 7 16 4 1

5)한국형 식물공장 6 17 4 1

3.업무수행 활용성 3 20 5

4.자기계발의 유용성 4 20 3 1

5.향후 전문기술포럼 참석여부 참석(25) 고려(3) 미참석(0)

6. 타인 추천 여부 추천(20) 고려(5) 무응답(3)

○ 설문서 조사 결과 발표내용의 만족도와 이해도가 90% 수준으

로 나타났다.

○ 제안 및 기타 사항은 다음과 같다.

- 한 분야의 발전보다는 모든 분야의 융합기술이 발전해야 함.

81

- 식물공장간 경쟁보다는 협력이 중요함: 정보공유, 판로 등.

- 육종기술이 생각보다 중요해 보임.

- 누구를 위한 식물공장인지를 숙고: 대형마트(대기업)?

- 미래지향적 농업발전에 대한 내용은 매우 바람직하고, 신개

념을 현실화 시키는 노력이 절실함.

- 포럼 내용은 농업관련 전문가에게 매우 유익할 것으로 보이

므로 이 분야 담당자 참여가 필요함.

- 자세한 투자비에 대한 자료 요청.

- 광원, BED, 공조등 하드웨어에 대한 조사가 필요함. 업체별

로 주장하는 바가 다 다르므로 수용하는 입장에서는 어려움

이 많음.

- 조명비용이 차지하는 비용이 높기 때문에 LED 연구는 정책

적으로 촉진시켜야 함.

- “해피팜”에서도 깊은 관심을 갖고 있어, 향후에도 계속 연구

를 해 주기를 바람.

- 식물공장의 해충에 대한 보안뿐 아니라 세균, 박테리아에 대

한 대책이 필요하며, 일부 식물의 수정을 위한 벌에 대한 연

82

구도 장기적으로 필요할 것으로 보임.

- 국내 기술이 해외기술에 비하여 50%정도 수준이라고 하는

데, 어느 분야인지와 그 분야의 개발방향에 대해서도 생각해

볼 필요 있음.

- 실제 식물공장의 견학을 KISTI에서 준비해 주기를 희망함.

- 해초의 고가성분 (미역의 항암성분 fucoidin)을 식물공장을

이용한 재배 기술개발 제안.

- 실제 적용가능한방법도출필요: 연차별방향을정책에적용.

- 식물공장의 중간단계인 “수경재배”의 생산성, 사업성도 검토

요청함.

- 현장 조사가 가미된 내용이면 더욱 좋았을 것으로 생각됨.

- LED 외에 양액에 대한 관심 필요.

- 종래의 토경, 수경, 양액재배 농산물과 비교 우위점의 부각

및 투자대비 회수기간 단축 방안 제시 요망.

- 기능성 식품, 의약품용의 고부가가치 식물 개발 및 성장한

식물의 진화와 돌연변이 연구 필요.

- 더 많은 농업 및 원예작물 영농조합원의 참가가 기대됨.

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- 경제성(in put-out put 밸런스)문제, 비용편익 효과문제 등을

더 고려해 주기 바람.

- 국내 식물공장동향, 규모에대한비용등최신자료제시요망.

84

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86

저자소개

돈윤승

․ 한양대학교 고분자공학과 졸업

․ 서울시립대학교 화학공학 박사

․ 제일모직 케미칼연구소 연구기획실장

․ 단석산업 전무 연구소장

․ 현, 한국과학기술정보연구원 전문연구위원

고종성

․ 인하대학교 화학공학과 졸업

․ 한국과학기술원 신소재공학 박사

․ 아모레퍼시픽 기술연구원 수석연구원

․ 화공기술사(고분자제품) 기술사

․ 현, 한국과학기술정보연구원 전문연구위원

이정복

․ 한양대학교 화학공학과 졸업

․ 단국대학교 유기화학 박사

․ 기술표준원 공업연구관

․ 현, 한국과학기술정보연구원 전문연구위원

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현순옥

․ 연세대학교 의류직물학과 졸업

․ University of Maryland 섬유공학 박사

․ KAPRA 책임연구원

․ 현, 한국과학기술정보연구원 전문연구위원

황성진

․ 서울대학교 화학공학과 졸업

․ 연세대학교 경영학 석사

․ 한화케미칼(주) 사업개발실장, 상무

․ 현, 한국과학기술정보연구원 전문연구위원

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요 약

지구의 기후변화, 인구 증가, 식량자원의 수급 불안정, 안전한 먹거

리에 대한 선호도 증가 등으로 인해 식물공장이 미래의 신농업 모델

로 주목받고 있다.

식물공장은 일정한 시설 내에서 빛, 온도, 습도, 공기(이산화탄소

농도), 물, 영양분 등 식물 배양에 필요한 모든 환경조건을 인공적으

로 통제, 제어해 농작물을 생산하는 시스템을 의미한다.

식물공장은 계획생산, 주년생산이 가능하고 재배환경을 최적으로

제어할 수 있으며, 작업의 자동화 및 성력화가 가능한 장점이 있고

작물을 고부가가치화 할 수 있는 특징이 있어 향후 식물공장은 어떠

한 형태로든 발전할 잠재력을 가지고 있으나 인위적인 재배환경을 조

성해야 하는 특성상 아직 해결해야 할 과제들이 많다.

식물공장은 시설재배에 비해 초기 설비투자비 및 운영비용의 과다

로 인한 가격경쟁력의 열세와 문화적 차이로 인한 제품경쟁력의 열세

를 만회해야 하는 것이 우선 과제이다.

국내 식물공장이 활성화되기 위해서는 초기 설비투자비를 최소화하

고 경쟁력 있는 제품의 생산을 위해 약용작물, 희귀작물에 관심을 가

져야 할 것이며 융합기술에 대한 정부의 정책지원이 우선되어야 할

것이다.