▲ (재)나주시천연염색문화재단 관장 장홍기

현재의 세계 인구는 60억이지만 이런 상태로 계속 증가한다면 40년 후에는 현재 인구의 2배인 120억 정도 증가할 것으로 예상되고 있다. 지구상에 생존할 수 있는 인구 한계는 200억 정도로 보고 있지만 계속되는 인구증가는 심각한 문제를 가져오게 될 것이다.

현재의 과학기술로도 60억 인구의 식량문제와 환경문제를 해결하지 못하고 있는 상태이고, 인구증가에 필요한 농경지 개발은 또 다른 문제와 지구 환경파괴를 일으키고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방법론으로「식물공장」역할은 매우 중요한 자리를 차지하게 될 것이다.

식물공장은 미래농업을 이끌어 갈 대량 생산시스템의 상징적인 존재로, 생물공학적 지식과 기계공학적 기술을 응용한 식물의 대량생산 시스템으로 새로운 농업의 가능성을 제시하고 차세대 농업생산시스템으로서도 사회적으로 큰 기대가 모아지고 있다.

또한, 생물산업(BT)에 컴퓨터정보(IT)기술을 접목시킨 bioimformatics, BT에 우주산업(ST) 기술을 접목시킨 우주스페이스 식물공장, 우주생물생산시스템, CELSS 등 다양한 기술로 발전 가능성이 가장 높은 식물공장이야말로 차세대 산업이라고 할 수 있다.

나아가 재배 환경이 열악한 극지방, 용수가 부족한 지역이나 사막 건조지역, 일반 재배가 불가능 지역이나 우주 등에서 작물 생산의 기본 요인인 빛, 물, 온도, 영양분을 인위적으로 제공하며 이를 제어하는 시스템이 필요하다.

이러한 작물 생산방식을 식물공장(plant factory) 내지는 식물의 공장적 생산(factory-style plant production system)이라고 하며, 채소 작물을 생산하는 경우에는 채소식물공장 등으로 일컬어지기도 한다.

식물 공장은 일조량이 적어 일반 재배가 어려운 북유럽에서 시작되었으며, 그 선두는 덴마크의 크리스텐센농장이다.

그 후 본격적인 실용화 연구는 1970년대에 미국에서 시작되어 General Electric社, General Mills社, General Foods社 등이 완전제어형 공장을 개발했다. 이 중에서는 General Mills社를 인수한 파이토팜社가 실용화에 성공했다.

네덜란드, 캐나다 등에서도 식물공장을 만들어 실용화하고 있고, 1980년대부터는 토지가 비싼 일본에서 개발이 왕성하다. 1987년에는 세계 최초로 일본에서 식물공장 시스템 박람회가 열렸으며, 원예의 첨단기술인 식물공장, 우주농업 등에 대하여 각국의 많은 연구 결과가 발표되었으며, 첨단 설비가 전시되었다.

이 박람회는 필자가 일본유학을 결심하게 된 계기가 되었고 국립에히메대학원 Hashimoto Ysushi교수로 부터 식물공장 관련 박사학위를 취득하였다. 최근에는 미국을 비롯한 선진국에서는 CELSS 기술개발에 박차를 가하고 있다.

우주의 무중력공간에서 가져간 통조림만을 먹고 살수 없기 때문에 신선한 채소 등을 직접 우주공간에서 재배하여 우주인에게 제공하는 기술이다.

밀폐생태계 생명지원시스템(CELSS; Controlled Ecological Life Support System)기술은 무한한 가능성을 가지고 있는 우주개발을 위하여 인간이 연속적으로 우주 공간 및 기지에서 활동할 때 생명유지를 위한 필수 기술이다.

즉, 밀폐생태계 공간에서의 식물생산을 통하여, 인간에게 필요한 산소 공급과 축적되는 탄산가스 및 오염물질의 농도를 감소시켜, 기본적인 생명을 유지하는데 필수적인 대기를 유지시켜 주며, 인간이 살아가는데 필요한 식량을 제공하는데 있어 필수적인 기술이다.

식물공장은 우리나라의 경우 1990년대에 이르러 산발적으로 연구가 이루어지기 시작했으나 미미한 상태이다.

식물공장, CELSS 분야의 기술수준은 미국, 일본 등 선진국이 30년을 앞서 나가고 있다. 우리나라도 최초의 우주인이 탄생을 눈앞에 두고 있는 만큼 식물공장에 관심을 갖고 정부차원의 투자와 체계적인 기술개발이 아쉽다.

 (재)나주시천연염색문화재단 관장 장홍기
장홍기 senoco@paran.com