최근 베이징, 상하이, 선전 등의 중국 대도시에 식물공장 300개를 지어 신선한 채소를 공급한다고 밝힌 미국 기업이 있다. 바로 미국 실리콘밸리의 농업 스타트업인 ‘플렌티(Plenty)’다.

이 기업은 일본의 소프트뱅크와 아마존의 제프 베조스 회장, 구글의 지주회사 알파벳의 에릭 슈미트 전 회장 등으로부터 총 2억2600만 달러가 넘는 투자를 유치한 것으로도 유명하다.

식물공장은 농업에 IT 기술을 접목한 개념으로서 ‘스마트 팜’이라고도 한다. 플렌티의 경우 식물공장 중에서도 수직농장에 해당한다. 즉, 도심의 고층건물 안에서 농작물을 재배하는 식물공장인 셈이다.

수직농장은 날씨와 상관없이 온도 및 습도, 빛, 물 등을 인위적으로 통제할 수 있어 연중생산이 가능하다는 장점을 지닌다. 또한 해충이나 질병의 발생 통제가 용이해 농약을 사용할 필요가 없는 유기농이며, 도심에 위치함으로써 유통 거리가 짧아 소비자의 식탁에 더 신선한 농작물을 더 빨리 제공할 수 있다.

그렇다고 해서 수직농장의 선도기업들이 모두 성공한 것은 아니다. 단점 역시 존재하기 때문이다. 농업은 노하우와 전문지식이 매우 중요한데, 특히 수직농장 같은 소규모 생산시설의 경우 비용을 적게 들이면서 품질을 일관되게 유지하는 것이 매우 어렵다. 게다가 에너지 전환 체계 및 물류 등의 효율성 문제가 정확하지 않으면 경쟁력 측면에서 더욱 살아남기 힘들다.

AI가 각 작물에 적합한 온도 및 습도 제공

그럼에도 불구하고 플렌티가 세계적인 IT 기업들로 거액의 투자를 유치한 데는 이유가 있다. 이에 대해 최근 미국 온라인 매체 ‘복스(Vox)’는 인공지능(AI)과 머신러닝이라고 분석한 기사를 게재해 주목을 끌었다.

그에 의하면, 플렌티는 다른 수직농장 기업들이 사용하는 수평 선반 대신 LED 조명이 설치된 6m 높이의 수직 기둥에 식물을 심는다. 식물에 필요한 물과 영양분은 모두 기둥 꼭대기에서 중력에 의해 자연적으로 공급되므로 펌프가 필요 없다.

말하자면 일종의 계단식 논처럼 물이 위에서 아래로 차례차례 떨어지므로 수경 재배를 하는 기존의 수평 선반식 구조보다 물을 훨씬 적게 사용한다. 플렌티 측의 주장에 의하면 물 소비량은 일반 농업의 1% 수준인 데 비해 생육 속도는 2~5배, 동일 면적당 수확량은 최대 350배에 이른다.

식물이 자라는 기둥과 실내 곳곳에는 수천 개의 적외선 카메라와 센서가 온도 및 습기, 식물 성장 상황을 정밀하게 측정한다. 이렇게 수집한 정보를 분석해 LED 조명의 강도 및 파장, 온도, 습도 등을 각각의 작물에 가장 적합한 상태로 만들어준다.

이를 담당하는 것이 바로 AI와 경력 많은 농부처럼 노하우를 축적할 수 있는 머신러닝이다. 덕분에 이곳에서 생산되는 작물들은 향기와 맛이 매우 뛰어나 미슐랭의 스타 셰프들로부터도 최상의 품질이라고 극찬을 받았다. 플렌티에서 생산하는 작물은 양상추와 케일, 바질, 딸기 등 뿌리채소와 나무 열매를 제외한 모든 것이 가능하다.

수직공장은 통제된 실내 환경이므로 해충으로부터 자유로워 살충제나 제초제를 사용할 필요가 거의 없다. 실제로 플렌티에서 생산된 농산물은 모두 유기농 인증을 획득했다. 플렌티가 농업 면적이 광활한 중국에 대거 진출하려는 이유도 바로 이 때문이다. 중국 중산층에서 확산되고 있는 자국 농산물에 대한 불신을 파고든다는 전략이다.

짧은 유통거리로 영양분 손실 최소화

유기농 인증만큼 소비자들에게 매력적인 건 수직농장의 짧은 유통거리다. 현재 미국에선 과일과 채소의 약 35%를 수입한다. 일부 농산물의 경우 생산지에서 식탁에 오르기까지 약 2주 동안 선박과 트럭 속에 있어야 한다. 한 연구에 의하면 이런 유통과정을 통해 영양 가치의 약 절반이 사라진다.

하지만 수직농장의 경우 도심 근교에 위치하므로 영양분 손실을 최소화시킬 수 있을 뿐더러 운송에 수반되는 물류비도 대폭 줄일 수 있다. 운송비는 농산물 소매가격의 30~45%에 달한다. 플렌티 측에서는 수직농장의 시설 및 시스템에 소요되는 비용보다 훨씬 더 많은 돈을 운송비에서 절약할 수 있다고 주장한다.

모든 상품의 가격이 오르지만 동일 사양의 컴퓨터는 갈수록 저렴해지고 있다는 것도 인공지능 시스템을 사용하는 플렌티 같은 수직농장에는 유리한 점이다.

플렌티는 농부 출신의 사모펀드 투자가인 맷 바나드 CEO와 농학박사이자 농업경제학자인 네이트 트로이 최고기술책임자(CTO)가 2014년에 창업한 회사다. 플렌티의 목표는 100만명이 넘는 주민이 거주하는 세계의 모든 도시 외곽에 약 500개의 실내농장을 건설하는 것이다.

샌프란시스코에 5만㎡ 규모의 수직농장을 운영하고 있는 플렌티는 시애틀 외곽에 10만㎡ 규모의 농장을 올 상반기에 새로 오픈할 예정이다. 이 수직농장이 완공되면 매년 18만여 명이 먹을 수 있는 2000톤의 작물을 생산할 수 있다.

유엔경제사회국(UNDESA)이 내놓은 2015년 세계인구 전망에 의하면 주요국의 출산율 하락에도 불구하고 세계인구는 2030년에 85억명, 2050년 97억명, 2100년에는 112억 명에 도달할 것으로 예상된다. 전문가들은 현재 농업기술로는 인구 증가를 충족시킬 수 있는 농산물 생산이 어렵다고 전망한다.

따라서 주변 환경에 구애받지 않는 수직농장 같은 식물공장이 미래 농업의 대안으로 주목받고 있다. 이상기후로 인한 자연재해에 구애받지 않고 비교적 안정되게 작물의 생산이 가능하기 때문이다.

시장조사업체 마켓앤드마켓은 전 세계 식물공장 시장규모가 2016년 90억 달러에서 2022년에는 그 두 배인 184억 달러로 확대될 것이라는 전망을 내놓았다.