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[미래식량]인류에게 닥친 식량난….미래 대체 식량의 키워드는?

[데일리포스트=김정은 기자] 세계 인구가 폭발적으로 증가하면서 이제 식량난은 인류가 해결해야할 최대 과제로 부상했다.

세계보건기구(WHO)가 2018년에 발표한 통계에 따르면, 세계 인구는 약 74억 명에 이르며 이 가운데 8억 2100만 명이 굶주림에 시달리고 있다.

세계 인구는 현재 74억에서 2050년 20억명이 더 늘어날 전망이다. 이미 피할 수 없는 도전으로 다가온 식량 위기에 우리는 어떻게 대처해야 할까?

언젠가는 인류가 굶주림을 벗어날 수 있다는 기대 속에 세계인에게 식량을 공급하기 위한 다각적인 접근이 이루어지고 있다.

식량난의 대안으로 주목받는 ‘대체 식량’은 주로 배양육, 인조고기, 식용곤충 등의 단백질 공급원이 중심을 이룬다. 이 외에도 수직농장, 디지털 농업, 자연순환 농법 등 새로운 기술을 농업에 접목하거나 농업 방식을 혁신하는데 초점을 맞추고 있다.

이하에서는 환경 파괴에 기인한 농지 감소와 지구 온난화, 기상 변화 등의 요소에서 인류를 식량난에서 구할 수 있는 혁신적인 기술을 소개하고자 한다.

단백질의 새로운 대안, ‘마이코프로틴

동물을 키우기 위해서는 광대한 부지와 에너지가 필요하지만 앞으로는 특정 단백질을 모두에게 제공할 정도의 충분한 자원이 부족해질지도 모른다.

육류 대용식품 가운데 특히 주목받는 것은 ‘마이코프로틴(mycoprotein: 인조 쇠고기)’이다. 동물을 대체하면서 환경오염도 줄이는 이상적인 식량생산 기술인 마이코프로틴은 미생물과 영양소가 결합된 단백질을 의미한다.

단백질 함량이 높은 진균류(Fusarium Venenatum)로 제품을 제조하는데,  산(酸), 온도, 영양 밸런스를 고려해 제어 장치에서 발효시킨다. 이후 고기와 같은 질감이 생길 때 까지 결착제(육제품 등의 결착성을 높이기 위한 식품첨가물)과 섞어야 한다.

마이코프로틴은 일반적인 육류보다 훨씬 적은 공간과 에너지로 만들 수 있고 이산화탄소 배출량도 90% 경감할 수 있다. 또 두부보다 많은 단백질을 함유하고 있다.

하지만 알레르기 반응이 단점으로 지적된다. 마이코프로틴에 알레르기 반응을 보이는 사람의 비율은 조개류나 땅콩 알레르기보다 많은 것으로 알려지고 있다.

양식과 수경재배를 결합한 자연순환 농법 아쿠아포닉스

현재 지구상의 40% 이상의 토지가 농업에 이용되고 있고, 이미 비옥한 땅은 사실 별로 남아있지 않다. 그래서 생각한 또 다른 아이디어는 ‘아쿠아포닉스(Aquaponics)’다.

아쿠아포닉스는 물고기 양식(Aquaculture)과 수경재배(Hydroponics)의 합성어로 흙 대신 물과 미네랄 속에서 작물을 키워 수확하는 방식을 의미한다.

즉 시판 비료를 사용하지 않고 양어장에서 나온 유기물을 식물 비료로 사용해 수경 재배하는 순환형 시스템이라고 할 수 있다.

물고기 배설물은 미생물로 분해돼 수조 속 식물의 영양분이 되고, 식물이 질소를 흡수하고 남은 깨끗한 물은 수조로 다시 돌아가는 방식으로 이뤄진다.

일반적인 양어장에서는 물고기 배설물은 독소로 작용해 잦은 물 교체가 필요하지만 아쿠아포닉스는 이러한 번거로움이 없다.

다만 아쿠아포닉스는 해결해야할 몇 가지 문제점이 있다. 가령 물고기는 식물이 필요한 영양분을 모두 보충할 수 있지만 좋은 밸런스를 맞추는 것은 간단한 일이 아니다. 또 물에 농약을 혼합하면 물고기가 죽어버리기 때문에 해충 방지도 쉽지 않다.

하지만 농약과 화학비료 없이 유기물 자체가 비료 역할을 하기 때문에 소비자들이 안심하고 먹을 수 있다. 또 재배에 한 번 사용된 물은 노지재배와 달리 자연적으로 정화돼 반영구적으로 사용할 수 있어 물 소비량을 90% 이상 줄일 수 있다.

작은 규모의 온실과 적은 노동력으로도 친환경재배가 가능한 아쿠아포닉스 농법은 미래 친환경 농업의 대안으로 각광받으며 확대되는 추세다.

실내 식물재배의 혁신, ‘수직농장

아쿠아포닉스 외에도 한정된 농지에 대처하는 혁신적인 농업기술도 있다. 이는 ‘수직농장(vertical farming)’으로 불리는 농법으로 기존 단층재배 방식이 아닌 지정된 공간에 다층선반을 이용해 식물을 재배하는 방식이다.

수직농장은 고도로 관리된 실내 환경에서 LED 기반의 조명 시스템이나 재생에너지를 이용해 식물을 재배하는 실내 농장이라고 할 수 있다. 현재 수직농장 산업은 에어로팜스, 팜드히어, 플렌티 등의 미국 기업들이 선도하고 있다.

수직농장은 1999년 미국 콜롬비아대학의 딕슨 데스포미어(Dickson Despommir) 교수가 창안한 개념이다. 그는 식량난과 농경지 부족을 해결하기 위해 50층 높이의 수직농장을 통해 5만명에게 농작물을 공급할 수 있는 수직농장 모델을 제시해 주목받았다.

가장 큰 장점은 예상치 못한 환경적 요인으로 인한 작물 재배 실패의 위험성을 낮추는 한편 면적대비 작물생산량을 극대화할 수 있다는 것이다.

물론 우려의 시선도 적지 않다. 자동화 중심의 수직농장을 가동하기 위해서는 설치비와 운영비가 만만치 않기 때문에 전통 방식의 농업을 대체할 수 있을 만큼 경제성이 있는가를 고민해야 한다.

또 현 단계에서는 친환경 농법이라고 할 수 없다. 2015년 조사에서 수직농장에서 재배된 상추는 일반농지의 상추 재배보다 2배~5배 많은 이산화탄소를 배출한다는 사실이 드러났다. 이는 작물 재배에 필요한 인공 조명시스템이 대량의 전기를 사용하기 때문이다.

하지만 인구증가의 여파 속, 공간 활용을 극대화하는 수직농장은 대량생산이 가능해 식량난을 극복할 효율적인 대안으로 주목받고 있다.

물론 시간은 필요하겠지만 앞으로 친환경 에너지 중심의 기술 발전이 동반된다면 기후 변화와 같은 지구 환경문제에도 긍정적 효과를 미칠 것으로 기대된다.

 

 

 

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