재배 품목
식물공장에서 곡물은 안 된다. 비용이 내려가도 뒤집히지 않는 이유
「지금은 안 되더라도, 비용이 내려가면 공장에서 곡물을 만들 수 있게 되지 않을까」——식량 안보의 맥락에서 곡물의 공장 재배를 검토하게 되어, 검색창 앞에서 이 질문을 안고 있는 분이 적지 않을 것입니다. 많은 사람은 기술이 발전하기를 기다리면 언젠가 답이 나온다고 생각합니다. 그러나 현재 가격·현재 기술이라는 지금의 숫자로 보면, 진입할 것인지 말 것인지의 답은 이미 나와 있습니다. 미룰 필요가 없는 질문입니다.
잎채소와 정반대로 가는 곡물의 세 축
식물공장에서 곡물을 만든다는 이야기를 풀어봅니다. 잎채소와 허브의 공장 재배는 이제 당연한 일이 되었습니다. 그래서 「그렇다면 밀이나 쌀도, 언젠가 기술이 발전하면 공장에서 가능하지 않을까」라고 생각하게 됩니다. 식량 안보가 화제가 되면 독자 쪽에서도 이 질문이 자주 나옵니다. 다만 이 「언젠가」라는 말이 문제여서, 판단을 계속 뒤로 미루게 만듭니다.
계기는 대부분 식량 안보라는 큰 흐름입니다. 잎채소가 되니 주식도 공장에서 자급할 수 있지 않겠느냐고. 재해나 유사시에 강하다는 맥락에서도 듣습니다. 다만 걸리는 점이 있습니다. 잎채소가 공장과 잘 맞았던 것은 「단가가 높고, 회전이 빠르고, 키가 낮기」 때문입니다. 곡물은 이 세 가지를 전부 반대로 갑니다. 같은 연장선에서 이야기해도 되는 걸까요.
세 축을 지금의 숫자로 나열해 봅니다. 단가는, 밀이나 쌀의 경우 잎채소에 비해 자릿수가 다를 만큼 낮습니다. 상품(commodity)의 대표 격으로, 현장 감각으로도 잎채소와는 다른 무대입니다. 재배 기간은, 잎채소가 몇 주인 데 비해 곡물은 몇 달입니다. 밀은 파종부터 수확까지 약 6개월, 대두는 34개월이 걸립니다. 초장도 밀은 1m 이상, 대두는 6070cm에 달합니다. 가식부는 열매뿐이고, 그 열매를 지탱하기 위해 키 큰 포기에 계속 빛을 쬐어 주어야 합니다. 다단화로 면적 효율을 높일 수 있어야 하는데, 키가 크다 보니 단을 쌓기도 어렵습니다. 단가·재배 기간·면적 효율이, 세 가지 모두 반대 방향을 가리킵니다. 그래서 「언젠가 기술이」가 아닙니다. 이 세 축을 지금의 숫자로 나열하면, 맞는지 안 맞는지는 이미 보입니다.
잎채소의 대표인 잎상추조차, 수경 재배는 같은 면적에서 노지의 약 11배의 수량을 내는 대신 에너지는 약 82배가 필요하다는 시산이 있습니다(참고: 1). 수량을 쌓을수록 전력이 따라오는 구조이며, 그 전력의 많은 부분을 조명이 차지합니다(참고: 2). 잎채소에서도 이렇습니다. 단가가 한두 단계 더 낮은 곡물에서는, 같은 전력 구조가 그대로 채산의 무게추가 됩니다.
한 축만 고쳐서는 전체가 움직이지 않는다
키가 크다 보니 단을 쌓을 수 없어 면적 효율이 나오지 않습니다. 재배 기간이 길다 보니 회전으로 벌 수도 없습니다. 게다가 단가가 낮습니다. 이 세 축은 독립적이지 않습니다. 전부가 곱셈으로 작용합니다. 한 가지만 기술로 개선해도 나머지가 발목을 잡아 전체로는 움직이지 않습니다. 반대로 말하면, 어느 한 축이라도 구조가 바뀌면 단번에 변한다는 시각도 있습니다.
이 「독립적이지 않다」는 점이 핵심입니다. 곱셈으로 작용한다고 해도, 끝까지 따지면 효과는 가장 낮은 단가에 집중됩니다. 예를 들어 조명을 더 효율적으로 만들 수 있다면 좋겠다고 생각하게 됩니다. 그러나 식물공장은 운영 비용의 대부분을 전기가, 그 중에서도 조명이 잡아먹으며, LED의 효율 개선은 이미 개선 여지가 작습니다. 실내에서 밀을 재배하면 야외보다 자릿수가 다를 만큼 비용이 많이 든다는 시산도 있습니다. 즉 「조금만 더 효율이 올라가면」의 여백이, 애초에 얇습니다. 그래서 한 축만 고쳐 전체가 움직이는 그림은 그다지 기대하기 어렵습니다. 반대로 한 축이 바뀌면 단번에라는 것도 이론적으로는 그렇지만, 바뀔 수 있는 것은 기술보다 오히려 전제 쪽입니다. 곡물 자체를 키가 낮은 다른 작물로 다시 파악하는, 전제의 교체에 가까운 이야기가 됩니다.
뒷받침하는 숫자가 있습니다. 스웨덴의 수직 농장에서 밀을 재배하는 전력만으로 1톤당 4만 달러 이상. 이는 밀의 국제 가격의 약 100배에 해당한다는 시산입니다(참고: 3). 다른 시산에서도 실내 밀 시설은 운영 비용의 절반 이상이 조명용 전력이며, 비용 대비 수익은 약 46대 1. 지금의 구조로는 자릿수로 맞지 않는 수준입니다(참고: 4). 게다가 기댈 수 있는 LED 효율은, 개선이 S자 곡선의 평탄한 쪽으로 들어서 있어 여기서 지수적으로 저렴해지리라 기대하기 어렵다고도 지적됩니다(참고: 3). 「조금만 더 효율이 올라가면」의 여백이 얇다는 것은, 이 중첩을 말합니다.
다만, 같은 시산은 다른 것도 말합니다. 재생 가능 에너지로 전력이 저렴해지고, 자동화와 실내용 품종 개량이 진전되면, 이 46대 1은 장래에 약 6대 1까지 좁혀질 수 있다고(참고: 4). 6대 1이어도 아직 상업적으로는 맞지 않지만, 「절대로 움직이지 않는 벽」이 아니라 「자릿수를 하나 깎는 경로는 기술 쪽에 있다」는 것입니다. 열린다면, 양산의 연장이 아니라 이쪽에서부터입니다.
「양산하면 내려간다」는 말의 답은 이미 나와 있다
기술로 한 축을 고치는 이야기 다음은 규모의 이야기입니다. 「아직 초창기라 앞으로 사업자가 늘고 양산이 진전되면 비용은 내려간다」. 자주 나오는 반론입니다. 들어본 적 있지 않습니까. 다만, 실제로 식물공장이 어느 정도 수 가동된 나라에서, 그 「양산으로 내려간다」는 일이 일어났는가. 오히려 적자가 계속되고, 보조금을 투입해도 변하지 않는다는 이야기를 더 자주 듣습니다.
일본은 식물공장이 어느 정도 수 가동된 나라입니다. 보조금도 누계로 상당한 금액이 투입되었습니다. 그럼에도 흑자화가 일거에 진전된 것은 아닙니다. 2017년 시점의 업계지 보고에서는 당시 식물공장의 약 75%가 적자였다고 합니다(참고: 6). 다만 이 수치는 오래된 것으로, 그대로 현재에 적용할 수 없습니다. 공적 실태 조사 최신판(2025년도)에서는 전체로 보면 비적자(흑자＋수지균형)가 60%를 넘고, 적자는 대략 30%대까지 내려가 있습니다. 그리고 해마다 변동이 크고, 뚜렷한 개선 추세라고 단정할 수도 없습니다(참고: 9). 더 중요한 것은 시설 유형별 차이로, 적자가 절반 전후에 달하는 것은 주로 인공광형에 집중되며, 태양광형·병용형에서는 70% 전후가 비적자입니다(참고: 9). 그래서 「○%가 적자니 안 된다」고 일괄할 수는 없습니다. 곡물 이야기에 영향을 미치는 것은 이 적자율의 절댓값 자체보다, 어느 정도 모수가 갖춰진 나라에서도 양산만으로 채산이 자릿수 단위로 개선된 것은 아니라는 사실 쪽입니다.
양산하면 내려간다는 말은, 규모의 경제 효과가 약하다는 점도 시산으로 알 수 있습니다. 건설비의 규모 탄력성은 −0.17. 즉 규모를 100배로 해도 단위 건설비는 약 55%밖에 내려가지 않는다는 시산입니다(참고: 7). 절반은 남는 것이지, 자릿수로 효과가 나는 이야기가 아닙니다. 게다가 이 탄력성이 효과를 내는 것은 건설비이지, 운영비(전기요금이나 인건비)는 이 수치의 대상 밖입니다. 그래서 「양산하면」을 운영 비용까지 포함한 전체의 절감 재료로 쓰는 것은 출처를 잘못 읽는 것입니다.
그리고 곡물에 한해서는, 규모 이야기는 애초에 논점조차 되지 않습니다. 같은 시산은 밀 같은 곡물은 「논외」라고 명언하고 있습니다. 다만 그 이유는 건설비도 규모도 아니라, 지금의 가격으로는 현재의 곡물 생산 자체가 이익(surplus)을 내지 않기 때문이라는 단 하나의 이유입니다(참고: 7). 건설비가 비싸서 안 된다, 규모가 부족해서 안 된다가 아닙니다. 단가가 낮아서, 만들어 팔아도 차감이 플러스가 되지 않습니다. 곡물의 성립 불가는, 끝까지 따지면 이 단가 한 가지에 집중됩니다.
그래도 「기다리면 내려간다」가 어디까지 사실인지, 하나 보조선을 그어 두겠습니다. 지금은 채산 작물의 대표 격으로 보이는 잎상추도, 같은 시산에 따르면 2017년경까지는 곡물과 마찬가지로 이익을 내지 못하는 수준이었습니다. 그것이 LED 개선과 실내용 품종 개량, 재배 기술의 축적으로 수량이 급등하여 채산 쪽으로 이동했습니다(참고: 7). 즉 반전의 전례는 있습니다. 다만 그것은 「양산으로 모수가 늘었기 때문」이 아니라 「육종과 전력과 기술로 전제가 교체되었기 때문」에 일어난 반전입니다. 곡물에 대해 같은 일이 일어날지는 미지수이지만, 일어난다면 그것도 양산의 연장이 아니라 기술 쪽에서부터라는 것입니다.
고부가가치라는 예외가 곡물을 바깥에 놓는다
곡물 중에도 부분적으로 예외는 없는가. 생각해 본 경험이 있지 않습니까. 「고부가가치라면 성립한다」는 자주 듣는 이야기입니다. 곡물 전체로는 세 축이 반대를 향해 움직이지 않는다고 해도, 쌀도 브랜드 쌀, 콩도 단가가 높은 것이 있습니다. 단가가 한 단계 높고, 소량이어도 값이 붙는 품목이라면, 같은 곡물이라도 다른 그림이 되지 않을까 생각하게 됩니다.
그런데 채산이 맞는 예외를 살펴보면, 눈에 띄는 것은 기능성 성분이나 의약품 원료에 가까운, 단가가 자릿수로 다른 것들입니다. 보통 작물의 수십 배, 수백 배 세계. 이것은 오히려 곡물의 대극에 있습니다. 곡물은 상품(commodity), 즉 단가가 가장 낮은 쪽의 대표 격이기 때문입니다. 그래서 「고부가가치라면 성립한다」는 조건은, 예외를 여는 것이 아니라, 채산이 맞는 영역의 가장 바깥쪽에 곡물이 있다는 것을 오히려 뒷받침합니다. 그리고 하나 더. 만약 그런 고단가·소량의 품목을 공장에서 노린다면, 그것은 이미 「주식을 대량으로 만들어 자급한다」는 처음 질문과는 다른 것입니다. 예외로서 성립할 수 있다고 해도, 그 예외는 식량 안보나 주식 자급이라는 원래 주제에는 영향을 미치지 않습니다. 예외를 전부 부정하려는 것이 아니라, 효과가 미치는 곳이 다르다는 정리입니다.
구체적인 예가 있습니다. 유전자 재조합으로 단맛 단백질 미라클린을 축적시킨 토마토는, 식물공장에서의 대량 생산을 목표로 계통이 육성되었고, 밀폐계에서의 생산이 보고되었습니다(참고: 8). 다만 이것은 의약·기능성 성분에 가까운 초고단가의 이야기로, 주식의 상품(commodity)과는 정반대입니다. 손익분기점 시산에서도 단주기의 잎상추는 수십 평방미터에서 채산 라인에 오르는 반면, 같은 시설 전제에서도 작물이 바뀌면 분기점이 단번에 뛰어오릅니다(참고: 7). 채산이 맞는 영역의 가장 바깥쪽에 곡물이 있다는 정리는, 이런 개별 시산에서도 확인할 수 있습니다.
한편, 비용보다 안정 공급이 우선되는 환경에서는 이야기의 전제가 달라집니다. 우주 공간이나 극지처럼 노지 재배가 성립하지 않는 상황에서는, 「제어된 생산」이라는 식물공장의 강점이 순수하게 살아납니다. 실내 밀의 연구 계보 자체, 원래 달과 화성의 생명 유지 시스템에서 비롯되었습니다(참고: 4). 상업 채산과는 다른 잣대가 서는 장면에서는, 곡물의 공장 재배에도 의미가 생깁니다.
지금의 숫자로 진입 가부를 결론 내린다
이사회에서 「식량 안보 관점에서 곡물의 공장 재배를 검토해 달라」는 주문을 받습니다. 그 장면을 상상해 보십시오. 기술 발전을 기다린다고 쓰고 미루는 대신, 지금 당장 손에 있는 숫자로 확인할 수 있는 것은 무엇인가. 그리고 만약 곡물을 보류한다면, 그 검토에 쓰려던 자원은 어디로 향하는 것이 맞는가.
손에서 할 수 있는 확인은 의외로 단순합니다. 이미 자사에서 흑자를 내고 있는 작물, 예를 들어 잎채소의 단가표에, 검토 대상 곡물을 한 행 추가해 봅니다. 단가, 재배 기간, 면적당 수익. 이 세 축을 같은 표에 가로로 나란히 놓습니다. 그러면 기술이 저렴해지면 좁혀지는 정도의 차이인지, 아니면 단가까지 포함하여 구조적으로 사라지지 않는 자릿수 차이인지가, 그 자리에서 보입니다. 세 축이 동시에 반대를 향하고 있고, 게다가 단가가 자릿수로 낮다면, 그것은 현재 가격·현재 기술의 문제이므로, 지금의 숫자로 보류라고 결론 내려도 됩니다. 「언젠가」를 기다릴 필요는 없습니다. 사내에서 「기술이 발전하면」「보조금이 나오면」이라는 조건이 나오면, 그 「기술」이 양산의 연장을 가리키는 것인지, 아니면 육종·전력·자동화라는 전제의 교체를 가리키는 것인지, 그 자리에서 되물어 봅니다. 전자라면 지금의 숫자를 보지 않기 위한 구실이 되고 있지 않은지. 이 한 수고가 점검이 됩니다.
자원의 향처는, 채산이 맞는 영역입니다. 세 축으로 말하면, 단가가 높고, 회전이 빠르고, 키가 낮은 잎채소가 가장 잘 갖추어져 있습니다. 그래서 잎채소를 중심에 놓습니다. 과채류도 인공광형에서는 단가에 비해 공간을 차지해 2순위로 밀리기 쉽지만, 태양광형이나 병용형 온실에서는 토마토나 딸기가 상업적으로 돌아가므로, 유형에 따라 그림이 다릅니다. 앞 장에서 「주식 자급에는 영향을 미치지 않는다」고 놓아 둔 고부가가치 틈새 시장도, 상업 판단으로서는 오히려 노릴 만합니다. 주식의 대체는 되지 않지만, 채산으로 선택받는 쪽에는 있습니다. 이 두 가지는 모순되지 않습니다. 그런 작물 포트폴리오에 검토 시간을 집중하는 것이 맞는 방향입니다. 한 가지만 구분해 두고 싶습니다. 식량 안보나 유사시 대비, 보조금을, 채산이 맞는 대체 이유로 사용하지 않을 것. 사회적 의의로 곡물을 남긴다면, 그것은 상업 판단과는 별개의 틀에서, 별도 레이어의 의사결정으로 남기면 됩니다. 섞지 않는 것이 중요합니다.
마지막으로, 이것은 「언젠가」의 문제가 아니라 지금의 구조라는 점에 뒷받침을 덧붙여 두겠습니다. 수직 농장의 토지 절약과 도시 자급이라는 약속은, 1960년대의 타워형 온실, 1980년대의 실내 농장 프로젝트와, 이제까지도 반복해서 내걸렸다가 실현되지 않아 왔습니다. 그래서 지금의 비용 장벽은, 일시적인 기술 지연이라기보다 지금의 가격과 기술이 만드는 구조적인 것이라는 말입니다(참고: 3). 그리고 상업적으로 돌아가는 수직 농장은 지금도 잎채소·허브·베리에 집중되어 있으며, 그것들이 세계의 칼로리 공급에서 차지하는 비율은 수%에 머뭅니다(참고: 5). 곡물이 「채산으로 선택받는 작물」의 바깥에 있다는 구도는, 현재 가격·현재 기술에서는 거기에 있습니다. 뒤집는다면, 양산의 연장이 아니라 육종·전력·자동화라는 기술 쪽에서부터입니다. 그렇게 파악해 두는 것이 좋습니다.
잎채소 등 현행 품목으로 이미 가동 중인 식물공장이라면, 현장의 노하우에 따라 수익성을 높일 여지가 크게 남아 있습니다.