재배 품목

식물공장에 근채류가 없는 진짜 이유

식물공장 사업 계획을 세우면서 재배 작물 칸을 채우고 있다고 해봅시다. 잎상추, 베이비 리프, 허브 — 써 내려가다 보면 늘어서는 것은 잎채소뿐입니다. 그때 상사로부터 “무나 당근도 넣을 수 없는지 한번 알아봐”라는 말이 떨어집니다. 확인하려고 검색해보면, 한 가지 사실을 깨닫게 됩니다. 식물공장 사례를 아무리 찾아도 근채류는 거의 나오지 않는다는 것입니다.

재배가 안 되는 것은 아닙니다. 기술적으로는 근채류도 공장에서 자랍니다. 그럼에도 시장에 거의 나오지 않습니다. 이유는 재배 가능 여부와는 다른 곳에 있습니다.

근채류가 없는 것은 기술이 아니라 채산성의 결론

동네 슈퍼마켓의 감자는 한 봉지에 3개에 100엔. 식물공장산 잎상추가 1포기에 200엔으로 팔리는 옆에 세워놓으면 근채류는 도저히 채산이 맞지 않습니다. 게다가 근채류는 자라는 데 시간이 걸리고 땅속에서 비대하기 때문에, 선반을 여러 단으로 쌓아 올리는 의미도 얕습니다. 신경 쓰이는 것은 이것이 ‘기술이 아직 따라오지 못한’ 이야기인지, 아니면 처음부터 ‘할 의미가 없다’고 걸러지고 있는 이야기인지 — 어느 쪽인가 하는 점입니다.

실은, 그 100엔이라는 숫자가 이미 답의 대부분을 말해주고 있습니다. 식물공장 비용의 대부분은 면적과 시간에 따라 발생합니다. 조명도 공조도, 선반 면적을 일정 기간 점유하는 만큼 과금되는 임대료 같은 것으로, ‘그 면적을 며칠 점유해서 얼마의 수확물이 나오는가’가 관건이 됩니다. 잎상추는 키가 낮고 가벼우며 30일 정도면 한 번 돕니다. 근채류는 비대하는 데 몇 달이 걸리고, 무게와 부피에 비해 단가가 낮습니다. 같은 면적을 같은 날수만큼 점유했을 때, 근채류는 잎상추보다 몇 배나 불리한 셈이 됩니다.

따라서 기술이 따라오지 못한 이야기가 아닙니다. 스프레드시트 단계에서 탈락한다고 하는 편이 맞습니다. 땅속에서 비대하기 때문에 단 쌓기가 어렵다는 점도 작용하지만, 그보다 먼저 ‘면적당 일당 얼마를 버는가’에서 근채류는 문전박대를 당합니다. 달리 말하면, 단가가 높고 가볍고 빠르게 회전하는 작물만이 그 선반에 오를 수 있습니다.

‘임대료’라는 비유는 실제에 꽤 가깝습니다. 선반 면적을 점유하는 동안 그곳은 줄곧 조명과 공조 전기를 소비하기 때문입니다. 식물공장의 비용은 전기요금 — 조명과 공조 — 이 수익을 좌우하는 주요 요인으로, 지금의 전력 가격에서는 일반 밭보다 비용 효율이 낮다고 보고되어 있습니다 (참고: 1, 2). 게다가 식물공장은 같은 시설 재배라도 온실보다 단위 수량당 에너지가 훨씬 무겁습니다. 온실이 대략 1kg당 27메가줄인 반면 식물공장은 78메가줄로, 같은 양을 수확하는 데 필요한 전기가 3배 가까이 되며 이 격차는 1993년부터 2024년까지 좁혀지지 않았습니다 (참고: 2). 같은 분석은 곡물뿐만 아니라 근채류도 포함하여, 지금의 비용으로는 폐쇄 환경에서의 생산이 성립하지 않는다고 명시하고 있습니다. ‘언젠가 기술이 저렴하게 만들어 줄 것’을 기다리고 싶어지지만, 많이 만들수록 저렴해진다는 업계 전체의 개선은 데이터상 거의 보이지 않습니다. 그래서 ‘비용의 대부분은 면적과 시간에 따라 발생한다’는 것은 비유가 아니라 비용의 큰 부분을 차지하는 실제 구조입니다. 여기에 수율이나 인건비, 판로 같은 작물별 계수가 덧붙여지는 것이 정확한 모습입니다.

채산성을 결정하는 것은 단가와 회전과 설비 점유

뒤집어 생각하면, 면적당 일당 단가만 높으면 근채류도 선반에 오를 수 있습니다. 평범한 무나 당근이 아니라, 아주 높은 가격에 팔리는 근채류 — 약용 인삼 같은 것이나, 부가가치가 붙은 것 — 이라면 계산이 맞는 경우도 있습니다. 단가와 회전은 별개로 작용하며, 그 두 가지를 하나의 식으로 묶은 것이 ‘면적당 일당 단가’입니다. 약용 인삼이나 고추냉이처럼 극단적으로 단가가 높은 것은 토경재배에서도 폐쇄 환경에서도 사례가 나옵니다. 베이비 당근이 저렴한 것은 조기 수확으로 회전을 벌기 때문으로, 부가가치라기보다 시간으로 계산을 맞추는 측면이 있습니다.

그렇다면 단가가 낮은 탓인가, 자라는 것이 느려 회전이 안 되는 탓인가. 근채류는 운 나쁘게도 그 두 가지 모두에서 집니다. 단가가 낮은 데다 비대하는 데 시간이 걸려 회전도 나쁩니다. 단가와 회전은 어느 한쪽이 아니라 둘 다 곱셈으로 작용합니다. 단 한 가지 다른 점은, 단가는 찾으면 올릴 수 있다 — 비싸게 팔리는 품종이나 용도를 찾으면 된다 — 는 반면, 뿌리가 비대하는 시간은 생물의 사정으로 돈으로는 단축하기 어렵다는 것입니다. 점유 일수는 현장의 노력으로 줄이기 어려운 만큼, 근채류의 진짜 무게가 됩니다.

여기서 실제 일수를 넣어두겠습니다. 잎상추 같은 잎채소는 현장 감각으로 대략 3040일에 한 번 돕니다. 반면 당근은 파종부터 수확까지 70120일 정도를 봐야 합니다. 계산식의 분모에 놓아야 할 것은 이 실수입니다. 같은 면적을, 한쪽은 1개월, 다른 쪽은 3~4개월 점유합니다. 이것만으로도 ‘면적당 일당’이 얼마나 벌어지는지 대략 짐작할 수 있습니다.

채산이 맞는 면적은 작물마다 전혀 다릅니다. 잎상추는 선진적인 재배 기술과 가격 조건 아래에서 채산이 맞는 최소 규모가 1738제곱미터로 아주 작게 수렴합니다. 그런데 같은 시설에서 딸기를 하려고 하면 채산 라인은 16,000115,000제곱미터 이상으로 훌쩍 올라갑니다. 같은 식물공장 기술이어도 작물이 바뀌는 것만으로 성립하는 규모가 자릿수 단위로 달라집니다. 이 자릿수 차이를 더욱 벌리는 것이 점유 시간입니다. 잎상추는 한 달 정도면 선반을 비워주는 반면 근채류는 몇 달이나 점유합니다. 같은 면적을 오래 점유할수록 계산식의 분모가 불어나고 성립하는 규모는 더욱 멀어집니다 — 바로 그렇기 때문에 곡물이나 근채류 같은 장기 사이클 작물은 지금의 비용으로는 폐쇄 환경에서 성립하지 않는다고 명시되어 있습니다 (참고: 2).

자주 거론되는 ‘식물공장은 같은 면적에서 노지의 수십 배를 수확할 수 있다’는 수량 배율이 있습니다. 이것은 단을 높게 쌓을 수 있는 잎상추 같은 작물의 이야기로, 10단을 쌓으면 노지의 100~200배라는 시산도 있습니다 (참고: 4). 다만, 그 배율이 그대로 채산에서의 승리를 의미하는 것은 아닙니다. 많이 수확해도 투자를 회수할 수 있다고는 할 수 없다 — 수확량과 수익은 다른 이야기라는 것을 작물별 채산 분석이 명확히 보여줍니다 (참고: 3).

채산성보다 먼저, 뿌리 자체가 설비와 맞지 않는다

여기까지는 ‘채산성에서 탈락한다’는 이야기였습니다. 하지만 현장에 서면 한 단계 더 앞의 벽에 부딪힙니다. 애초에 근채류의 뿌리가 지금의 식물공장 설비와 물리적으로 맞지 않는 것입니다.

근채류는 먹는 부분 자체가 뿌리로서 비대해집니다. 당근과 무는 직근성으로 땅속 깊이 곧게 굵은 뿌리를 뻗습니다. 그 성장을 지지하려면 충분한 깊이와 넓이를 가진 부드러운 배지가 필요합니다. 그런데 기존 식물공장에서 주류인 설비는 잎채소용으로 최적화되어 있어 얇은 재배판과 순환식 양액 — 이는 잎채소를 전제로 한 설계 사상입니다. 배지의 깊이도 지지력도 확보하기 어렵습니다. 게다가 근역이 액체로 가득 차면 뿌리에 대한 산소 공급이 부족해지기 쉽습니다. 뿌리가 비대할 공간과, 배지가 뿌리를 물리적으로 지지하는 힘 모두가 부족하기 때문에, 현행 설비 그대로는 근채류 재배 자체가 어렵습니다. 이것은 이론상의 이야기가 아니라, 설비 앞에 서보면 알 수 있는 궁합의 문제입니다.

여기서 순서에 주의가 필요합니다. 채산성이 먼저인가, 물리가 먼저인가 — 그것은 독자의 위치에 따라 뒤바뀝니다. 새 라인을 설계하는 입장이라면 먼저 채산성의 계산에서 근채류가 탈락하므로 설비 논의까지 나아가지 않습니다. 반면, 이미 잎채소용 설비를 갖추고 있어서 ‘빈 선반에 근채류도’라고 생각하는 입장이라면, 채산성 이전에 뿌리가 설비에 들어가지 않아 물리적으로 선택지에서 벗어납니다. 어느 벽이 주된 원인이 되는가는 당신이 어느 지점에 서 있는가로 달라집니다.

어떻게 해도 식물공장에서 근채류를 키우려면, 양액이 순환하지 않는 타입 — 양액토경재배와 에어로포닉스 두 가지 방식이라면 대응할 수 있습니다. 양액토경재배는 용기에 뿌리의 성장에 필요한 깊이까지 흙을 넣고 점적으로 양액을 공급하는 방식입니다. 흙 속에서 직근성 그대로 뻗을 수 있으므로 근채류의 자연스러운 성장에 가깝습니다. 에어로포닉스는 수십 마이크로미터의 안개를 뿌리에 직접 뿌리는 방식으로, 수분·양분과 함께 산소도 충분히 전달할 수 있습니다. 다만 두 방식 모두 ‘식물공장’이라고 하면 떠오르는 순환식 잎채소 라인과는 다른 것입니다. 현장에서의 솔직한 결론을 말하자면, 근채류는 흙에서 키우는 것이 합리적이라는 당연한 결론에 이릅니다.

처음에 쓸 것은 재배 계획이 아니라 한 줄의 나눗셈

그렇다면 그 채산성을 직접 어떻게 확인하면 좋을까요. 재배 가능 여부를 조사하기 전에, 먼저 첫 번째 장에 써야 할 것이 있습니다. 그것은 재배 계획이 아니라 한 줄의 나눗셈으로 충분합니다. 종이든 셀이든, 선반의 같은 면적을 기준으로 하여 ‘예상 판매가 ÷ 점유 일수’를 구합니다. 잎상추를 기준에 놓고, 추가 후보 근채류를 같은 면적 조건으로 같은 표에 나란히 놓습니다. 그것만으로 대부분은 판단이 됩니다.

순서는 이렇습니다. 먼저 후보 작물의 판매 가격을 하나 놓습니다. 다음으로 그 작물이 선반을 어느 정도 면적에서, 파종부터 수확까지 며칠 점유하는지를 놓습니다 — 잎상추라면 3040일, 당근이라면 70120일, 그 실수입니다. 지하부가 부피가 커서 한 단에 빽빽이 들어가지 않는 근채류는 이 점유 부분에서 이미 불리해집니다. 가격을 점유 면적과 일수로 나누어 ‘면적당 일당 판매가’를 구하고 잎상추의 수치와 비교합니다. 여기서 자릿수가 다르면 재배 가능 여부를 조사하는 것은 시간 낭비이므로 거기서 멈춥니다. 재배 가부나 수율을 따지는 것은 이 나눗셈을 통과한 후보만 대상으로 합니다. 순서를 바꾸면 ‘재배할 수 있습니다’라는 결론에 다다른 후 채산성에서 탈락하는, 가장 낭비적인 우회로가 됩니다.

이 나눗셈은 후보를 걸러내기 위한 거친 기준선으로, 정밀한 채산성 그 자체는 아닙니다. 첫 번째 장에 쓰는 것은 작물 이름과 가격, 점유 면적, 점유 일수, 그 나눗셈입니다. 수율이나 규격화율, 인건비, 판로 같은 계수는 두 번째 장 이후에 더해가면 됩니다. 첫 번째 장은 설득과 기준선 긋기를 위한 종이입니다.

이 ‘자릿수가 다르면 재배를 조사하기 전에 멈춘다’는 단호한 판단이 가장 극단적으로 드러나는 것이 주식 곡물입니다. 쌀·밀·옥수수는 세계 식량 에너지의 60%를 차지하지만, 폐쇄 환경에서의 재배는 당분간 경제적으로 성립하지 않는다고 리뷰와 비판적 분석이 한결같이 지적하고 있습니다 (참고: 5, 6). 상징적인 시산이 있습니다. 스웨덴의 수직 농장에서 밀을 만드는 최선의 조건에서도 전기요금만으로 1톤당 4만 달러 상당 — 당시 세계 밀 가격의 약 100배입니다 (참고: 6). 재배 기술의 문제가 아니라, 나눗셈 단계에서 승부가 끝나 있다는 가장 알기 쉬운 예입니다. 같은 논리는 곡물만큼 극단적이지는 않아도, 단가가 낮은 근채류에도 그대로 적용됩니다. 한 줄의 시산으로 자릿수를 보는 것은 이런 ‘조사해봐야 소용없는’ 상황을 일찍 간파하기 위한 움직임입니다.

‘재배할 수 있었다’와 ‘채산성이 통과했다’를 구분하기

‘해외에서 근채류 식물공장이 성공했다’는 기사나, 연구실에서 감자를 수확했다는 이야기를 보고 ‘그렇다면 근채류도 되는 건가’하고 기대했던 적이 없나요. 하지만 그것이 채산성의 나눗셈을 통과한 사례인지, 그냥 ‘재배할 수 있었다’는 이야기인지는, 구분하지 않으면 의미가 없습니다. 기사를 보면 맨 먼저 찾아야 할 것은 ‘면적당 일당 얼마를 벌었는가’가 쓰여 있는지입니다. 쓰여 있지 않으면 대개 재배할 수 있었다는 이야기입니다.

구분하는 표지는 예를 들어 다음과 같은 점입니다. 가격과 점유 일수가 둘 다 쓰여 있는가. ‘수확할 수 있었다’ ‘몇 톤 수확했다’만 있고 며칠 선반을 점유했는지·얼마에 팔렸는지가 없는 것은 기술적 이야기에서 멈춰 있습니다. 보조금이나 공적 지원이라는 단어가 있는가 — ‘성공’이 채산성인지 단순히 외부 자금이 들어와 돌아가는 것인지는 여기서 갈립니다. 그리고 그 근채류가 무엇인가. 약용 인삼이나 고추냉이처럼 원래부터 단가가 자릿수 단위로 다른 것이라면 나눗셈을 통과한 예외로 성립할 수 있습니다.

다만 여기에 함정이 있습니다. 한 품종에서 예외가 성립해도, 그것은 ‘단가가 높다’는 조건을 충족했기 때문에 통과한 것일 뿐이며, 뿌리가 비대하는 데 걸리는 시간이라는 무게는 사라지지 않았습니다. 무나 당근이나 감자에 그대로 확장할 수 있는 이야기가 아닙니다. 가능성이 있는지 여부는 ‘어떤 근채류가, 어떤 수치로 통과했는가’까지 읽고 그 조건이 자신의 작물에도 있는지로 판단합니다. 작물 이름을 숨기고 ‘근채류가 성공했다’고 쓰인 기사일수록 의심하며 접근하는 것이 좋습니다.

그리고 예외가 성립할 때 갖춰진 조건은 단가만이 아닙니다. 현장 감각으로는 (1) 근채류의 생육 특성에 맞춘 전용 설비가 있을 것, (2) 그에 걸맞은 고부가가치 상품의 판매 전략이 서 있을 것, (3) 다른 고단가 작물과의 경쟁에서 이길 수 있을 것 — 이 세 가지가 갖춰져야 비로소 선반에 오릅니다. 단가가 높다는 이유만으로 기존 잎채소 라인에 그대로 근채류를 올릴 수 있다는 이야기가 아닙니다.

‘언젠가 기술이 따라잡아서 저렴해질 것’이라는 기대는 가장 빗나가기 쉬운 곳입니다. 수직농업의 높은 자본 비용이라는 벽은 일시적인 기술 지체라기보다 구조적인 것이라고 지적되어 있습니다. 1960년대의 타워형 온실, 1980년대의 다른 시도에서도 같은 ‘토지를 절약할 수 있다’는 이야기가 반복되었고 그때마다 채산성에 미치지 못했습니다 (참고: 6). 보급이 진행되지 않는 배경 중에서 소비자 수용이라는 벽에 대해서는, 복수의 조사가 지금도 태도가 나뉘어 있음을 보여주고 있습니다 (참고: 7, 8). 기술을 기다리는 자세 자체가 순서를 바꾸는 우회로입니다.

예외를 구분하는 방법에도 근거가 있습니다. 감자에서 에어로포닉스가 자주 거론되지만 사용되는 것은 식용 감자의 대량 생산이 아니라 씨감자(미니 튜버)의 증식이라는 용도입니다. 실제로 에어로포닉스 계열 설비에서 고품질 씨감자를 얻는 연구가 보고되어 있습니다 (참고: 9). 종묘는 단가가 높고 양이 적다 — 즉 ‘면적당 일당 단가’가 맞는 틈새에서, 바로 채산성의 입구를 통과한 예외입니다. 식용 무나 당근을 대량 생산하는 이야기와는 토대가 다르다는 것은, 여기서도 ‘어떤 용도에서, 어떤 수치로 통과했는가’를 보면 알 수 있습니다.

기술보다 먼저 채산성의 첫 번째 장을 놓는다

여기까지 오면 처음에 걸렸던 ‘기술이 따라오지 못한 것인가’라는 물음의 틀이 애초에 순서가 뒤바뀌어 있었음을 알게 됩니다. 재배할 수 있는지를 먼저 신경 쓰게 됩니다. 하지만 실제로는 ‘예상 판매가 ÷ 점유 일수’라는 한 줄을 먼저 쓰고, 잎상추와 비교해서 뒤처지는 것을 후보에서 제외한다 — 그 나눗셈을 통과한 것만 재배를 조사하면 됩니다. 뿌리가 비대하는 시간이라는 무게가 사라지지 않는 이상, 봐야 할 것은 기술보다 먼저, 우선 그 첫 번째 장입니다. 새 라인을 설계하는 경우도 그렇고, 기존 설비를 갖추고 있는 경우도 그 이전에 뿌리가 설비에 들어가는지라는 물리적 벽이 버티고 있다는 순서를 잊지 마십시오.

순서를 바꾸는 것만으로 망설임의 대부분은 사라집니다. 기술 이야기는 재미있고 할 수 있는 것도 해마다 늘어나고 있습니다. 하지만 그것은 채산성이라는 입구를 통과한 작물 가운데에서 살아나는 이야기로, 입구 앞에 놓으면 우회로가 됩니다. 근채류가 없는 것은 기술이 진 것이 아니라, 입구에서 조용히 걸러지고 있기 때문입니다. 그렇게 보이기 시작하면, 다음에 새로운 작물이 나타났을 때도 당황하지 않고 첫 번째 장부터 시작할 수 있습니다.