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식물공장의 지속가능성: 물에서는 이기고 전기에서는 진다

2026-06-11

수경재배는 정말로 환경에 좋은 것인지, 아니면 전기를 많이 소비하는 골칫거리인지. 투자자 설명 자리에서도, 거래처 선정에서도, 사내 품의에서도, 식물공장은 이 이분법으로 논의되기 쉽습니다. 그리고 상반된 주장 어느 쪽에도 결정적인 반론을 제시하지 못한 채 회의가 진행되어 간다——그런 경험은 없으신가요? 문제는 찬반이 아니라, 「어떤 조건에서 이기고 어떤 조건에서 지는가」라는 경계선을 긋지 못하는 데 있습니다.

절수는 줄어든 것이 아니라 전기로 이동한 것에 불과하다

수경재배는 「물을 별로 쓰지 않는다」고 자주 말합니다. 확실히 순환해서 사용하기 때문에, 농장의 수도꼭지 앞에서는 절수가 됩니다. 하지만 그 많은 조명과 HVAC를 돌리는 전기는 어딘가의 발전소에서 물을 사용해 만들어집니다. 농장에서는 물을 절약할 수 있어도, 그 물은 전기 쪽으로 이동했을 뿐입니다. 보이지 않게 됐을 뿐, 사라진 것은 아닙니다. 그리고 이 「어딘가로 이동했을 뿐」이라는 패턴은 여기서만의 이야기가 아닙니다.

순환식 수경재배에서 말하는 「절수」는 사실입니다. 다만 이것은 시야를 수도꼭지 앞으로만 좁혔을 때의 이야기이기도 합니다. 조명과 HVAC를 화력이나 원자력으로 충당한다면, 발전소 냉각에 물이 필요합니다. 그러니 「물을 쓰지 않는다」가 아니라 「물의 사용이 농장에서 발전소로 이동했다」고 보는 것이 정확하며, 숨어 있을 뿐 사라진 것은 아닙니다. 그렇다고 해서, 「이동했을 뿐이니 절수 운영은 무의미하다」는 이야기가 아닙니다. 수도꼭지 앞에서 수도요금·배수 처리·비료 손실이 줄어드는 것 자체는, 현장 입장에서 확실한 실익입니다. 제가 인공광형 현장에서 경험한 범위에서도, 배수와 비료 관리는 효과가 나타나는 부분 중 하나였습니다. 의미가 있는 것은 사실이며, 단지 「지구 전체에서 물이 사라진 것은 아니다」라는 것일 뿐입니다. 같은 구도는 다른 곳에서도 나타납니다. 「농약을 쓰지 않는다」는 것은, 실내에서 해충 유입을 막는 대신 HVAC와 여과로 청정한 환경을 전기로 유지하기 때문입니다. 「토양을 쓰지 않는다」는 것은 대신 배양액 비료를 공장에서 만들어 운반해 오기 때문입니다. 어느 것이나 어떤 부담을 다른 장소·다른 자원으로 옮겨 놓고 있을 뿐입니다. 좋고 나쁨을 한마디로 결정하기 전에, 「이것은 정말로 줄어든 것인가, 아니면 어딘가로 이동했을 뿐인가」를 먼저 의심해 보는 것은 어떨까요. 그리고 이동한 곳이 전기인지 물인지, 그 지역에서 무엇이 저렴하고 무엇이 비싼지에 따라, 승패는 바뀝니다.

이 「현장에서 줄어든 부분이, 다른 항목으로 이동하고 있다」는 시각은 수치로도 명확하게 나타납니다. 밀폐형 수경재배는 캘리포니아나 애리조나의 노지 잎상추와 비교하면 관개용수가 약 1% 수준까지 내려갑니다 (참고: 1). 엽채류라면 작물에 따라서는 물을 최대 99%까지 줄일 수 있다는 보고도 있습니다 (참고: 3). 확실히 크게 이기는 항목입니다. 다만, 이 물의 우위가 큰 가치를 갖는 것은 캘리포니아나 애리조나처럼 물이 귀하고 비싼 지역에 한정됩니다. 물이 풍부하고 저렴한 지역에서는 같은 「99% 절수」도 금액으로는 작게 나타나, 우위가 희석됩니다. 그리고 같은 연구는 그 물을 줄이기 위해 사용하는 1차 에너지도 제시하고 있습니다. 노지 잎상추가 1kg당 10.7메가줄인 데 비해, 실내(밀폐형) 수경재배 잎상추는 162메가줄. 십수 배입니다. 온실가스 측면에서도 노지·온실의 약 8〜10배에 달하며, 그 주원인은 전력이라고 지적됩니다 (참고: 1). 「물에서는 크게 이기고, 전기에서는 크게 진다」가 같은 표 안에서 동시에 일어나고 있습니다. 줄어든 것이 아니라 항목을 넘어 이동했다는 시각의 근거입니다.

덧붙여, 여기서 수치가 깔끔하게 정렬되는 것은 주로 인공광형——밀폐형 LED로 엽채류(잎상추)를 재배하는 경우입니다. 태양광을 이용하는 온실형이나, 토마토·딸기 같은 과채류는 채산성도 환경 부하도 자릿수가 달라져, 별도의 표로 확인할 필요가 있습니다. 이하도 특별한 언급이 없는 수치는 이 인공광형·엽채류의 이야기로 읽어 주십시오.

승패의 경계는 전원 구성에 따라 이동한다

이동한 곳에서의 부담이 현장에서 줄어든 분량보다 커지는 일이 실제로 있는가. 이동시켜도 전체적으로는 대등하거나, 조금은 이득이 있는 것 아닌가——그런 생각도 들어옵니다. 그리고 지역에 따라 승패가 바뀐다면, 어딘가에 명확한 경계선이 나타나는 것 아닌가 하고 생각하시는 분도 계실 것입니다.

적어도, 이동시킨다고 반드시 이득이 되는 것은 아닙니다. 수경재배가 그 좋은 예입니다. 야외라면 태양이 무료로 해 주던 광합성 에너지를, 실내에서는 전부 전기 조명으로 대체합니다. 그 전기를 충당하는 발전에도 물과 에너지가 필요하므로, 현장에서 줄인 물의 분량이 그대로 순이익이 되는 것은 아닙니다. 잎상추처럼 가볍고 단가가 낮은 작물일수록, 이동한 곳의 전기 부담이 무겁게 나타납니다——이것은 수치를 정리하면서 제가 그렇게 읽은 것입니다. 그렇다면 명확한 경계선을 하나 그을 수 있는가. 그렇지도 않습니다. 결정적 요소는 「그 전기가 무엇으로 만들어지는가」입니다. 같은 식물공장이라도 수력이나 태양광이 풍부하여 전기가 청정한 지역이라면 우위로 돌아서고, 화력 중심의 지역에서는 현장에서 아무리 절수해도 발전소 측에서 불리해집니다. 따라서 화력 중심의 고탄소 지역일수록 승패의 경계선은 우선 전원 구성 쪽에 그어집니다. 반대로 이미 전기가 청정한 지역에서는 효과적인 방법이 다른 개선 쪽으로 이동합니다. 작물·전원·운송 거리, 이러한 조건이 갖춰져야 비로소 승패가 결정됩니다.

「광합성을 전기로 대체한다」는 것은 수치에도 제대로 나타납니다. 식물공장의 잎상추는 온실 재배의 약 3배의 에너지를 사용하며, 그 중 약 60%가 조명(LED)으로 추정됩니다 (참고: 4). 그래서 엽채류일수록 전기 부담이 크게 나타납니다. 그리고 「경계선은 우선 전원 구성에 그어진다」는 시각에도 근거가 있습니다. 같은 식물공장의 잎상추라도, 전원을 석탄에서 풍력으로 전환하면 온실가스가 약 1/100이 된다는 시산도 있습니다 (참고: 4). 이것은 해당 논문이 소개하는 단일 추산이므로, 자릿수 자체를 표면에 내세울 수는 없지만, 방향——시설 사양이 아니라 연결하는 전원에 따라 승패가 바뀐다——을 보여주는 자료가 됩니다. 어느 수명 주기 평가도 「도시 농업은 일률적으로 기존 농업보다 좋다 / 나쁘다」고는 말할 수 없으며, 작물·재배 기술·기후·전원의 조합에 따라 모든 지표에서 기존을 상회하는 농장은 없었다고 보고하고 있습니다 (참고: 5).

전기를 줄이는 개선은 채산성과 환경 모두를 잡는다

지금까지는 환경의 승패를 살펴봤습니다. 하지만 농장을 운영하는 사람이나 자금을 제공하는 사람에게는 또 하나의 「채산성」이라는 기준이 있습니다. 여러분 자신이 그런 농장을 운영하거나, 자금을 제공하는 입장이라면 어떻겠습니까. 「환경 수치를 좋게 하는 것」과 「채산성을 좋게 하는 것」은 서로 상충하는 관계로 보이시나요? 아니면 같은 방향으로 움직이는 부분도 있는 것일까요? 지속가능성 논의는 채산성과는 별개인 것처럼 이야기되기 쉽지만, 실제로는 어떨까요.

결론부터 말하면, 채산성과 환경 수치는 별개가 아니라 상당 부분에서 같은 방향을 가리킵니다. 우선 전기입니다. 인공광형 식물공장에서는 최대 비용이 전기요금이며, 환경 부하의 최대 요인도 역시 전기입니다. 따라서 전기를 줄이는 개선은 그대로 전기요금을 낮추는 것으로 이어집니다. 여기는 거의 같은 방향입니다. 다만 여기에는 주의할 조건도 있습니다. 에너지 절약 설비——고효율 LED와 HVAC, 단열재 교체——에는 상당한 초기 투자가 필요합니다. 두 가지를 동시에 잡는 것이 성립하는 것은 「절감된 전기요금이 그 투자와 회수 기간에 맞을 때」뿐입니다. 게다가 제가 인공광형 엽채류 현장에서 경험한 범위에서는, 에너지 절약을 지나치게 추구하면 다른 곳에서 돌아옵니다. 조명이나 HVAC를 너무 줄이면, 밀식 재배인 만큼 습기가 차서 하엽이 손상되거나, 팁번(tip burn)이나 선별 손실이 늘어, 절감한 전기요금 이상으로 수율에서 손실이 발생할 수 있습니다. 따라서 「전기를 줄이면 두 가지 모두 잡는다」는, 수율을 해치지 않는 범위에서라는 단서가 붙어야 성립합니다. 운송 거리도 마찬가지로, 소비지 바로 옆에서 재배하면 운송 배출량과 운송비가 동시에 줄어듭니다. 신선도가 떨어지기 어려운 만큼 폐기 손실도 줄어들 여지가 있지 않을까——이것은 단정하기 어렵지만, 방향으로서는 환경 수치와 채산성이 함께 움직인다고 봅니다. 다만 모든 것이 같은 방향이라는 것은 아닙니다. 청정한 전기를 선택하면, 재생에너지 전력은 현재 화력보다 조달 단가가 높아지는 경우가 많아, 전기요금이 오히려 올라가는 국면이 있습니다. 저렴한 화력으로 운영하면 채산성은 편하지만, 환경에서는 불리합니다. 이 부분만은 상충하는 관계입니다. 따라서, 「전기를 줄이는」 계통의 이야기는 채산성과 환경이 협력하고, 「전원을 청정하게 하는」 계통의 이야기는 가격과 충돌한다고 구분합니다. 상충하는 것은 후자뿐입니다. 전자는 오히려 우군입니다.

「전기가 최대의 비용이자 최대의 환경 요인이기도 하다」는 것은, 비용 구조 측면에서도 확인됩니다. 실내에서 밀을 재배하는 시설의 시산에서는, 운영 비용의 절반 이상을 인공 조명 전력이 차지했습니다. 현재의 전력·자본 비용과 밀 가격을 전제로 하면, 드는 비용은 얻는 수익의 약 46배——전혀 채산이 맞지 않는 수준입니다 (참고: 7). 역으로 말하면, 이 전력을 줄이는 개선은 비용의 최대 항목을 그대로 줄이는 것이 됩니다. 환경 수치와 채산성이 같은 방향을 가리키는 것은 이 구조에서 비롯됩니다. 따라서 「전기를 줄이는 계통은 두 가지 모두 잡는다」는 구분은, 직감이 아니라 비용 내역에 기반한 것입니다.

입지의 공로와 공장의 공로를 나누어 측정한다

수력이나 태양광이 풍부한 지역이라면 우위로 돌아선다. 이 이야기에 이런 걸림돌을 느낀 적은 없으신가요. 그것은 결국 「좋은 장소에 세우면 이긴다」는 것일 뿐, 식물공장 자체가 환경에 좋은가 하는 것과는 별개의 이야기가 아닌가 하는 것입니다. 전기를 청정하게 하는 부분은, 식물공장이 아니더라도 그 지역의 전기를 사용하는 것이라면 무엇이든 이득을 볼 수 있어야 합니다. 그렇게 생각하면, 식물공장 고유의 공로는 「전기를 줄이는」 개선 쪽만이라는 정리가 됩니다.

실제로, 전기를 청정하게 하는 부분은 식물공장 고유의 공로가 아닙니다. 그 지역의 전원이 청정하다면, 옆의 공장이든 가정이든 같은 이득을 봅니다. 식물공장은 우연히 그 위에 올라타 있을 뿐이며, 그것을 자신의 공로로 계상하는 것은 공정하지 않습니다. 식물공장 자체의 순기여를 보려면, 일단 전원을 중립으로 맞추고 비교합니다. 같은 전기를 사용하는 전제로 야외와 비교하여 줄일 수 있는 것——광합성을 대체하는 조명을 얼마나 효율화할 수 있는가, 운송과 폐기 손실을 얼마나 줄일 수 있는가, 토지와 물을 어떻게 절약하는가. 전원과 분리해도 남는 이 차이야말로 식물공장 고유의 공로입니다. 역으로 말하면, 「좋은 장소에 세웠다」는 입지의 공로, 「전기를 줄였다」는 공장의 공로. 출처를 나누어 계상해야 합니다. 둘을 섞어서 「식물공장은 환경에 좋다」고 말하면, 입지 덕분을 공장의 실력으로 보이게 하는 것이 됩니다. 이 논리는 앞서 말한 물의 우위에도 그대로 적용됩니다. 물 부족 지역에서 물의 저렴함·비쌈은 입지의 사정이지, 공장의 실력이 아닙니다.

「무엇을 분모로 취하는가」에 따라 순위가 바뀐다는 점도, 이 출처를 나누는 이야기와 연결됩니다. 이것은 분모 취하는 방법에 따라 순위가 달라진다는 일반 법칙의 한 예이지만——무가온 온실 야채를 대상으로 한 어느 도시 농업 비교에서는, 재배 면적당으로 측정하면 탄소 배출이 약 15% 낮은데도, 수확물의 중량당으로 측정하면 오히려 높아진다는 역전이 보고되고 있습니다 (참고: 2). 이것은 인공광형에 고유한 수치가 아니라 다른 유형(온실·소농 vs 대규모 배달)의 예이지만, 「분모를 바꾸면 순위가 달라진다」는 구조 자체는 유형을 불문하고 작용합니다. 면적에서 이기고 중량에서 진다——둘 다 같은 대상의 올바른 수치인데도, 분모 취하는 방법에 따라 결론이 바뀝니다. 따라서 「식물공장은 환경에 좋다」고 한마디로 말하기 전에, 무엇을 분모로, 어떤 전원을 전제로 측정한 수치인지를 덧붙이지 않으면, 입지나 측정 방법 덕분을 실력으로 보이게 하게 됩니다. 운송 거리의 단축에 대해서도, 공급망 전체에서 차지하는 비율은 작아, 그 절감 효과는 과대평가되기 쉽다고 지적되고 있습니다 (참고: 5, 6).

수치로 제시할 항목과 정성으로 남길 항목을 나눈다

이러한 이야기를 사내 품의나 거래처·투자자에 대한 설명이라는 자리에 꺼내놓을 때, 「환경 친화적」이라고 한마디로 쓰고 끝낼 수는 없습니다. 그렇다고 해서 모든 것을 수치로 나타낼 수 있는 것도 아닙니다. 전원·물·폐기처럼 항목별로 나누어 수치로 나타낼 수 있는 것과, 아직 수치화하기 어려워 정성으로 남기는 것. 그 경계선을, 어느 부분에서 그어 두면 나중에 흔들리지 않을까요.

품의나 투자자에 대한 설명에서는 먼저 「항목에 수치로 나타낼 수 있는 것」과 「정성으로 남기는 것」을 명확히 나누어 기술합니다. 경계선의 기준은, 그 지역의 전원 구성과 무엇을 분모로 취하는가——면적당인지 중량당인지——를 하나로 고정하고, 거기서 움직이지 않고 계산할 수 있는지 여부입니다. 전기 사용량, 현장의 물, 운송 거리, 폐기 손실은 전제만 갖추면 수치로 나타낼 수 있으므로, 항목에 넣습니다. 반대로, 전원이 앞으로 청정해질 것이라는 전망이나, 지산지소(地産地消)의 안심감 같은 것은 수치인 것처럼 보이면 나중에 흔들립니다. 전원 구성이 바뀌면 전제 자체가 무너지므로, 이것은 정성 항목에 솔직하게 넣어 둡니다. 즉, 「전기를 줄이는」 계통은 수치, 「전원이 청정해진다」 계통은 정성, 으로 구분합니다. 공장의 실력은 수치로 나타낼 수 있지만, 입지와 미래의 전원은 전제에 따라 달라지므로 정성에 놓습니다. 이렇게 나누어 두면, 전원 전제가 움직여도 공장 측 수치는 살아남으므로, 나중에 「이야기가 달랐다」는 상황이 되지 않습니다.

「수치인 것처럼 보이면 나중에 흔들릴 것은 정성으로 빼 놓는다」는 경계선은, 과장해서 말하는 사고를 방지하는 데에도 합리적입니다. 예를 들어 도시 농업을 「자원 순환에 기여한다」고 크게 내세우고 싶어집니다. 하지만 실제로 물질 흐름을 측정해 보면, 어느 도시에서는 그 도시가 식량으로 소비하는 인(燐) 전체의 겨우 0.44%에 그치며, 도시의 폐기 인을 다 사용하려면 시 면적의 2〜4배(전제 취하는 방법에 따라 다름)가 필요하다는 시산도 있습니다 (참고: 8). 규모에 대한 주장은 실제로 측정해 보면 작게 나오는 경우가 있습니다. 그렇기 때문에, 전기·물·폐기처럼 전제를 고정하여 측정할 수 있는 항목은 수치로 나타내고, 「앞으로 청정해진다」 「도시 전체를 바꾼다」와 같은 규모나 전망의 이야기는, 수치인 것처럼 가장하지 않고 정성 항목에 솔직하게 놓아 둡니다. 그렇게 해 두면, 전제가 움직여도 공장 측 수치는 살아남습니다.

정리하면, 인공광형으로 엽채류를 재배하는 공장의 경우, 항목별 승패는 대략 이렇게 됩니다. 자신의 공장 수치를 넣어 다시 채우기 위한 초안으로 활용해 주십시오.

「환경에 좋은가 나쁜가」를 한마디로 결정하려 하면, 이기는 항목과 지는 항목이 상쇄되어 아무 말도 할 수 없게 됩니다. 줄어든 것인지 이동했을 뿐인지를 먼저 의심하고, 입지의 공로와 공장의 공로를 구분하며, 수치로 제시할 항목과 정성으로 남길 항목을 나눈다. 이 세 가지를 적용하는 것만으로도, 인상에 불과했던 한마디가 상대방과 같은 기준에서 검증할 수 있는 하나의 표로 바뀝니다.