한국은 경작 가능한 농지가 부족한 데다, 최근 몇 년간 폭우와 폭염 등 이상기후로 인해 농산물 생산량이 감소하고 가격이 상승하는 추세다. 또한, 인구 고령화와 농업 인구 감소가 가속화되면서, 수직농장이 이러한 문제를 해결할 효과적인 대안으로 주목받고 있다.

수직농장의 개념은 컬럼비아 대학교 환경 건강학 및 미생물학 교수인 딕슨 데스포미어(Dickson Despommier)가 제안했다. 그는 자신의 저서 《수직 농장》(Vertical Farm)에서 수직농장을 도시 내 대규모 농업 생산 시설 또는 고층 빌딩 안에 위치한 농장으로 정의했다.1) 

수직농장은 도시 유기 폐기물과 폐수를 자원화하는 기술을 활용하고, 재생 가능 에너지를 기반으로 연중 채소, 과일, 식용 버섯 및 조류를 생산하는 시설이다.

한국에서는 2011년경 처음 수직농장이 도입되었으며, 현재 수십 개가 운영 중이다. 특히, 2024년부터는 전국 1,300여 개의 산업단지에서 수직농장 입주가 공식적으로 허용되었다.2) 이들 농장은 주로 무토경작 방식의 수경재배를 채택하며, LED 조명을 활용해 태양광과 온도를 모사함으로써 공간 활용도를 극대화하고 있다.

서울에는 세계 최초의 터널형 수직농장이 건설되었다. 이 농장은 총면적 2,300㎡ 규모로, 고층형 수직농장의 구조를 모방해 설계되었다. 장미색 LED 조명을 통해 태양광을 대체하며, 다양한 채소와 과일을 무토 방식으로 재배한다. 내부 온도는 10~20℃로 유지되며, 클래식 음악을 재생해 작물의 건강한 성장을 촉진하고 노동 생산성을 두 배로 향상시키는 효과를 보였다.3)  

수원시에 위치한 3층 규모의 수직농장은 옥상에 설치된 태양광 패널로 에너지를 공급받는다. 내부 면적은 450㎡이며, 주로 상추를 재배한다. 실내조명과 온도를 조절할 수 있으며, 농장 방문자는 입장 전 풍욕실을 거쳐 바이러스와 세균을 제거해야 한다. 이를 통해 재배 환경의 오염을 방지하고 있다.

이 농장은 기존의 농촌 농업 환경과 유사한 방식으로 운영되지만, 고도의 기술이 접목되어 있다. 작물은 층층이 정렬된 형태로 재배되며, 하부에서는 묘목이 자라고, 상부에서는 수확이 가능한 성숙 작물이 재배된다.

전통적인 온실과 달리, 이 수직농장은 파종과 수확 과정에서 살충제를 사용하지 않으며, 모든 물을 재활용한다. 이 덕분에 생산된 작물은 유기농 인증을 획득했으며, 일반 온실보다 더 높은 생산량을 기록하고 있다.

묘목은 빨강, 하양, 파랑 LED 조명에서 방출된 미세 파장을 광원으로 사용, 이를 통해 광합성 효율을 극대화하고 있다.

인천공항 여객터미널 식당가에도 수직농장이 도입된다. 해당 공간의 면적은 약 60㎡로, 그중 수직농장 재배 구역이 35㎡, 음식 구역이 20㎡, 서비스 구역이 5㎡를 차지한다. 재배 구역에는 다섯 개 층으로 구분된 작물대가 설치되어 있으며, 주로 상추와 쌈채소를 재배한다. 이 소형 수직농장은 작물의 생장에 필요한 빛, 물, 공기 등의 환경 조건을 완전히 제어할 수 있다.

LED 전구는 식물의 생장에 필요한 조명을 제공하고, 일조량과 온도를 조절한다. 송풍기는 환기를 시켜주고 이산화탄소를 공급한다. 급수 및 비료 공급 시스템은 필요할 때 자동으로 물과 비료를 공급한다. 채소는 완전히 폐쇄된 무균 환경에서 재배되기 때문에 병균이 없고, 살충제를 사용할 필요가 없다.

이 수직농장의 유리창 너머로 채소가 무성하게 자라는 모습이 보이며, 채소가 익으면 수확해 포장한 뒤 공항 내 쇼핑가에서 판매된다. 이 신선한 채소들은 달걀, 마요네즈 등과 함께 곁들여져 사람들의 인기를 끌고 있다. 식사 코너에서는 이 채소를 활용한 음식을 구매해 편안하게 즐길 수 있다.

미래에는 대형 수직농장뿐만 아니라 공항, 지하철역, 슈퍼마켓, 지역사회, 학교 식당 등 사람이 많이 모이는 곳에 소형 수직농장이 도입될 것으로 전망된다. 이 작은 규모의 모듈화 재배는 공항 사람, 지하철 역 사람, 슈퍼마켓 사람, 동네 사람, 학교 식당 사람에게 채소를 공급해 현지에서 생산해 판매할 수 있다.

공항 · 지하철역 · 수퍼마켓 · 커뮤니티 · 학교식당 등 사람이 많이 다니는 곳에 키트박스를 설치해 현장에서 채소를 따도록 한 것이다. 이렇게 하면 채소의 신선도를 유지할수 있을뿐만아니라 교통, 물류 비용도 줄일수 있으며 동시에 사람들이 채소가 생장하는 전반 과정을 볼수 있다.이 키트는 클라우드를 통해 수직 농장으로 관리된다. 키트의 빛 · 온도 · 수분 · 영양 · 이산화탄소 등의 정보를 감지 · 조절해 최적의 생장을 확보한다.

이 재배 상자 모듈에서 선택된 품종과 수량은 지역 공항, 지하철 역, 슈퍼마켓, 지역사회, 학교 식당의 소비 데이터를 기반으로 설정 및 조정할 수 있어 낭비를 줄일 수 있다.소비자가 자신의 수요에 따라 미리 모를 심으면 수직농장은 정해진 상황에 따라 모종을 재배한 뒤 수확기가 되면 소비자에게 통지해 따게 한다.

참고문헌

1. Dickson Despommier, Vertical farming, http://www.verticalfarm.com 

2. https://news.qq.com/rain/a/20241113V02Q5W00

3. https://news.cctv.com/2018/08/31/ARTIXzAXb2d02mvglMtC4PdI180831.shtml

진려 / 陈丽 / Chen Li

중국 난징예술학원 디자인학원에서 실내 디자인학 석사를 마치고 국민대 테크노디자인전문대학원 공간문화디자인학과 크리에이티브 인테리어 아키텍쳐랩(Creative Interior Architecture Lab)에서 박사학위를 받았다. 박사학위 논문은 ‘미래도시 수직농장의 3T(ICT, Plant Technology, Spatial Technology) 기술 예측 연구’이다. 또한 현재 ESG 코리아 뉴스 칼럼니스트로 활동 중이며, 사단법인 한국 ESG 위원회(Korea ESG Committee) 미래기술위원회(Future Technology Committee)부위원장을 맡고 있다. 

현재 수직 농장의 정보화 기술, 재배 기술, 공간 기술에 대한 심층 연구를 진행 중이며, 한국에서 박사학위 기간 중 KCI에 2편의 논문을 발표했다. ‘스마트 팜의 공간 배치 특성에 관한 연구’와 중국 ‘예술백가’의 중문 핵심 정기간행물에 ‘해체주의 실내공간설계의 창작 관념과 수법’에 관한 논문을 발표하였다. 또한 2025년 6월에 출판 예정인 ’생태학의 풀리지 않은 문제들‘이라는 서적의 중국어, 영어 교정에도 참여하고 있다.