수직 농업

[12] “매년 나무 150억 그루가 베어진다” - (2015) 전 세계적인 규모의

나무 밀도 지도화 | Nature (Deforestation and Forest Loss | OurWorldinData에서 인용)

“유엔 식량농업기구(FAO)는 매년 1,000만 헥타르의 숲이 베어진다고 추정한다” - (2020) 세계 산림자원 평가(Deforestation and Forest Loss | OurWorldinData에 인용됨):

- 순산림 손실률은 흔히 연간 약 500만 헥타르로 인용된다: “2010년부터 2020년까지 전 세계 산림의 순손실은 연간 470만 헥타르였다. 하지만 산림 파괴율은 훨씬 높았다.”

“이 중 최소 4분의 3은 농업 때문에 발생합니다 - 농작물 재배, 가축 사육, 종이 같은 제품 생산을 위한 산림 개간” - 산림 파괴의 원인 | OurWorldinData:

- 산림 파괴 중 얼마나 많은 비중이 농업 때문에 일어나는지에 대한 여러 추정치가 문헌에 나와 있습니다. 이런 추정치의 차이는 산림 파괴와 산림 황폐화를 어떻게 구분하느냐로 설명되는 경우가 많습니다. 농업은 열대 산림 파괴의 70-80%를 차지합니다 - 숲이 있던 땅이 다른 용도로 영구 전환되는 것을 말합니다. 황폐화, 즉 일시적인 산림 손실이나 산림 질의 영구적 저하까지 포함하면 이 비율은 조금 낮아집니다. Noriko Hosonuma et al. (2012)은 열대 산림 파괴의 73%가 농업 때문에 일어난다고 추정합니다.

더 자세한 정보는 여기와 여기를 보세요

(여기서 농업은 식량 생산을 위한 육상 농업을 뜻하므로, 어업, 양식업, 비식품 생산물은 제외합니다)

식품 생산과 소비는 전 세계 온실가스 배출량의 26%를 차지하며, 세부 내역은 다음과 같다: 토지 이용 24%(인간 식량 8%, 가축 16%); 작물 생산 27%; 축산 및 양식 30%(자연 어업 +1%); 공급망 18%. 이는 농장 이후 공급망과 어업 관련 배출량을 빼면 전 세계 온실가스 배출량의 약 20%에 해당한다.

원문 초록에서: “2015년 전 세계 식품 시스템 배출량은 연간 CO₂ 환산 18 Gt으로, 전체 GHG 배출량의 34%를 차지했다. 가장 큰 비중은 농업 및 토지 이용/토지 이용 변화 활동(71%)이었고, 나머지는 공급망 활동에서 나왔다: 소매, 운송, 소비, 연료 생산, 폐기물 관리, 산업 공정 및 포장”.

OurWorldinData는 [16] & [17] 의 추정치 차이를 설명한다: [17] 은 전 세계 모든 산림 파괴(그리고 그에 따른 CO₂)를 농업에 배정하지만, 실제로 농업이 원인인 산림 파괴는 80%뿐이라는 점(나머지는 도시 확장)도 인정한다. 이렇게 하면 도시 확장은 제외하되 어업 관련 배출량과 일부 비식품 제품은 포함할 때, 공급망 이전의 추정치는 GHG 배출량의 약 23.5%에 더 가까워진다. [16] 은 비식품 농산물에 대한 별도 추정치를 제시하며, 이를 합치면 총량은 26%에서 33%로 올라간다.

2017년 농업이 모든 인간 활동에서 나온 전 세계 CO₂eq 배출량에 차지한 비율은 20%로, 11.1 Gt CO₂eq yr^-1에 해당했습니다. 여기에는 농작물 재배와 축산 활동에서 나온 6.1 Gt CO₂eq yr^-1 (11%)와, 주로 산림 벌채와 이탄지 훼손으로 인한 농업 토지 이용에서 나온 5.0 Gt CO₂eq yr^-1 (9%)가 포함됐습니다.

농식품 시스템은 2022년 배출된 53.5 Gt CO₂eq의 29.7%를 차지했다. 농업과 관련 토지 이용 변화는 이 비중의 각각 48%와 19%를 차지해, 전 세계 GHG 배출량의 19.9%에 달했다.

지구 전체 육지 중 2% - 전체 농경지(37%) 가운데 특히 경작지 (2021).

지구의 얼음이 없는 모든 육지 중 14%를 차지한다고 제시하는 반면 [27] 은 지구의 얼음이 없는 모든 육지 중 12%를 차지한다고 제시한다(2008) - 아마도 최신 정보가 아닐 수 있다.

2007년 자료를 인용해, 그린란드와 남극을 제외한 모든 육지의 12%

최근 몇 년간 여러 수직 농장 기업과 사업이 무너졌다는 점, 그리고 여기 언급된 곳들이 앞으로 몇 년간 어떻게 될지는 알 수 없다는 점을 인정할 필요가 있습니다. 여러 논평은 이런 실패의 주된 이유를 짚으며, 핵심 운영 안정성과 경제성을 갖추기 전에 너무 빠르게 규모를 키우거나 고-비용 첨단 기술을 도입하고 보여주려 했고, 기본적인 농업과 재정 원칙보다 혁신을 앞세웠다고 강조합니다.

흔한 문제로는 높은 에너지 수요, 제한된 작물 종류, 과대평가된 수확량, 덜 다듬어진 사업 전략이 있었습니다. 이런 농장 중 상당수는 단순성, 효율성, 시장 적합성을 희생하면서 기술적 정교함에 집중했습니다.

하지만 이런 실패를 수직 농업 전체의 실현 가능성을 부정하는 증거로 해석해서는 안 된다는 점이 강조됩니다. 오히려 이는 새롭게 떠오르는 분야에서 나타난 초기-단계의 시행착오입니다. 수직 농업은 특히 도시 환경과 토지나 물이 부족한 지역에서 기후 회복력과 식량 안보를 높일 유망한 도구로 남아 있습니다. 초기의 실수에서 얻은 교훈은 배우고, 앞으로의 개발에서 더 현실적이고 지속 가능한 접근법을 이끌 귀중한 통찰을 얻을 기회를 줍니다.

관련 논평의 예시는 추가 영상 ‘배워야 할 교훈’을 보세요.

최근 전 세계 연구들은 푸드 마일리지가 전체 식품 시스템 배출량의 약 19%, 또는 연간 약 3 Gt CO₂eq를 차지한다고 추정한다 ^[79]. 과일과 채소처럼 상하기 쉽고 흔히 수입되는 식품은 운송 배출량이 특히 높은데, 화물 운송 배출량이 생산 배출량을 넘어서기도 한다.

이전의 미국-중심 연구 ^[81]에서는 운송이 식품 관련 배출량의 11%만 차지한다고 밝혔지만 (대부분의 배출은 생산에서 발생), 최근의 전 세계 평가는 특히 부유하고 수입 의존도가 높은 나라에서 국제 무역의 역할이 이전에 생각했던 것보다 더 크다고 보여준다.

하지만 완전히 지역 식품 시스템으로 바꾸는 건 어디서나 가능하지 않다: 전 세계 인구의 11-28%만이 100 km 반경 안에서 조달해 특정 작물 수요를 충족할 수 있고, 4분의 1이 넘는 사람들은 1,000 km 이상 운송해야 하는 식품에 의존한다 ^[80]. 그래도 이는 피할 수 있는 배출량이 상당하다는 뜻이다. 특히 자급자족이 어려운 지역에서는 식량 안보를 위해 세계 무역이 여전히 필수지만, 지역 생산 식품의 비중을 늘리면 - 특히 부유한 나라에서 소비지 가까이 재배하면 - 수억 톤의 CO₂를 줄이고 식품 시스템의 회복력을 높일 수 있다.

전통적인 노지 재배에서 상추의 예상 재배 밀도와 수확 빈도는 흔한 상추 종류(잎상추, 버터헤드, 로메인)의 농업 가이드라인(평균 밭 간격 권장치)을 바탕으로 합니다:

베드당 줄 간격은 보통 40-80인치이며, 파종 줄은 2-6줄로 평균 줄 간격은 약 37-50 cm입니다.

줄 안의 간격은 품종에 따라 다르며, 완전히 자란 결구상추는 23-30 cm, 로메인 하트는 13-15 cm입니다. 이 방식으로 일반 상추는 약 ㎡당 6.9-9.7포기, 로메인 하트는 ㎡당 14-19.6포기의 밀도가 나옵니다.

상추는 기후와 품종에 따라 보통 3.5-4개월에 한 번 수확하며, 여러 층으로 쌓아 재배하거나 자주 다시 심을 수는 없습니다. 하지만 수확량은 연중 일정하지 않습니다 - 따뜻한 환경에서는 재배 기간이 약 2-2.5개월밖에 안 걸리기도 합니다(여름에 심으면 65-80일, 겨울/이른 봄에 심으면 최대 130일).

전통 농업 시스템의 보수적인 중간 기준치로, 4개월마다 ㎡당 약 9포기를 선택했습니다. 반면 수직농장은 수직 적층(예: 10단 이상)과 더 빠른 작물 회전(예: 18-30일 주기)을 통해 훨씬 높은 생산성을 낼 수 있어, 비슷한 4개월 동안 ㎡당 600포기 이상의 수확을 가능하게 합니다.

이 정도 수확량은 과학 문헌 전반에서 인용된 다른 수치로도 대체로 뒷받침됩니다 ^[82-85] (추가 업계 주장은 온라인에서 찾을 수 있습니다). Jin et al. (2022)^A는 최적의 광량 조건에서 수직농장 상추의 각 층이 연간 m²당 700 kg을 생산할 수 있다고 보고했습니다(작물 주기와 포기 크기에 따라, 몇 달 동안 m²당 수백 포기). 한편, Ptak, Wasieńko & Makula (2024)^B가 설명한 새로운 방식은 회전식 수직농장 시스템에서 m³당 597포기에 해당하는 수확량을 달성했다고 보고했습니다. 공간을 효율적으로 쓰는 것뿐 아니라, 이 사례들은 더 높은 광 이용 효율로 수직농장의 수확량을 더 늘릴 기회를 보여 줍니다. 연속 조명은 거의 일정한 광합성을 이끄는 것으로 나타났지만, 에너지 수요 증가와 광저해, 열 스트레스, 식물의 일주기 과정 교란 위험도 함께 따릅니다^A. 반대로 여러 챔버의 명암 체계는 각 작물 층에 충분한 일일 광량을 주면서 자원을 아끼고 운영 비용과 식물 및 장비의 스트레스를 줄입니다. 이런 방식은 수직농장의 수확량 장점을 유지하면서 에너지 수요를 줄일 가능성을 보여 줍니다.

농업 발전이 인류의 삶을 더 좋게 만들었다는 말에는 - 인구 증가, 식량 잉여, 기술 발전을 가능하게 했다는 점에서 - 동의할 수 있지만, 그 뒤를 이은 정착 문명이 낳은 더 넓은 건강·사회적 결과도 인정할 필요가 있다. 여기에는 수렵채집인 식단보다 줄어든 식단 다양성, 더 높은 인구 밀도와 가축과의 가까운 접촉으로 늘어난 감염병 전파, 사회 계층화, 조직적 분쟁 위험 증가가 포함된다. 이런 결과는 농업 자체에 본래 딸린 것이 아니라, 영구 정착과 함께 생겨난 사회 구조에서 비롯된 것이다.