식량위기 해결사로 나선 스타트업···첨단기술로 '농업혁명' 이끈다

[르포]농가 생산성 30% 껑충···최악의 식량위기 해법이 보인다

그린랩스의 스마트팜 '팜모닝'을 통해 재배되고 있는 오이 /사진=김휘선 기자 hwijpg@

우리나라의 식량자급률은 경제협력개발기구(OECD) 회원국 중 최하위권이다. 보리·밀·콩·옥수수 등 잡곡은 대부분 수입에 의존하고 있고 주식인 쌀조차 자급률이 떨어졌다.

올해 1~2월 중국산 쌀 수입량은 5만6667톤으로 전년 대비 54.5% 급증했다. 해를 거듭할수록 중국산 쌀 수입은 늘고 있다. 이들 식량의 해외 수입이 끊기면 3개월 안에 국민들이 먹을 것이 모두 바닥나는 초유의 사태가 벌어질 수 있다는 우려도 나온다.

특히 코로나19(COVID-19) 사태로 국가간 이동이 제한되면서 우리나라를 비롯한 세계 각국의 식량난은 더욱 위험에 빠졌다. 국제사회가 협력을 도모하고 있지만 선언적 회의만 이어질 뿐 실질적인 문제 해결은 요원하다.

이런 가운데 혁신적인 애그테크(AgTech)·푸드테크(FoodTech) 스타트업들이 '식량난 해결사' 역할을 하고 있어 주목된다. △스마트팜을 통한 생산성 증대 △대체식품 △버려지는 식품 업사이클링 등 3대 분야에서 활약하며 대안을 제시하고 있다.


"스마트팜 도입하니 생산량 30% 늘었다"

그린랩스의 스마트팜 솔루션 '팜모닝'을 도입한 이경주 해밀팜 대표가 비밀하우스에서 재배하는 오이를 만지고 있다. /사진=김휘선 기자 hwijpg@

스마트팜 솔루션 '팜모닝'을 운영하는 그린랩스는 농가에 디지털 바람을 불어넣으며 생산성 증대를 견인하고 있다. 2017년 설립된 그린랩스는 클라우드 기반 인공지능(AI) 농법으로 각 농장이 최적의 생육환경을 조성할 수 있도록 돕는다.

실제로 팜모닝을 도입한 충남 천안 농장 '해밀팜'의 이경주 대표는 "팜모닝을 통해 약 30% 생산성이 높아졌다"고 했다. 2017년 오이 농장을 시작한 이 대표는 지난해 8월 팜모닝을 도입한 뒤 스마트팜의 실효성을 체감했다.

그는 "단순히 온도나 습도 정보만 주는 것이 아니라 농업에 필요한 이슬점 온도나 수분 부족 등을 계산해서 알려주기 때문에 농사할 때 참고하기 좋다"며 "병충해 같은 환경적 제어도 이뤄져 농약 등 농자재를 아껴 쓸 수 있다"고 말했다.

그린랩스의 스마트팜 솔루션 '팜모닝' /사진=김휘선 기자 hwijpg@

이 대표는 150평의 비닐하우스 12개동 등 1800평 규모의 농장을 관리하고 있다. 농장 인력은 이 대표 부부를 비롯해 6명에 불과하다. 농장에 설치된 팜랩스(지능형 컨트롤 판넬)가 이 대표와 실시간으로 통신하며 농장 상황을 알려준다.

이 대표는 인터뷰가 진행되는 동안 바깥 기온이 기준보다 높다는 알림이 울리자 자신의 스마트폰을 통해 외부 스프링클러를 작동시켰다. 토독토독 비가 떨어지는 듯한 소리와 함께 비닐하우스의 내부 온도가 서서히 떨어졌다.

바깥바람이 강하게 불었을 때도 경고 알림이 왔다. 비닐하우스 문을 열고 닫는 게 자동화돼 있어 이 대표는 직접 농장을 돌지 않고 스마트폰 버튼 하나로 외부 환경변화에 대응할 수 있었다.

그는 오이를 재배하기에 적합한 최적의 생육 환경이 데이터로 확보돼 있고 '가장 잘 키울 수 있는' 이론적인 환경을 조성·유지하기 위해 여러 시도를 하다가 최종적으로 스마트팜을 도입하게 됐다고 설명했다.

"데이터 학습 가능한 3세대 스마트팜으로 발전해야"

이경주농가(스마트팜 솔루션 적용 농가) 르포기획 /사진=김휘선 기자 hwijpg@

그린랩스의 스마트팜은 2세대다. 1세대는 농장에 설치한 센서로 데이터를 보여주고 영농인이 그 값을 기초로 온도·습도 등 농사환경을 직접 설정한다. 2세대는 단순한 측정값을 넘어 빅데이터와 AI 기술을 기반으로 추천값을 제시한다.

상용화된 2세대 스마트팜은 그린랩스의 팜모닝이 최초다. 가입한 농가가 많을수록 다양한 데이터를 모을 수 있어 추천값이 더욱 정교해진다. 그린랩스는 5월말 기준 15만 농가회원을 확보했으며 연말까지 30만까지 늘린다는 계획이다.

이 대표는 "20년 농사를 지었어도 다른 작물을 키운다면 문외한이다. 이런 경험보다는 구체적인 연구와 데이터를 중시하는 농업인에게 스마트팜이 필요하다"며 "2세대를 넘어 데이터 학습까지 가능한 3세대 스마트팜으로 발전해야 한다"고 했다.

그는 스마트팜을 도입하더라도 농가 일꾼 확보는 앞으로 국내 농업이 풀어야할 과제라고 지적했다. 이 대표는 "스마트팜으로 인력구조를 최대한 줄였지만 인력난이 제일 문제다. 일꾼을 구하지 못해 효율적인 농장 운영에 어려움이 있다"고 말했다.


43만톤 맥주 찌꺼기가 새 먹거리로 '환골탈태', 비결은

'냉장고는 음식의 무덤'이라고 했던가. 환경부에 따르면 한 가정을 기준으로 구매한 음식의 25%가 음식물쓰레기 종량제봉투로 버려진다. 국내 음식물 쓰레기는 매일 1만톤(t)씩 나온다. 해외도 사정은 같다. 세계식량기구(FAO)에 따르면 전 세계 생산된 식품의 약 35%가 버려지며, 연간 10억톤(t)에 달한다. 이처럼 음식물 폐기물은 전세계 공통된 골칫거리다. 유엔(UN)이 "폐기된 식품만 적절하게 활용해도 전세계 기아 문제를 해결할 것"이라고 말할 정도다. 이런 가운데 최근 푸드 업사이클링 등의 신기술로 무장한 리틀 히어로(스타트업)가 이 문제의 해결사로 나서고 있다.

보리 부산물로 만든 대체 밀가루 ‘리너지 가루'/사진=리하베스트

◇썼던 식재료 다시 쓴다=푸드 업사이클은 한번 쓰고 남은 부산물이나 공급이 넘치는 식재료를 다시 가공해 사람이 먹는 식품으로 재가공하는 개념이다. 국내 대표적인 푸드 업사이클링 스타트업으로 '리하베스트'를 꼽는다. 맥주를 제조할 때 생기는 보리 부산물을 가루로 만들어 대체 밀가루인 '리너지 가루'를 생산한다. 이를 가지고 현재 오비맥주와 함께 에너지바인 '리너지바'를 제조·판매하고 있다. 맛이 일반 제품과 다를 게 없다는 평가를 받으면서 올 1분기 6000만원의 매출을 달성했다. 오비맥주는 이를 통해 환경부담금을 절감하는 효과도 누린다. 리하베스트에 따르면 국내에서 발생하는 맥주 부산물은 연간 43만톤에 달한다. 맥주 회사들이 매년 내는 환경부담금은 대략 280억원정도다.

소셜벤처 에스에스씨(SSC, Special System Capsule)는 자연 생분해가 가능한 친환경 캡슐커피와 차를 개발·판매한다. 에스에스씨에 따르면 가정이나 사무실에서 간단히 즐길 수 있는 캡슐커피가 인기를 끌면서 전 세계 매년 약 1000억개 이상 팔리고 있다. 문제는 커피 찌꺼기까지 그대로 들어 있는 상태에서 버려지는데 분리수거나 재활용 되지 않아 환경에 심각한 악영향을 미친다는 것이다. 에스에스씨는 쓰다 남은 옥수수 녹말이나 사탕수수 등 식용 곡물을 이용해 자연 생분해가 가능한 PLA 소재로 만든 뒤 이를 가지고 캡슐음료를 만든다.

이성배 에스에스씨 대표는 "캡슐음료는 적정 온도만 지켜지면 3개월, 아무 곳에나 버려져도 최소 10년 안에 썩는다"며 "어떻게 봐도 몇 백 년 걸려야만 썩는 플라스틱보다 낫다"고 말했다. 회사에 따르면 플라스틱 캡슐은 1㎏당 3㎏의 탄소가, PLA는 1㎏당 0~0.3㎏ 정도의 탄소가 발생한다. 이 대표는 "에스에스씨의 생분해 캡슐을 1년 간 하루에 2개씩 사용한다고 가정할 때 8㎏의 탄소 저감 효과가 있다"고 말했다. 이는 30년생 소나무가 1년간 흡수하는 탄소량과 같다.

◇AI·신소재로 음식물 쓰레기 줄여라=식재료 재활용과 함께 AI(인공지능)와 빅데이터, 신소재 기술 등을 접목, 음식물 쓰레기를 원천적으로 줄이거나 식품 유통기한을 늘리는 스타트업들도 있다. 미국 오리건의 푸드테크 기업 린패스는 카메라와 AI를 접목한 쓰레기 인지 기술을 개발했다. 쓰레기 투입구에 카메라가 달린 저울을 설치해 버려지는 식재료의 종류를 파악하고 무게를 잰다. 냉장고에 보관하다 버리는 것인지, 조리과정에서 손실된 재료인지, 먹다 남긴 음식인지 등을 AI가 분석한다. 이를 통해 무엇이 주로 버려지는지를 알아내고 이에 맞게 식재료를 알맞게 조절해 쓸 수 있도록 안내한다.

음식물 쓰레기 배출량이 모니터에 나타나고 있다/사진=린패스

어필 사이언스는 신선식품에 적용할 수 있는 '식용코팅막'을 개발했다. 농산물은 오래 두면 산소가 침투하고 수분이 증발하면서 표면이 갈색으로 물든다. 이런 산화과정을 얇은 보호막을 입혀 최대한 지연시킨 기술이다. 기존에 폐기됐던 식물껍질 등의 부산물에서 추출한 오일과 큐틴질 등 식용재료를 혼합한 뒤 과실류에 분사하는 방식이다. 이러면 유통기한이 평균 2~4배 길어진다. 그만큼 소매업장에 진열되는 기간이 늘어나면서 자연스레 폐기되는 농산물 양도 줄어든다. 현재 어필은 싱가포르 국부펀드인 GIC(2억5000만달러)와 세계은행(WB) 산하 IFC(International Finance Corporation, 3000만 달러)로부터 투자를 받아 기업가치가 10억 달러(약 1조1200억원)에 이른다.

국내 스타트업 중 '뉴처'도 신선식품 유통·보관 시 온도를 확인할 수 있는 콜드체인(저온유통) 안심 스티커'를 만든다. 상온에 노출된 시간이 길수록 스티커 후면 글씨가 선명해지는 원리다. 온도변화에 따라 투명해지는 나노필름을 응용했다. 롯데벤처스의 푸드테크 스타트업 특화 액셀러레이팅 프로그램인 '미래식단' 1기로 선정됐다.

상온(20℃) 노출 후 시간 경과에 따른 콜드체인 안심 스티커 변화, 한국화학연구원이 기술 이전했다/사진=화학연

차두원 한국인사이트연구소 전략연구실장은 "버려진 음식물을 재가공하거나 쓰레기가 아예 남지 않도록 하는 기술은 인류 먹거리의 지속가능성을 보장할 것"이라며 "아직 국내에선 푸드 업사이클링 스타트업이 많지 않은만큼, 이 시장을 키울 장기적 투자가 필요하다"고 강조했다.


키워서 잡아먹는 고기 'NO'···식탁 점령 나선 친환경 대체육

전 지구적 식량위기 해결수단으로 푸드 업사이클링과 함께 주목받는 분야가 대체식품이다. 첨단기술과 아이디어를 접목해 전통 식재료를 대체할 수 있는 지속가능한 새 먹거리를 만드는 것이다. 식물성 재료를 활용해 소고기, 돼지고기 등 육고기의 맛을 구현한 대체육이 대표적이다. 아예 세포 배양기술로 진짜 고기를 무한대로 생산하는 푸드테크 스타트업도 속속 생겨나고 있다. 뿐만 아니라 각종 소스부터 건강기능식품까지 대체식품의 영역은 빠르게 확산되고 있다. 머지 않은 미래, 우리의 식탁을 대체식품이 점령할 것이란 전망도 나온다.
육고기, 식물성·배양육으로 바뀐다…아기 유니콘에도 선정 투자업계에서 가장 눈여겨보는 대체식품은 대체육 시장이다. 환경 오염, 동물 복지, 식품 안전성 등을 이유로 수요가 빠르게 늘고 있어서다. 특히 지난해 발생한 코로나19(COVID-19) 사태는 대체육 시장이 급성장하는 계기가 됐다. 미국 육가공 공장들이 코로나19 확진자 증가로 가동을 중단하면서 미국인들이 육류 대신 대체육을 본격적으로 먹기 시작했기 때문이다.

대체육은 크게 △식물, 해조류 등에서 추출한 식물성 단백질 성분으로 만드는 식물성 고기 △동물 세포를 배양해 생산하는 배양육(인공고기) △식용이 가능한 곤충으로 나뉜다. 국내에서는 지구인컴퍼니와 바이오믹스테크가 식물성 고기 시장을 선도하고 있다. 국내 최초로 식물성 고기를 선보인 지구인컴퍼니는 서브웨이와 '얼터밋썹' 샌드위치를 내놓았고, 편의점 CU와 비건 도시락도 출시했다.

바이오믹스테크는 제육볶음, 떡갈비, 오징어링 등 10종의 포트폴리오를 갖춘 '그린정육점'을 운영 중이다. 지난 4월 업계 최초로 출시한 '비건 육포'는 실제 육포보다 맛있다는 평가를 받으면서 큰 인기를 끌었다. 덕분에 바이오믹스테크는 중소벤처기업부로부터 아기 유니콘에, 농림축산식품부의 그린바이오에 각각 선정되기도 했다. 투자업계에서 성장 가능성을 높게 평가받은 지구인컴퍼니와 바이오믹스테크은 최근 각각 100억원(시리즈B), 32억원(시리즈A)의 투자를 유치하는데 성공했다.

HN노바텍은 미역·다시마 등 해조류로부터 헴(HEME) 분자를 얻어 다양한 육류 대체식품을 만든다. '국민 횟감'으로 칭송받던 광어가 공급 과잉으로 폐기 처리될 위기에 놓이자 '광어 햄버거 패티'를 만들어 주목을 받기도 했다. 김양희 HN노바텍 대표는 "고기의 맛과 질감이 나도록 연육, 다시마 등의 수산물을 분자 단위로 쪼개 넣어 만들었다"며 "맛과 영양이 기존 육류 패티보다 우수한데다 열량도 낮아 다이어트 식품으로 각광받을 것"이라고 말했다.

노아바이오텍과 스페이스에프, 다나그린, 셀미트 등은 배양육을 개발하는 스타트업이다. 이르면 내년부터 본격적인 상용화에 나설 것으로 보인다. 배양육은 동물 사육 및 도축 과정을 거치지 않고 고기를 얻을 수 있다는 게 가장 큰 장점이다. 다만 아직 상대적으로 생산비용이 높은데다 인공고기에 대한 인식 부족과 안전성 우려 등이 단점으로 꼽힌다.

식용 곤충은 '벌레'라는 인식을 깨고 건강기능식품으로 조금씩 인정받고 있다. 퓨처푸드랩은 국내 대표 식용곤충 스타트업으로 유엔식량농업기구(FAO)에서 미래식량자원으로 주목받은 '밀웜'을 재료로 대체식품을 만들고 있다. 류시두 퓨처푸드랩 대표는 "고소애(밀원 분말)를 활용한 병원식이 암환자의 영양상태 개선과 면역력 향상에 효과가 있다는 것을 입증받은 뒤 판매가 크게 늘고 있다"고 했다.
대체식품 HMR도 출시..하반기 대체 우유도 출시대체식품은 고기뿐만 아니라 소스와 간식, 건기식, HMR(가정간편식) 등으로 영역을 넓혀가고 있다. 순식물성 대체식품을 개발하는 스타트업 더플랜잇은 최근까지 25종의 상품을 출시했다. 대표 상품은 순식물성 마요네즈인 '잇츠베러마요'로 최근 누적 판매량 20만개를 돌파했다. 최근에는 HMR 시장에도 진출해 순식물성 클렌즈 도시락 '잇츠베러 어스밀' 등 7종의 제품을 내놓았다.

더플랜잇의 올 하반기 야심작은 '대체 우유'다. 앞서 더플랜잇은 지난해 식물성 원료를 혼합해 우유 맛을 내는 MK믹스를 개발, 실크커피와 로열홍차 등 유제품을 선보였다. 하반기에는 관련 기술을 고도화해 대체 우유 '잇츠베러밀크'를 선보일 예정이다. 이 대체 우유는 다른 식물성 음료인 두유, 아몬드 우유, 쌀 우유와는 달리 젖소에서 나오는 실제 우유의 맛과 영양을 구현한 제품이다. 더플랜잇은 잇츠베러밀크를 기반으로 치즈, 아이스크림, 빵·과자 등 다양한 유제품과 음료를 선보일 계획이다.

회사 관계자는 "올해 크래커, 쿠키 신제품 뿐만 아니라 베이커리류까지 카테고리를 확장할 계획이다"며 "HMR 부문도 순식물성 원료로 만들어 영국채식협회 비건 인증을 획득했고, MZ세대들의 취향에 맞춘 다양한 맛의 제품을 출시할 예정"이라고 말했다.

더플랜잇의 잇츠베러마요