1. 기후위기와 대체식품, 푸드테크의 부상

■ 지난 ’22.2월 ‘기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)’는 ‘기후변화 2022, 영향과 적응 그리고 취약성(Climate Change 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability)’이라는 보고서를 발표했다. 보고서에서는, 현 추세대로 온실가스가 지속적으로 배출된다면 글로벌 식량안보에 위기를 초래할 수 있다고 경고했다. 기후변화로 인한 농업·어업·축산업을 영위하는 지역이 2050년까지 10%, 2100년까지 30%가 넘는 수준으로 감소할 것으로 전망했다. 또한 21세기 말까지 해양의 식물성, 동물성 플랑크톤이 각각 약 6%, 9% 감소하고 이로 인해 해양 먹이사슬 체계도 교란되어 수산자원이 최대 15.5%가 감소할 전망이다.

■ 대체식품의 개발과 대중화는 기후변화에 대응할 수 있는 여러 방안 중 최대의 효과를 거둘 수 있다고 분석되고 있다. 대체식품의 대표적인 상품인 식물성대체육(plant-based meat)의 온실가스 감축 효과는 친환경 시멘트의 3배, 친환경 건물의 7배, 전기자동차 등 온실가스를 배출하지 않는 차량의 11배 이상인 것으로 나타났다. 식물성대체육을 비롯해 곤충·해조류·미생물 기반 식품, 배양육 등 다양한 대체식품이 더 많이 개발·생산·유통될수록 기후변화 방지 효과 또한 커질 것으로 보인다. 또한 이러한 효과는 소비자들의 대체식품 선호도를 높이는 동인으로 작용할 수 있다.

2. 대체식품 시장 현황과 성장 가능성

단백질 추출 원료 및 생산 방식에 따라 다양한 종류의 대체식품이 생산되고 있다.

■ 현재 가장 대중화된 유형의 대체식품은 식물단백질 기반 대체식품이다. 두 번째로 보급이 활성화된 유형인 곤충단백질 기반 대체식품은 외관이 소비자들에게 다소 혐오감을 유발한다는 단점이 있다. 해조류단백질 기반 제품은 온실가스 배출량을 크게 감축시킨다는 장점이 있다. 이 외에도 미생물단백질 기반 대체식품, 배양육 등 새로운 유형의 대체식품이 등장하고 있고, 경제성과 시장성을 확보하기 위한 기술이 개발되고 있는 과정이다.

■ 대체식품 유형별 시장 규모와 비중, 성장률 전망을 살펴보면 2025년 기준 전체 대체식품 중 식물단백질 기반 제품이 시장에서 차지하는 비중이 78.9%로 압도적이다. 뒤를 이어 곤충단백질 기반 제품(13.6%), 해조류단백질 기반 제품(4.9%), 배양육(1.7%), 미생물단백질 기반 제품(0.8%)순으로 시장을 점유할 것으로 예상된다.

■ 장기적인 관점에서는 식물성 대체육보다 배양육의 성장세가 더 두드러질 것으로 전망된다. 비록 현재는 기술과 경제성 확보 측면의 과제가 남아있지만 2040년경에는 전 세계적으로 소비되는 육류의 약 35%를 배양육이 차지할 것으로 예상된다. 이는 기존 전통적 육류(40%) 소비와 큰 차이가 없는 수준이다.

3. 친환경 푸드테크의 부상과 관련 핵심 기술

■ 친환경 푸드테크는 농업, 어업, 축산업 및 식품 관련 산업에 다양한 종류의 4차 산업 기술을 접목시켜 식품의 생산, 가공, 유통, 소비 등 가치사슬 전반에 걸쳐 새로운 혁신을 창출하면서 동시에 직간접적으로 온실가스 배출량을 줄이고 기후위기 극복에 기여하는 기술을 의미한다.

■ 농업, 어업, 축산업, 식품산업에 걸쳐 친환경 푸드테크에 포함되는 기술들은 매우 다양하다. 또한 특정 기술 하나가 독자적으로 활용되기보다는 다양한 관련 기술들이 접목되어 기후 위기에 대응하는 시스템을 구축한다고 볼 수 있다. 본 고에서는 식품산업의 밸류체인에서 가장 중요하다고 판단되는 분야와 여기서 활용되는 친환경 푸드테크 대표 기술들을 소개하고자 한다.

배양육, 지속가능한 지구 환경을 만들어갈 인공고기

■ 배양육은 동물의 특정 부위에서 세포를 떼어내고 근육줄기세포를 채취 후 배양액에 담그는 방식으로 생산한다. 배양액은 주로 소의 태아에서 추출하는 소태아혈청이 쓰이는데, 이 혈청은 근육줄기세포를 성장시키는 기능을 한다. 현재 소태아혈청의 1리터당 가격은 70만 원에 달해 생산 원가를 지나치게 높이고 결국 배양육 시장이 형성되기 어렵게 만든다. 배양육이 대량생산되고 전 세계적으로 유통, 상용화되기 위해서는 결국 소태아혈청을 대체할 배양액을 개발해야 하는 상황이다. 미국, 네덜란드, 이스라엘에 이어 올해 초 한국 기업도 무혈청 배양액을 개발하는 데에 성공해 배양육 상품화 전망을 밝게 했다. 이 배양액의 제조 비용은 소태아혈청 비용의 수백분의 1에 불과하다. 뿐만 아니라 기존 배양액보다 세포를 최대 2.5배 빠르게 성장시킨다. 생산 원가와 생산 속도 두 마리 토끼를 잡는 셈이다. 세포 배양 과정을 가속화, 효율화하는 기술이 발전함에 따라 배양육 시장의 성장 속도도 빨라질 것으로 전망된다.

■ 비용 문제 외에도 배양육이 가진 한계점은 고기의 크기, 결 등을 원하는 대로 구현하기 힘들다는 점이었다. 하지만 이 문제도 3D 바이오프린팅 기술의 발전으로 해결될 가능성이 높아지고 있다. 현재 배양육은 작은 세포들을 합치고 다지는 과정을 거쳐 덩어리 형태로 생산된다. 반면 3D 바이오프린팅 기술을 활용하면 3D프린터로 세포를 쌓아 원하는 형태의 결과물을 만들어 기존의 방식보다 정밀도와 균일도를 높일 수 있다. 이에 더해 맛, 식감, 향 등을 실제 고기와 유사한 수준으로 구현할 수 있으며, 대량생산 가능 시기도 앞당길 수 있다. 무혈청 배양액 개발과 3D 바이오프린팅 기술은 배양육 시장 형성 및 확대, 더 나아가 푸드테크를 통한 온실가스 감축 효과에 있어 핵심적인 역할을 할 것으로 전망된다.

스마트팜, 첨단기술의 집합체

■ 대체식품은 인간의 먹거리를 바꿈으로써 온실가스를 줄이고 지속가능한 환경을 만드는 것이다. 한편 스마트팜(smart farm)은 식량과 식품의 생산 및 가공 방식과 인프라를 효율화, 정교화하는 방식으로 기후변화대응에 기여할 수 있다. 스마트팜은 쉽게 이야기해 인간의 지능을 탑재한 혹은 인간보다 훨씬 더 뛰어난 지능이 자동화되어 작동·운영되는 농장이다. 스마트팜이 운영되기 위해서는 다양한 첨단 기술의 조합이 필요하다. 우선 사물인터넷(IoT) 기술은 스마트팜의 수많은 설비, 장치에 적용되어 센서기능을 수행한다. 실시간으로 날씨의 변화와 재배식물의 상태를 기록한 데이터를 수집, 공유, 전달되게 만든다. IoT 센서들은 인공지능(AI)기술과 결합되어 재배식물의 품질과 스마트팜 운영 효율성을 제고시킬 수 있다. 또한 AI기술을 통해 농장을 관리하는 사람이 없어도 상호 연결된 스마트팜의 각종 설비와 장치가 스스로 상황을 인지하고 재배 과정에 필요한 의사결정을 내린다. 즉 인간의 두뇌보다 더 뛰어난 시스템이 중앙 제어 기능을 수행한다.

■ 스마트팜은 점점 더 진화하고 있다. 기존에 일반적으로 알려진 비닐하우스에 ICT 기술을 도입한 것이 발전초기 단계의 스마트팜이라면 이제는 ‘밀폐형 스마트팜’이 세계 곳곳에서 개발, 도입되고 있다. 밀폐형 스마트팜은 ‘식물공장’이라고도 불리는데, 자연 태양광이 필요 없다는 장점이 있다. 인공 태양광과 자동 급수 장치를 통해 식물에 필요한 영양분을 제공하기 때문에 자연 현상에 의한 제약조건이 덜하고 관리가 용이하다. 또한 이 식물공장에 로봇 기술이 적용된 각종 장치가 인간의 팔, 다리, 몸 기능을 수행한다. 로봇기술과 앞서 언급한 IoT, AI 및 기타 ICT 기술이 접목되어 최첨단 스마트팜이 완성된다. 각종 장치 작동에 필요한 전력을 스마트팜 건물 내에 설치된 태양광 패널로부터 공급받도록 설계, 건축되는 식물공장도 있다. 결국 스마트팜은 수많은 기술의 집약체임과 동시에 친환경적 시스템 기반 운영을 통해 온실가스 배출을 줄이는 데 큰 역할을 할 수 있다. 또한 전통 농업 시스템과 비교했을 때 물 소비량을 95% 줄일 수 있다고 한다. 뿐만 아니라 운영 시스템이 효율적으로 잘 갖춰진 일부 식물 공장에서는 작물 재배가 1년 365일 이뤄지며 일부 작물은 파종부터 수확까지의 기간이 40일 밖에 걸리지 않는다고 한다. 동일 작물을 일반 농지에서 수확했을 때보다 생산성이 크게 발전하는 것이다.

■ 식물공장(밀폐형 스마트팜) 설계 및 운영기술이 발전할수록 도시 농업이 다시 활성화될 여지도 크다. 도시농업은 원래 도시 주택의 옥상이나 공터를 활용해 로컬푸드를 생산하는 방식의 농업을 의미했다. 현재는 식물공장 기술이 발전하면서 전 세계적으로 도시 한복판의 마천루에서 이를 운영하는 것이 가능해졌다. 이처럼 식물공장을 활용한 도시 농업을 통해 이른바 ‘푸드 마일리지’(food mileage)를 크게 감소시켜 탄소 배출 절감에 기여할 수 있다. 푸드 마일리지란 1994년 영국 환경운동가 팀랭(Tim Lang)이 창안한 것으로, 음식재료가 생산, 운송, 소비되는 과정에서 발생하는 환경 부담의 정도를 나타내는 지표이다. 식품 수송량(t)에 생산지로부터 소비지까지의 수송거리(㎞)를 곱한 숫자로 산출되며 푸드 마일리지가 높다는 것은 식품 운반의 긴 이동 거리로 인해 트럭, 선박, 비행기 등의 탄소배출량이 많다는 뜻이다. 한국의 서울 사례를 가지고 분석한 연구 결과에 따르면, 서울시에서 도시농업이 가능한 공간인 51.15㎢에서 대표 작물 12종류를 재배할 시 기존의 작물 수송과정에서 발생하는 이산화탄소 11,663,979kg이 저감되는 효과를 거둘 수 있다고 한다. 뿐만 아니라 일반적으로 작물이 최종 소비지까지 운송되는 과정에서 신선도를 유지하기 위해 살충제, 방부제 등이 다량 사용되는데 이러한 농약류에서 발생하는 탄소도 절감할 수 있다.

4. 대체식품 및 친환경 푸드테크 분야 주요 기업 동향

■ 전 세계적으로 대체식품 및 푸드테크 분야에서 많은 기업이 혁신의 바람을 일으키며 등장하고 있다. 새로운 시장인 만큼 여러 스타트업들이 투자를 받고 비약적인 성장을 거두고 있는데 그중 단연 돋보이는 기업들을 소개하고자 한다.

유망한 스타트업들이 등장하며 큰 주목을 받고 있다.

■ 우선 식물단백질 기반 대체식품의 대표기업은 ‘비욘드미트(Beyond Meat)’이다. 비욘드미트는 지구 온난화와 동물들의 삶을 개선하려는 목적을 가지고 2009년에 설립됐다. 비욘드미트는 100% 식물성 단백질 성분으로 구성된 단백질을 사용해 ‘대체육류’를 생산하고 있다. 식물성 단백질은 콩, 버섯, 호박 등에서 추출한 후 효모와 섬유질 등과 함께 배양해 일반적 고기의 향과 식감을 구현한다. 생산된 식물성 대체육은 KFC, 서브웨이, 칼스 주니어, 던킨 도너츠 등의 프랜차이즈와 테스코, 홀푸드, 세이프웨이 등의 도소매 업체에 납품된다. 비욘드미트는 2019년 나스닥에 상장되기도 했다.

■ 식물단백질 기반 제품이 현재 대체식품의 주류를 이루고 있지만 미래에 비약적인 성장을 할 것으로 전망되는 배양육 분야에서도 유망한 스타트업이 등장하고 있다. 그 중 주목해야 할 기업은 ‘알레프팜스(Aleph Farms)’이다. 지구온난화를 막고 지속가능성을 장기화하며 언제 어디서든 모두에게 양질의 영양을 조건 없이 제공한다는 비전을 가지고 2017년에 설립됐다. 알레프팜스가 소의 세포를 배양시켜 생산하는 인공 소고기는 스테이크와 같은 복잡한 모양, 질감, 맛을 거의 유사하게 구현함으로써 육류의 미래를 제시하고 있다는 호평을 받고 있다. 최근에는 한국의 대표 식품기업인 CJ제일제당도 알레프팜스에 투자했다. 알레프팜스는 시리즈 B 펀딩을 통해 1억 500만 달러를 조달했다. 중동 최대 벤처 투자 플랫폼인 L커터튼(L Catterton)과 아부다비 국부 펀드인 디스럽트AD(DisruptAD)의 성장형 펀드 등이 주도해 시리즈 B 펀딩을 집행했는데 여기에 CJ제일제당도 참여한 것이다.

■ 스마트팜 분야에서도 혁신적인 기술력을 바탕으로 미래를 선도하는 기업들이 있다. 대표적인 기업으로 스타트업 ‘플렌티(Plenty)’를 꼽을 수 있다. 플렌티는 스마트팜 중에서도 ‘수직농업’을 도입한 기업으로 유명하다. 플렌티가 운영 중인 수직농장에서는 첨단 기술을 도입하여 1년 내내 기후에 영향을 받지 않고 농작물을 재배할 수 있으며 수직으로 높게 설치된 재배 장치를 설치해 넓은 토지 없이도 높은 생산량을 자랑한다. 세계 최대의 유통기업 월마트(Walmart)를 비롯해 아마존(Amazon), 알파벳(Alphabet), 소프트뱅크(Softbank) 등 글로벌 빅테크 기업들도 플렌티에 투자를 집행했다. 2014년에 창업한 이래로 올해까지 누적투자금액이 9.4억 달러를 넘어서는 등 기염을 토하고 있다.

한국 대기업들도 앞다투어 대체식품 및 친환경 분야에 진출하고 있다.

■ 국내외 유망한 대체식품 및 친환경 푸드테크 분야 스타트업들이 급격히 성장하고 있는 가운데, 한국 대기업들도 대체식품을 비롯한 푸드테크 분야에서 앞다투어 투자하고 있으며 관련 사업 확장에 드라이브를 걸고 있다.

■ 여기에는 기존에 식품 사업을 영위하던 기업들이 주축이 되고 있지만 신성장 동력 사업분야로 대체식품, 푸드테크를 선정한 대기업들도 있다. 또한 대기업들과 국내외 스타트업 간 다양한 방식의 협력, 파트너십도 체결되는 중이다. 이러한 상황을 고려했을 때 이미 대체식품 및 친환경 푸드테크 시장 선점을 위한 대기업들의 각축전이 벌어질 것으로 전망된다.

5. 대체식품과 친환경 푸드테크의 성장·발전을 위해 풀어야 할 숙제

■ 대체식품 시장의 성장과 친환경 푸드테크의 발전은 온실가스 감축과 글로벌 식량안보위기를 타개하는 데 있어 매우 중요한 역할을 할 것이다.

■ 그러나 이러한 트렌드가 단기간 유행했다가 급격하게 발전 동력을 잃을 가능성도 배제할 수 없다. 대체육 분야의 리딩 기업인 비욘드미트의 성과가 최근 크게 하락했고 중국시장 진출 성적표도 좋지 못했다. 이를 두고 식물기반 육류를 비롯한 대체식품 시장의 급격한 성장이 최근의 전 세계적인 경제 위기에 직면하면서 크게 둔화되고 기존의 장밋빛 성장 전망이 과도했던 것이 아니냐는 우려가 커지고 있다. 미국의 상황과 같이 한국 역시 대체식품과 푸드테크 시장의 성장 동력이 약화될 수 있기 때문에 관련 기업과 정부는 적극적인 사전 조치가 필요하다.

■ 경제위기 이슈와는 별개로 주체들 간의 이해관계 조율 문제가 핵심이다. 기존 축산업 종사자 및 관계자와 대체육 생산 기업 및 관계자 간 갈등이 점차 심화될 가능성이 있다. 가장 이상적인 해결 방법은 기존 육류 시장의 주체인 축산업계가 적극적으로 대체육, 배양육 산업에 참여하는 것이다. 가장 중요한 해결과제는 기존 축산농가도 대체육, 배양육을 생산할 수 있도록 기업과 정부가 협력하여 대체육, 배양육 생산 기술 및 시스템을 제공, 교육하는 것이다.

■ 친환경 스마트팜 개발 및 도입 과정에서도 기존 농업 종사자의 인식을 개선할 필요가 있다. 딜로이트가 친환경 농업 분야에서 가장 앞서 나가고 있는 EU 지역의 농업종사자를 대상으로 실시한 설문 조사에 따르면 약 70%의 농업 종사자들이 친환경 스마트팜에 대해 알고 있으며 큰 관심이 있다고 답했다. 하지만 친환경 스마트팜을 구축하는 데에 들어가는 비용이 너무 크고 경제적인 이익이 크게 개선되지 않을 것이라는 인식 때문에 스마트팜 도입을 꺼려한다는 결과가 나왔다. 실제로 여러 연구가 친환경 스마트팜 도입에 따라 농업 종사사들의 수익이 장기적으로 높아진다는 것을 보여줬음에도 불구하고 약 2~4년간 혹은 그 이상의 투자비 회수 기간 때문에 아직까지 농업종사자가 느끼는 인식은 그렇지 않은 것이다.

■ 한국 역시 영세농, 고령층 농업종사자 비율이 높은 편이기 때문에 친환경 스마트팜 도입에 심리적 장벽이 더 높을 수 있다. 정부와 스마트팜 관련 기업들은 이들을 지원함과 동시에 청년 농업종사자를 육성하여 친환경 푸드테크 산업의 발전을 가속화해야 할 것이다.

작성: 딜로이트안진 회계법인 김병삼 파트너