- 코로나19로 식량 공급망의 중요성 인식 -

- 기술 발전으로 비용 하락, 수익성 증가 추세 -

코로나19로 인해 전 세계 식량 공급망이 붕괴됨에 따라 시스템 개선에 대한 요구가 커지고 있다. 식량 공급망 개선을 위한 방책으로 실내 농업에 대한 관심이 높아지면서 어느 때보다 관련 투자가 활발하다. 또한 인공지능, 머신 러닝, 조명 시스템 등 기술의 발전으로 효율성이 높아지는 반면, 비용은 하락하면서 실내 농업 기업들의 수익성이 개선되고 있는 중이다.

코로나19는 식량 공급망의 중요성을 인식하는 계기

코로나19는 전 세계 식량 공급망을 심각하게 붕괴시켰다. 국경 폐쇄는 식량 수입을 지연 및 차단했으며, 이주 농업 노동자들의 미국 입국이 막혀 농업 부문의 인력 부족 문제가 심화됐다. 식당과 학교의 카페 등은 팬데믹 기간 운영을 중단했기 때문에 소비자들은 음식 공급원으로 식품점을 선택해야 했다. 그런데 다수의 농산물 제공자들은 기존의 포장 방법 및 유통 경로의 차이에 적응할 수 없어 농작물을 폐기해야 했고 뉴욕타임스는 팬데믹으로 인해 미국 농산물 수천만 파운드가 낭비됐다고 추정했다.

이처럼 2020년, 식량 공급망 내의 많은 약점이 드러났다. 이에 대응해 개발자들은 식량 공급망의 복원력을 개선할 수 있는 실내 농업을 잠재적 해결 방법으로 봤다. 토마토의 경우를 예로 들자면, 미국은 2018년 26억 달러 상당의 토마토를 주로 멕시코에서 수입했는데, 통제된 환경에서도 잘 자라는 토마토를 실내 농업으로 재배한다면 머지않아 미국 내 토마토 수요를 수입에 의지하지 않고 전적으로 미국 내에서 충족시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다.

미국 실내 농업시장 동향

환경제어식 농업(Controlled Environment Agriculture)인 실내 농업은 첨단기술로 환경 요인을 조절하는 실내에서 농산물을 재배하는 방식이다. 실내 농업은 최첨단 하드웨어와 소프트웨어 기술을 통해 식물의 성장 과정을 통제하기 때문에 재래식 농업에 비해 높은 품질의 농산물을 얻고 생산성 향상을 기대할 수 있다. 또한 실시간 데이터 수집을 통해 농산물의 맛, 영양, 성장 시간을 최적화하도록 돕는 머신 러닝 알고리즘에 지속적인 피드백을 제공하기 때문에 데이터가 축적됨에 따라 시스템은 지속적으로 개선이 된다.

벤처캐피털(Venture Capital, VC)들이 지난 20여 년간 실내 농업에 투자했지만, 기술적인 문제로 인해 수익성 확보가 어려워 실내 농업 스타트업의 실패 확률이 높았다. 그 예로 각각 2017년, 2019년에 파산한 FarmedHere와 Plantagon를 들 수 있다. 그러나 기술의 가격 하락과 AI, 자동화의 발전으로 인해 수익성이 높아짐과 함께 실내 농업이 확산되고 투자자들의 관심도 증가하고 있다. 2019년 세계 실내 농업 시장은 1126억 달러 규모였다. 향후 5년간 연평균 2.5%씩 성장해 2025년에는 1312억 달러 규모가 될 전망으로, 미국은 실내 농업 시장을 선두하고 있다. 투자자들의 관심이 높아지는 가운데 2020년, 미국 내 실내 농업에 대한 VC는 41건이 일어났으며 투자 규모는 역사상 가장 높은 9억2900만 달러를 기록했다.

실내 농업 VC 동향

(단위: US$ 백만, 건)

자료: Pitchbook(2021)

실내 농업 스타트업들은 소비자에게 제품을 전달하기 위해 주로 광범위한 시설 구축, 소규모 지역 시설의 네트워크를 활용하는 두 가지 운영 전략을 이용한다. 농산물 수입을 대체하고 규모의 경제를 통해 이익을 늘리기 위해 AppHarvest와 Plenty는 각각 5억 달러 이상을 모금해 세계 최대 규모의 실내 농업을 건설했다. 실내 농장은 일반적으로 토지 비용이 비교적 저렴하지만, 여전히 도시 인구와의 접근성이 뛰어난 지역에 위치해야 한다. AppHarvest의 시설은 켄터키에 주로 소재하고 있으며 Plenty는 캘리포니아, 와이오밍, 워싱턴 전역에 시설을 갖추고 있다. Infarm, 80 Acres Farms와 같은 스타트업들은 도시 중심지에 더 가깝게 있기도 하다. 2021년 1월 기준 Infarm은 미국과 유럽 전역에 걸쳐 535개 도심 내 실내 농업을 운영하며 상추, 바질 등 잎채소와 허브 등을 재배하고 있다. 이 기업들은 소규모 시설들의 네트워크를 운영해 농산물을 지역 사회, 음식 사막*에 제공한다. 대규모의 실내 농업 시설은 규모의 효율성을 통해 운영 비용을 절감하고 각 지역의 시설을 통한 물류비와 운송비 절감, 신선도 극대화를 기대할 수 있다.

    주*: 음식 사막: 비싸지 않으면서 질 좋은 신선 식품을 사기 어려운 지역

주요 실내 농업 스타트업

(단위: US$ 백만)

자료: Pitchbook(2021)

실내 농업 기업은 지역에 따라 국가, 주 및 지방정부 수준에서 보조금, 세제 혜택을 받기도 한다. 예를 들어 미국 농무부는 실내 농가에서 사용할 수 있는 Specialty Crop Block Grant Program(SCBGP)와 같은 보조금을 최대 1600만 달러를 제공해 특산 작물 생산 경쟁력을 높일 수 있도록 지원한다. 메릴랜드는 도시농부들에게 재산세의 90%까지 세금 혜택을 제공하기도 한다.

실내 농업 스타트업 생태계 맵

자료: Pitchbook(2021)

최근 기술 동향

(인공 지능, 머신 러닝) 환경적인 변수는 농산물에 큰 영향을 미쳐 재배 기간, 영양, 맛을 좌우할 수 있다. 예를 들어 식물들은 보통 적당한 스트레스 아래에서 이상적인 특성을 갖기 때문에 전략적으로 적정한 양의 물이나 영양분을 줄여 더 질 좋은 식물을 생산할 수 있다. 인공 지능과 머신 러닝은 환경 조건이 식물의 성장에 영향을 미치는 방식을 분석해 온도, 영양소와 같은 조건을 최적화함에 따라 농작물 생산에 혁명을 일으킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다. 최근 스타트업 iUNU는 실내 농업용 인공 지능 및 비전 기술 개발을 위해 2710만 달러를 모금했다.

(조명 시스템) 전통 농업과 온실은 태양에 의존하지만, 실내 농업은 LED와 같은 조명 시스템을 사용해 최적으로 제어 가능하다. LED 시스템은 비용이 많이 들 수 있기 때문에 최근 기술 발전은 이를 보완하는 방향으로 나아가고 있다. UbiQD는 퀀텀닷(Quantum dot) 조명을 제공하는데, 이와 같은 신기술을 통해 작물의 특성을 개선함과 동시에 에너지 사용을 줄일 수 있다.

(로봇 공학 및 자동화 기술) 실내 농업에서는 파종, 수확 등 성장 과정 전반에 걸쳐 로봇과 자동화가 도입되고 있다. 시설은 기존 농장과 비교해 더 작고 예측이 가능하며, 전기 및 인터넷 연결 등과 같은 인프라에 쉽게 접근할 수 있기 때문에 자동화 기술을 도입하기 이상적인 환경이다.

주요 기업

(AppHarvest) 2017년 켄터키 모어헤드에서 설립됐으며 조명, 센서, 기타 정밀기술을 사용해 그린 하우스 내 수경재배를 하고 있다. 애팔래치아에 대규모 시설을 갖추고 있어 토지 비용이 낮고 하루 안에 미국 인구 70%에 도달할 수 있는 장점이 있다. 대부분의 실내 농업이 잎채소 재배를 주로 하는 반면, AppHarvest는 토마토를 주력으로 시작해 오이, 피망, 그 외 넝쿨 작물로 확장해 나갔다. 현재 세 번째 시설을 건설 중이며, 잎채소 재배를 주로 할 예정이다. AppHarvest는 60에이커의 그린 하우스에서 연간 2만3000톤의 토마토 재배할 것으로 기대되며, 이는 도매가격으로 약 5000만 달러에 해당한다. AppHarvest는 면적당 생산량이 토지와 비교해 약 22배 이상 높기 때문에, 같은 양의 토마토를 재래식 농사법으로 얻기 위해서는 1300에이커 이상의 토지가 필요하다. 2018년 이후 AppHarvest는 5개의 VC 거래를 통해 1억5900만 달러를 모금했다.

AppHarvest의 실내 농장 내부

자료: AppHarvest

(AeroFarms) 2004년에 설립돼 뉴저지 뉴왁에 기반을 둔 수직 농장 스타트업으로 잎채소, 허브, 새싹채소를 공중재배하고 있다. 머신비전과 인공지능, 머신러닝을 사용해 식물이 바람직한 속성을 가질 수 있도록 스트레스 레벨을 조절해 풍미가 높은 작물을 생산하는데 집중함으로써 차별화를 기하고 있다. 'Dream Greens'라는 브랜드로 레스토랑 및 아마존 프레시, 홀푸즈마켓, 숍라이트, 프레시디렉트 등 식료품점에 판매하고 있다. AppHarvest와 마찬가지로 AeroFarms는 대규모 설비를 통해 수익성을 달성하고자 한다. 현재 뉴왁에 4개 시설을 보유하고 있어 연간 약 200만 파운드의 수확을 할 수 있는 규모이다. 또한 아랍에미리트 아부다비의 9만 평방피트 규모의 수직 농장 및 R&D 시설과 버지니아 댄빌의 15만 평방피트 규모의 수직 농장의 최소 두 개의 초대형 시설 건설을 계획 중이다. AeroFarms는 7차례의 VC를 통해 최소 2억1450만 달러를 모금했다.

AeroFarms의 실내 농업 내부

자료: AeroFarms

전문가 의견 및 시사점

실내 농업은 지난 5년간 농업기술 부문 중 가장 빠르게 성장했으며, 산업이 성숙해짐에 따라 관련 투자는 더 가속화될 것으로 보인다. 코로나19를 통해 안정적 식량 공급원, 공급망의 중요성에 대한 인지도가 높아졌다. 식량안보, 농업 인구 감소 및 고령화로 인한 문제 해결을 위해 실내 농업으로의 전환은 자연스러운 수순으로 보인다. 우리 기업들도 실내 농업 관련 부문에 더 관심을 가지고 연구, 개발 및 투자를 통해 디지털 농업시대를 주도할 기술 혁신에 집중하는 것이 필요할 것이다.

스타트업인 iFarm의 CEO는 인터뷰를 통해 현재 우리는 농업기술 분야에 있어 흥미로운 시기로 특히 식품과 농업기술 부문에 더 많은 관심과 투자가 일어나고 있다고 있다고 말했다. 한 실내 농업 스타트업의 관계자는 현재 일어나고 있는 기후 변화는 선택할 수 없는 현상인 데 반해 우리는 항상 과일, 채소가 필요하기 때문에 일 년 내내 환경을 통제할 수 있는 실내 농업이 해결책이 될 것이라고 밝혔다. 한 환경 단체의 관계자는 실내 농업은 물 소비가 적고 배출량도 적기 때문에 더 지속성장이 가능하며, 이는 기후 변화 속도를 늦추는 데 도움이 될 수 있다고 전했다.

자료: Pitchbook, Crunch Base, Austin Technology Incubator, Forbes, Aerofarms, AppHarvest, KOTRA 달라스 무역관 자료 종합