친환경 농업과 스마트팜에 대한 관심이 높아지면서 미국 무토양(Soilless) 재배 시스템 시장이 빠르게 성장하고 있다. 무토양 재배는 전통적인 토양 대신 수경재배 등 대체 방식을 통해 작물에 필요한 영양소를 공급하는 방식이다. 따라서 기후 변화, 해충, 병해로부터 작물을 보호하고 토지와 물 사용을 최소화할 수 있다는 점에서 주목받고 있다. 특히 도시화로 경작지가 부족한 대도시를 중심으로 첨단 무토양 수직농업이 확산되는 추세다.

최근 건강한 식생활에 대한 관심이 높아지면서, 소비자들은 인근 지역에서 재배된 신선한 농산물과 무농약·유기농 식품을 선호하는 경향이 뚜렷해지고 있다. 무토양 재배는 계절이나 기후와 관계없이 연중 안정적인 생산이 가능하고, 살충제 사용이 적어 건강한 식품 공급원으로 각광받고 있다. 미국 내 무토양 재배 시스템은 이러한 소비자 트렌드와 농업 환경 변화, 그리고 첨단 기술 도입에 힘입어 빠르게 확산 중이다. 스마트팜, 수직농장, 자동화 재배 시스템 등 다양한 혁신 기술이 개발되며, 생산성 향상과 자원 효율화, 노동력 절감 등 농업의 미래를 이끌고 있다.

북미 무토양 재배 시장 규모 및 주요 특징

최근 몇 년간 무토양(Soilless) 재배 시스템 시장은 빠른 성장을 보이고 있다. Market Intellect Research 보고서에 따르면, 무토양 재배 시장 규모는 2024년 128억 달러에서 2033년에는 254억 달러에 이를 것으로 예상하고 있다. 내년 2026년부터 2033년까지 연평균 8.5%의 꾸준한 성장세를 보일 것으로 전망하고 있다. 무토양 재배 시스템은 물과 영양분 관리 효율성, 작물 수확량 증대, 인건비 절감 등 다양한 이점을 제공하며, 유기농 및 현지 생산 식품에 대한 소비자 수요 증가도 시장 성장에 기여하고 있다.

<2026~2033년 무토양 재배 시장 규모>

[자료: Market Research Intellect]

대표적인 무토양 재배 방식으로는 수경재배, 에어로포닉스, 기질 배양, 아쿠아포닉스, 컨테이너 기반 재배 등이 있다. 

▶ 수경재배(Hydroponics)는 무토양 재배 방식 중 가장 널리 활용되는 시스템이다. 2024년 기준 전체 시장 매출의 약 절반을 차지하며 시장 성장을 견인하고 있다. imarc 보고서에 따르면, 2033년까지 시장 규모는 현재 약 65억 달러에서 95억3000만 달러로 확대될 것으로 전망된다.  수경재배는 높은 수확량과 물·영양분의 효율적 사용이 가능해 상업용 온실 및 수직농장(vertical Farm)에서 널리 활용되고 있으며, 관련 장비 및 기술 수요도 동반 증가하고 있다. 

▶ 에어로포닉스(Aeroponics)는 Allied Market Research에 따르면, 2025년 시장 규모가 약 7억5940만 달러에 이를 것으로 전망된다. 아울러 2025년~2035년까지 연평균 성장률이 25.5%에 달할 것으로 예상라고 있다. 최근 실내 농업 분야에서 에어로포닉스의 도입이 빠르게 늘고 있으며, 특히 허브와 마이크로그린(microgreens) 재배 부문에서 가장 두드러진 성장세가 기대된다.

▶ 기질 배양(Plant substrate culture)은 토양 대신 다양한 재배용 매질(서브스트레이트, substrate)을 활용해 작물을 키우는 방식이다. 이때 서브스트레이트는 식물 뿌리를 지지하는 역할을 하며, 동시에 수분과 영양분을 공급하고, 뿌리 발달에 필요한 산소도 제공한다. 대표적으로 코코넛 섬유, 펄라이트, 버미큘라이트, 피트모스, 암면, 모래, 톱밥, 쌀겨 등 여러 재료가 사용된다. 북미 기질 배양 시장은 Verified Market Report에 따르면, 2024년에 약 42억~51억 달러로 평가됐으며 2033년까지 68억~123억 달러에 이를 것으로 예상된다.

<양식업과 수경재배를 결합한 아쿠아포닉스 재배>

[자료: KODMA KOI Farm]

▶ 아쿠아포닉스(Aquaponics)는 양식업과 수경재배를 결합한 지속 가능한 농업 시스템으로, 물 소비와 폐기물 발생을 크게 줄일 수 있어 친환경 생산 방식으로 주목받고 있다. 이 시스템은 수경재배와 유사해 보일 수 있지만, 식물에 필요한 영양분을 살아있는 물고기 수조에서 공급받는 것이 특징이다. 북미는 2024년 기준 아쿠아포닉스 시장에서 가장 높은 점유율을 차지하고 있으며, Grand View Research에 따르면, 미국 아쿠아포닉스 시장은 2023년 2억170만 달러에서 2030년 4억3250만 달러로 성장할 것으로 예상되며, 2024년부터 2030년까지 CAGR은 11.5%에 이를 것으로 예상된다.

▶ 컨테이너 기반 재배(Container-based cultivation)는 자동화, 공간 효율성, 환경적 지속가능성을 결합한 현대 농업 방식으로, 도시 내 유휴 공간에서도 연중 신선한 농산물 생산이 가능하다. 첨단 제어 시스템과 LED 조명, 스마트 관리 기술을 활용해 생산성을 높이고, 물과 에너지 사용을 크게 줄일 수 있다. 도심형 스마트팜, 실내농장 등 다양한 분야에서 활용이 확대되고 있으며, 레스토랑, 학교, 병원 등에서 자체적으로 신선한 농산물을 재배하는 사례가 증가하는 추세다.

< 대표적 무토양 재배 방식 및 특징>

[자료: 워싱턴DC 무역관 자체 조사]

미국 내 무토양 재배의 대표적인 업체로는 AeroFarms(에어로팜스), Crop One Holdings(그롭 원 홀딩스), Plenty(플렌티), Freight Farms(프레이트 팜스), Rise Gardens(라이즈 가든스) 등이 있다. 먼저 AeroFarms(에어로팜스)는 세계 최대 규모의 상업용 수직 농장 중 하나로, 약 7만 5000㎡의 실내 재배 공간에서 연간 약 900톤의 채소 생산하고 있다. 또한 Crop One Holdings(그롭 원 홀딩스)는 기술 중심의 실내 수직농업 기업으로 효율적 수경재배 환경 구축, 물 절감, 생산성, 자본 효율에서 업계 선두를 달리며 글로벌 확장 중인 대표적인 수경재배 기업이다. Plenty(플렌티)도 캘리포니아 기반의 대형 수직 농장 기업으로, 자체 개발한 LED 조명과 환경 제어 기술을 통해 품질과 생산성을 극대화, 투자 유치와 기술 혁신을 바탕으로 미국 내 수직 농업 시장 선도하고 있다. 그 외 Freight Farms(프레이트 팜스)도 컨테이너를 활용한 모듈형 수직 농장 시스템을 제공하고 있으며, Rise Gardens(라이즈 가든스)도 가정용 수경재배 시스템을 개발해 소비자가 집에서도 신선한 채소를 직접 재배할 수 있도록 하고 있다.

<미국 내 무토양 재배 대표 업체 및 특징>

[자료: 워싱턴DC 무역관 자체 조사]

미국 내 무토양 재배 시장 트렌드 및 정부 지원

무토양 재배는 재배 절차가 간소화되고, 시설 및 운영 관리가 용이해지면서 자동화·현대화 방향으로 발전하고 있다. 기술 발전 및 혁신을 통해 인공지능, 머신러닝, 로봇 등 첨단기술이 통합돼 생산성, 효울성, 품질 관리가 크게 향상되고 있다. 컨테이너 기반 재배 시스템 업체 B 씨는 KOTRA 워싱턴 D.C. 무역관과의 인터뷰에서 "자사 제품인 GROWSPEC BioCube Container 5.0 (GS-AERO Ponics)의 경우 상업용 및 연구용으로 설계된 시스템으로 연간 최대 2톤의 프리미엄 딸기 생산이 가능하며, 도시와 가까운 곳에서 재배해 신선도를 극대화하고, 소비자에게 더 빠르게 공급할 수 있다”고 말했다. 또한 지속 가능성을 위한 물 절약, 농약 및 비료 사용 감소, 연중 생산 등 친환경적 요소도 강조했다. 

또한 소비자 중심의 가정용 수경재배 기기 시장에서 높은 인기를 얻고 있다. 대표적으로 Rise Gardens와 Gardyn과 같은 브랜드는 모듈형 홈 스마트팜을 통해 일반 가정에서도 손쉽게 채소, 허브, 과일 등을 연중 재배할 수 있도록 지원한다. 예를 들어, Rise Gardens의 제품은 자동 급수 및 조명 시스템, Wi-Fi 앱 제어, 공간 절약형 디자인 등을 갖추고 있어 주방이나 거실, 심지어 작은 공간에서도 설치가 가능하다. 커뮤니티 가든, 옥상 농장 등 도시와 주변 교외에서 식량을 재배, 가공 및 유통하는 도시 농업이 유행함에 따라, 도시 경계 내에서 식량을 생산할 수 있는 공간과 효율성을 극대화 할 수 있는 수경재배 및 도시 농업 기술 사용 또한 증가하고 있다. 

미국 정부는 지원 프로그램을 통해 지역 식품 시스템과 지속 가능한 농업을 개선하기 위해 실내 농업을 장려하고 있다. 미 농무부(USDA)는 Farm Service Agency(FSA)와 Rural Development 등 다양한 채널을 통해 저리 융자와 보조금을 제공한다. 또한 농업서비스청(FSA), 신규 농업인 지원 프로그램(BFRDP) 등 다양한 정부 지원 프로그램이 있다. 이들 프로그램은 농업 경영체로 등록된 수직농장에 대해 저리 융자, 세금 감면, 기술 지원, 교육 및 컨설팅 등 실질적 혜택을 제공한다. FarmRaise와 Farmers.gov는 농업인들이 보조금, 대출, 기타 자금 지원 프로그램을 쉽게 찾고 신청할 수 있도록 돕는 검색형 데이터베이스를 제공하며, 이들 플랫폼은 농장의 규모, 위치, 경영 목적, 필요 자원 등 다양한 조건에 맞춰서 맞춤형 지원 정보를 제공하고 있다.

또한, 일부 주에서는 세제 혜택, 기금 융자, 스마트 팜 기술 도입 지원 등 다양한 인센티브를 제공하고 있다. 이러한 연방 및 주정부 차원의 지속가능 농업 확산 정책이 시장 성장의 촉진제로 작용하고 있다. 예를 들어, 버지니아주는 2024년 새로운 법안을 통해 실내 수직농장 등 제어환경농업(CEA) 시설의 농업 장비에 대한 재산세 면제 또는 감면을 허용하고 있으며, 2023년에는 CEA 시설 건설에 사용되는 품목의 판매세도 면제하는 법안이 통과돼, 기존 전통 농업과 동일한 세제 혜택을 제공하고 있다.

시사점

대학에서 수직 농업을 연구하는 연구원 A씨는 KOTRA 워싱턴 D.C. 무역관과의 인터뷰에서 “30층 규모의 고층 수직 농장에서 5만 명이 먹을 수 있는 식량을 생산할 수 있다.”며, 도시화와 기후 변화, 자원 고갈에 대응하는 대안으로 수직 농업의 확장 가능성을 높게 평가했다. 또한 업계 전문가들은 '수직 농업은 빅데이터, 인공지능, IoT 등 첨단 기술과 결합해 생산성과 품질을 동시에 높이고 있다.'고 평가한다. 

미국 무토양 재배 시장은 기술 혁신과 도심 농업 수요, 식량 안보 강화 요구에 힘입어 지속적으로 성장하고 있다. 특히 스마트 팜 기술을 활용한 자동화 시스템, 교육·공공기관 중심의 맞춤형 솔루션 수요가 증가함에 따라, 실질적인 시장 기회가 창출되고 있다. 이러한 변화는 단순한 기술의 진보를 넘어, 지속가능한 미래 농업의 방향을 제시하고 있다.  계절의 제약 없이 1년 내내 작물을 재배할 수 있는 시대가 열린 것이다. 

하지만, 무토양 재배의 많은 장점에도 불구하고, 무토양 재배 산업은 높은 비용 구조로 인해 최근 구조조정이 이어지고 있다. 이에 따라 수익성 확보를 위해 저가 잎채소에서 토마토, 허브, 식용꽃  프리미엄 딸기 등 고부가가치 작물로 품목 전환이 진행되고 있다. 향후에는 소형화된 재배 시스템, 자립형 운영 모델, 고부가가치 작물 중심의 품목 전략 전환이 필수적인 방향이 될 것으로 전망 된다. 

미국 내 무토양 재배 시스템은 소비자 수요, 환경 변화, 기술 발전이 맞물리며 시장이 빠르게 성장하고 있으며, 앞으로도 지속적인 확장이 기대된다. 우리 기업은 무토양 재배에 필수적인 LED 조명, 환경 센서, 양액제, 제어 시스템 등 수경재배 시스템 시장 모니터링을 퉁해 미국 시장 진출 기회를 모색을 할 필요가 있다. 아울러 학교, 병원, 군시설 등 공공기관을 대상으로 하는 B2G 맞춤형 파트너십 추진하는 방향으로 미국 무토양 재배 시장에서 비지니스 기회를 확보할 수 있을 것으로 기대된다. 

자료: Market Reserch Intellect, iMarc, Allied Market Research, Grand view Research, Verified Market Report, USDA, Vertical Farm Daily, KOTRA 워싱턴DC 무역관 자체 조사 및 자료 종합