본 절에서는 유럽, 미국, 일본의 식물공장 현황을 소개한다. 유럽의 경우, 대형유리온실에서 태양광에 인공광을 보광하여 식물공장을 운영하고 있으며, 스웨드포닉(Swedeponic) 식물공장 시스템과 재배상 자동이동시스템 (MGS, mobile gulley system)이 표준화되어 사용되고 있다. 미국의 경우 채산성 문제와 사회적인 여건상 식물공장에 대한 연구가 활발하지 않았으냐, \(1980\)년이후 식물공장의 대한 연구가 서서히 진행되고 있다. 마지막으로 일본은 식물공장의 시작은 유럽과 미국에 비해 늦었지만 정부의 지원이 적극적이기에 연구가 활기를 띄고 있으며, 완전제어형과 태양광을 병용하는 부분제어형의 식물공장이 운영되고 있는 실정이다.
<h2>유럽의 식물공장 현황</h2><p>시설하우스 강국 네델란드를 중심으로 유럽에서는 대부분 대형유리온실에서 태양광에 인공광을 보광하여 식물공장을 운영하고 있다. 1957년 식물공장의 기원이 된 덴마크의 크리스텐센 농장의 균일한 육묘생산 시스템 개발이후 식물공장에 대해 많은 연구개발이 이루어졌다. 스웨덴의 Agritech Inovation A사에서 개발한 스웨드포닉(Swedeponic) 식물공장 시스템과 벨기에의 Hortiplan사에서 개발한 재배상 자동이동시스템 (MGS, mobile gulley system)이 표준화되어 유럽전역에서 실용화되고 있다. 스웨드포닉 방식은 \( 1 \mathrm{~ha} \) 면적의 식물공장에 폭 \( 25 \mathrm{~m} \), 길이 \( 141 \mathrm{~m} \) 규모의 라인을 2개 설치하여 실제 재배면적이 \( 7,000 \mathrm{~m}^{2} \) 정도 되고, 상토의 일종인 피트모스에 파종하여 육묘한 뒤 재배상에 정식하여 생육단계에 따라 재배공간이 확장되도록 하였다. 잎상추의 경우 여름철에는 정식 후 16일, 겨울에는 23일만에 수확이 가능하며 하루에 5천주정도 수확할 수 있다 (허브류는 8천개/일 생산). 이 시스템의 특징은 파종, 정식, 수확, 포장 과정이 기계화 및 자동화되어 있고, 지열히트펌프방식으로 냉난방을 한다. 태양광을 이용하며 나트륨등으로 보광하고, 양액재배는 박막수경재배방식이다. 농가에서도 대규모 재배를 하고, 최근에는 기업이 참여하고 있다. Lincolshire Herbs 식물공장은 \( 5 \mathrm{ha} \) 규모이고, 연간 1,400만주의 허브류를 생산하고, 차후에 두 배로 확장할 예정이다.</p><p>재배상 자동이동시스템 방식은 묘 자동이식로봇, 자동재식거리조정방식, 재배단계별 이동시스템이 잘 되어 최소의 인력으로 식물공장을 운영할 수 있다. 즉 식물이 생장함에 따라 크기에 맞는 최적 재식간격을 자동으로 조절할 수 있도록 되어 있어 공간활용을 극대화 할 수 있다. Hortiplan사는 육묘전용 재배상에 피트모스를 넣고 재식밀도를 100주\( / \mathrm{m}^{2} \)로 하여 재배한 후 피트모스와 뿌리를 함께 수확하여 유통시켜 신선도가 장기간 유지되도록 하였다. 식물공장 내 재배방식과 온도관리 및 조명시설은 스웨드포닉 식물공장과 비슷하다.</p><h2>미국의 식물공장현황</h2><p>토지가 광활한 미국에서 완전제어형 식물공장과 같은 시설로 농산물을 생산하여 채산성을 맞추기는 매우 어려울 것이다. 1970년대 여러 기업에서 완전제어형 식물공장을 개발하여 상업화를 시도했지만 모두 채산성이 문제가 되어 중단하였고, 사회적인 여건상 식물공장에 대한 연구가 활발히 이루어지지 않았다.</p><p>1980년대 어그리시스템사, 어그로노틱사 등은 부분제어형 식물공장을 실용화하여 식물재배 전과정을 자동화하였다. 스피드링크사는 화훼, 채소, 수목 등 여러 종류의 육묘를 생산하는 시스템을 실용화하였다. 1990년대는 NASA에서 폐쇄생태계 생명유지시스템의 일환으로 식물공장 시스템을 연구하였다. 2000년대 들어서 대도시의 고층빌딩에서 식물을 재배하는 도시형 수직농법을 개발하는 등 첨단 식물공장의 실용화를 위한 방안을 모색하고 있다 (Despommier 2009). 컬럼비아대학의 건축학과, 일리노이대 연구팀, 미턴 건축사무소에서 풍력 및 태양력 등의 신재생에너지를 사용하는 고층건물방식의 수직형 식물공장 개발에 착수하였다. 고층건물은 재배면적을 증가시켜 노지재배보다 10배 정도 많은 양을 수확할 수 있다고 한다.</p><h2>일본의 식물공장현황</h2><p>1974년 히타치제작소에서 완전제어형 식물공장을 만들어 식물의 생장에 관련된 기초적인 자료를 얻었다. 시작은 유럽과 미국에 비해 늦었지만 지금은 50여개의 식물공장이 있고, 정부의 지원이 적극적으로 이루어지고 있어 이 분야의 연구가 활기를 띠고 있다. 앞으로 식물공장을 더욱 확대하여 일본 농촌의 문제점 해결과 식량위기, 기상이변에 대비할 예정이지만 아직까지 설비투자비가 너무 높다. 일본 내에서 운영되고 있는 50개 식물공장 중 완전제어형은 34개이고, 태양광을 병용하는 부분제어형은 16개이다. 완전제어형은 소규모 \( \left(1000 \mathrm{~m}^{2}\right. \) 이하가 \( \left.85 \%\right) \)가 대부분이며 주로 형광등을 각단마다 설치하여 다단식으로 해서 건물면적당 재배면적 비율을 높였다. 부분제어형 식물공장은 규모를 상당히 크게 \( \left(5,000 \mathrm{~m}^{2}\right. \) 이상이 \( \left.55 \%\right) \)하고 주로 고압나트륨등을 사용하였다.</p><p>대표적인 완전제어형 식물공장은 (주)미우라, 파소나그룹, 오즈산업, 큐피(주), (주)후지쯔, 페어리엔젤, 찌바대학 등이고, 부분제어형 식물공장은 SG Green-house사, 사라다나 등이다. 식물공장은 농업과 건축, 조명기기, 기계설비, 바이오기술 등이 융합한 새로운 산업이라는 인식으로 조명기기업체, 철강업체, 건설업체 등이 진출하고 있다. 대표적인 사례로 LED 조명기기 제조업체인 CCS사는 자회사인 페어리엔젤을 2008년에 설립하여 하루 평균 엽채류 1만 3천주를 생산하고 있다. 식물공장과 관련이 있는 기업에서는 식물공장을 신성장산업으로 인식하면서 그린산업과 접목하여 친환경 식물공장모델을 제안하고 있다.</p>