현대 사회가 직면하고 있는 식량, 환경, 에너지 문제등의 해결방안으로 평가받는 식물공장은 초기 시설 투자비용이 높아 시장 진입에 어려움이 있다. 건축, 조명, 전기, 공조, 급배수, 양액재배시스템, 자동화설비등을 포함하는 초기 시설 투자비용을 줄인 식물공장을 통해 생산원가를 낮추는 것이 필요하다.
<h1>식물공장의 발전 방향</h1><p>식물공장은 현재 인류가 직면하고 있는 식량문제, 의료문제, 에너지문제, 환경문제 등의 해결에 많은 공헌을 할 것이라는 인식이 전 세계적으로 높아지고 있다. 청결한 환경에서 안전하게 식물을 생산하는 식물공장은 자동화, 기계화, 로봇화 등이 가능하여 노동력부족을 해결하고, 연작장애가 없고, 생육기간의 단축, 단위면적당 높은 수확량, 연중 계획생산과 안정적인 생산을 할 수 있는 장점이 있다. 국내에서도 2000년대에 들어서 식물공장에 대해 관심을 가진 많은 연구자들과 개발자들에 의해 기초연구와 더불어 실용화에 대한 연구를 꾸준히 해 온 결과 식물공장시스템에 대한 기술력이 많이 진보하였다. 식물공장은 국토가 좁고 인구가 도시에 집중되어 있는 우리의 여건에 유리한 점이 많지만 초기 시설투자비용이 높고, 아직까지 광범위하게 알려지지 않아 시장진입에 어려움이 있다.</p><h2>식물공장 시설비 및 운영비 절감</h2><p>식물공장의 초기 시설투자비용은 건축, 조명, 전기, 공조, 급배수, 양액재배시스템, 자동화설비 등이 있다. 특히 그림 2에 나타난 것처럼 조명시설을 LED로 할 경우 초기투자비용을 감당하기 어려울 정도로 많이 드는 문제점이 있다. LED 조명을 사용하면 전기요금이 \( 1 / 2 \) 정도 절약되지만 식물재배에 아직까지 형광등이나 다른 조명보다 현저하게 효율이 좋다는 결과는 없다. LED 생산 원천기술 보유국인 일본에서 조차 50여개 식물공장 중 LED를 사용하는 곳은 극소수에 불과하다. 즉 완전제어형 식물공장은 형광등 \( 48 \% \), 고압나트륨등 \( 39 \% \)이고 LED 설치 비율은 \( 10 \% \) 정도에 불과하고, 태양광을 병용해서 사용하는 부분제어형 식물공장의 경우 고압나트륨등이 \( 73 \% \)를 차지한다. 물론 LED 광원이 식물재배에 도입된 것이 근년이라 식물공장의 역사가 수십년된 일본의 경우 이미 설치한 형광등과 같은 기존 조명시설을 비싼 LED로 바꾸기는 쉽지 않을 것이다.</p><p>국내는 완전제어형의 경우 LED를 많이 사용하는데 이는 대부분의 식물공장이 최근에 지어졌고, 경제성을 따지지 않는 연구용이 주류를 이루기 때문이다. 초기투자비용은 많이 들더라도 경제성이 있다고 판단되면 LED를 사용할 수 있지만 다른 조명으로 재배가 가능할 경우에는 LED를 사용하지 않아도 별 다른 문제점은 없다. 식물공장에서 재배하는 식물은 여러 종류가 있고, 재배방법도 다양하여 LED 조명이 아니더라도 충분히 재배가 가능한 식물들도 많이 있다. 이 분야의 연구개발을 위해 기업연구소 및 국공립연구소 그리고 대학에서 많은 노력을 기울였지만 아직은 세계적인 수준에 뒤떨어져 있다. 앞으로 식물공장에서 상업적인 식물재배와 생산 상품의 경쟁력을 높이기 위해 식물재배에 있어서 조명에 대한 다양한 연구가 집중적으로 수행되어져야 할 것이다.</p><p>식물공장은 완전 제어형이나 부분 제어형이나 모두 에너지를 사용하는데 자연환경에서 얻을 수 있는 에너지를 생산해서 사용하는 방안도 필요하다. 즉 식물공장의 지붕에 태양광발전시설을 하고, 지열히트펌프방식으로 냉난방을 하거나 바람이 많은 곳에서는 풍력발전시설을 해서 재생에너지를 적극 활용할 수 있도록 하는 것이다.</p><p>식물공장의 건축비나 초기시설비의 과다지출은 생산원가를 상승시켜 채산성을 맞추기 어렵게 하는 요인이다. 완벽한 건물을 지어 식물공장을 하는 것도 좋지만 식물은 환경에 대체로 잘 적응해 살아가므로 기존 건물을 개조 및 보수해서 사용해도 얼마든지 좋은 식물공장을 만들 수 있다. 식물공장 내 시설물도 활용도와 감가상각비 등을 엄두에 두고 설치해야 한다. 앞으로 식물공장 시설물의 규격화가 이루어져 관련 기기들이 대량 생산된다면 가격도 저렴하게 될 것으로 전망한다.</p>