21세기 기후변화는 물부족, 식량부족, 석유고갈, 환경오염 등 우리들에게 많은 과제를 남겨놓고 있다. 결국 인류는 이런 과제를 해결하지 않고는 생존하여 나갈 수 없기 때문에 유엔을 중심으로 세계 각국들은 매년 기후변화 정상회담을 통하여 그 대안을 논의하고 있는 것이다. 따라서 많은 전문가들은 이를 뒷받침해 나갈 수 있는 기후산업이 앞으로 각광을 받는 첨단산업으로 등장하게 될 것이라고 전망하고 있다.

기후산업은 토지를 이용하는 농업이 핵심 주체가 되기 때문에 이를 신 농업산업이라고도 부른다. 즉 염분에 강한 작물을 개발하여 2020년 보편화될 것으로 예상되는 해수농업은 물부족과 식량부족을 해결해 낼 것이다.

미세 해조류인 앨지(algae)를 배양하는 앨지 산업은 제3세대 바이오 에너지를 대량생산하여 석유고갈문제를 해결해 낼 것이다. 그리고 세포공학기술을 이용하여 쇠고기의 세포를 육류로 배양한 뒤 가공 처리하여 육류를 원하는 크기나 모양으로 배양하는 배양육산업은 환경오염을 감축시켜 나갈 수 있게 될 것이다.

이밖에 IT를 활용한 무인 해충예찰 시스템은 덫에 걸린 해충의 이미지를 분석해 해충의 종류와 발생 시기, 밀도를 파악해 방제 적기를 휴대전화 문자메시지로 전송해주게 될 것이다. BT는 신품종 개발, 기능성물질 생산, 동물복제, 생물농약 개발 등으로 활용되어 인체 질병 치료용 동물 개발이 가능케 할 것이다.

국내에서는 장기를 인체에 이식해도 거부반응이 없는 미니돼지가 개발 중이다. 신소재기술은 농기계나 유리온실의 경량화에 쓰이고 있고 환경기술은 농업의 환경오염을 최소화하고, 에너지 기술은 에너지 절약형 농업을 발전시키고 있다.

이제 농업은 첨단과학이 집약돼 있는 산업으로 먹거리를 생산만 하던 시대는 흘러간 지 오래다. 더 많이, 더 맛있게, 더 안전하게 생산하는 것은 기본으로 화석연료를 바이오에너지가 대체하고, 빌딩형 작물생산 공장시스템이 개발돼 도심에서도 식물을 길러낸다. 누에고치로 인공 고막과 뼈를 만들고, 사람에게 장기를 공급하기 위한 맞춤형 동물도 생산된다.

첫째, 물 부족과 식량부족을 해결해 줄 해수농업

인간을 포함한 아주 많은 생명체는 비, 강, 호수, 샘, 냇물들로부터의 담수를 통해 자라나는 작물들에 의존한다. 특히 인간이 가장 많이 소비하는 다섯 가지 작물인 밀, 옥수수, 쌀, 감자, 그리고 대두는 모두 소금을 견뎌내지 못하는 작물들이다.

유엔 식량농업기구는 향후 30년 동안 열대와 아열대 지방의 증가하는 인구를 부양하기 위해 약 2억 헥타르 (약 4억 9420만 에이커)의 새로운 경작지가 필요할 것으로 전망하고 있다. 그렇지만 해수에 내성이 강한 작물을 바닷물로 농사를 짓을 수 있다면 이를 해결할 수 있을 것이다. 이런 해수농업은 2020년부터 시작되어 2050년에는 바닷물로 농사를 짓는 일은 보편화될 전망이다.

해수농업이란 소금에 내성이 있는 작물들을 바다에서 끌어온 물을 통해 경작하는 것으로 사막 환경의 모래가 많은 토양에서는 가능하다는 것을 발견하였다. 그래서 지구상의 97%의 물은 바다에 존재하기 때문에 해수를 사용할 수 있다면 물 부족문제는 자연히 해결된다. 그리고 식량부족 문제도 지구 지면의 약 43%는 건조하거나 반건조한 땅으로 이루어져 있기 때문에 해수농업이 가능하다면 충분한 식량 확보도 가능한 일이다.

둘째, 석유고갈문제를 해결해 나갈 앨지(algae)산업

세계 각국들은 석유고갈에 대비하여 대체에너지 개발이 경쟁적으로 활발하게 일어나고 있다. 태양에너지, 풍력발전, 조력발전 등 신재생에너지가 각광을 받고 있지만 석유고갈을 대체할 만큼의 대량생산이 불가능하고 생산비용도 많이 들어 한계에 부닥치고 있다. 그렇지만 식물을 이용하는 바이오 연료 시장이 이에 대한 대안으로 제시되고 있다. 즉 세계 바이오 연료 시장은 현재 1세대인 곡물계에서 2세대인 목질계로 전환중이다. 그렇지만 바다의 미세조류계(algae)를 이용하는 3세대 바이오에너지가 본격화된다면 대량생산이 가능해져 석유의 대체에너지로서 역할을 담당하게 될 것이다.

이는 곡물연료보다 단위 면적당 300배 더 많은 연료생산이 가능하며 수확기간도 10일 이내로 단축되어 무한한 가능성을 보여주고 있다. 따라서 해조류를 이용한 앨지 산업은 석유고갈을 해결해 줄 대체에너지로 각광을 받게 되어 향후 세계경제를 지배하게 될 것이다. 우리나라는 삼면이 바다로 둘러쌓여 앨지(algae)산업의 최적지로 알려지고 있다.

셋째, 무공해 식품을 양산할 수 있는 식물공장

식물공장은 일정한 시설 내에서 빛, 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 배양액 등의 환경조건을 인공적으로 제어해 계절이나 장소에 관계없이 자동으로 식물을 연속 생산하는 시스템이다.

식물공장은 파종에서부터 포장에 이르기까지 전 공정을 자동화해 최적의 생산 환경을 조성하기 때문에 농산물의 품질이 우수하다. 병해충을 원천적으로 차단하므로 화학농약을 사용할 필요가 없어 친환경 안전 농산물을 생산할 수 있다.

대도시 등 소비시장과 인접한 위치에 자리 잡게 되면 수송거리가 짧아져 유통비용을 절감할 수 있고 신선도 유지도 쉬워진다. 소비시장의 변화에 민첩하게 대응할 수 있으며, 시장 상황에 따라 상대적으로 유리한 품목으로 생산을 변경하거나 출하시기와 양을 조절하기가 쉽다.

일본은 이미 전국에 50여개의 식물공장을 만들었으며, 3년 내에 150개로 늘릴 계획이다. 시장에 유통되는 양상추의 1% 정도가 식물공장에서 생산되는 것으로 알려졌다. 일본 정부는 2020년까지 식물공장시장이 연간 5천억원 이상 규모로 확대될 전망이다. 최근 주목받는 빌딩형 식물공장(수직농장)은 프랑스, 미국, 덴마크, 캐나다 등 농업선진국에서도 각광을 받고 있다.

우리나라도 농업진흥청에서 현재 식물공장시스템의 시험장을 운영하고 있으며, 일부 농가와 현장에 기술 보급을 추진하고 있다. 강원도 철원군의 한 농가는 농진청의 인삼 수경재배 기술을 전수받아 대량생산에 돌입했고, 단국대의 한 벤처 농기업은 소규모 식물공장에서 수경재배한 양상추를 시판하고 있다. 식물공장과 관련한 국내 기술은 세계 최고 수준 대비 50% 정도로 평가받고 있으며 앞으로 무공해 식품을 제공할 수 있는 방안으로 기대된다.

넷째, 장기이식용 돼지 양육

우리나라는 1만 8,000명 정도가 장기이식을 기다리는 환자가 있지만 실제로 다른 사람의 장기를 이식받는 경우는 10%에 불과한 것으로 알려져 있다. 그렇지만 장기이식용 복제 무균돼지 ‘지노’가 태어났기 때문에 이를 해결해 나갈 수 있게 될 것이다.

미국에 이어 세계에서 두 번째로 개발한 지노는 장기가 손상된 인간에게 대체 장기를 제공할 수 있는 미니돼지다. 이종(異種) 간 장기 이식을 할 때 나타나는 초급성 거부반응 유전자를 제거되어 면역거부반응을 최소화할 수 있게 되었다고 한다. 국내 연구진은 우선 당뇨병 치료를 위한 췌장 이식에 이어 심장, 신장, 폐 등에 대한 이종 간 이식이 가능해 질 전망이다.

다섯째, 가축 이용 바이오신약 생산

서울대 한재용 교수팀은 세계 최초로 질병저항성 닭을 개발하였다. 이는 유전자 혼재기술을 이용한 것으로 앞으로 고성장, 기능성물질 함유, 난치병 치료 생리활성물질 생산, 첨단의료연구용 모델동물 등 다양한 형질전환 동물의 대량생산이 가능해진다.

최근 농촌진흥청은 인체 생리활성을 가진 단백질을 다량 함유한 달걀을 생산하는 닭 개발에 성공했다. 현재 국내 제약업체들은 복제돼지 젖을 통해 빈혈치료제(EPO)를 대량 추출하는 연구를 하고 있다. EPO는 사람의 신장에서 주로 생성되는 물질로 적혈구 생성을 돕기 때문에 빈혈치료제로 각광받고 있다. 그렇지만 추출량이 적어 1g에 60만 달러에 달할 만큼 값이 비싸다. EPO 대량 추출 연구가 성공할 경우 이론적으로 수유기의 돼지 한 마리에서 1㎏의 EPO를 생산할 수 있게 돼 말 그대로 ‘황금돼지’가 탄생하는 셈이다.

여섯째, 비타민A가 대량으로 함유된 황금쌀

유전자 분리의 신기술을 통해 성인병에 탁월한 각종 비타민, 지방산, 폴리페놀 등 기능성 성분이 다량 함유된 쌀, 콩, 배추, 고추, 들깨 등을 생산할 수 있는 시대가 됐다. 이는 평소 식생활만으로도 각종 질병을 예방하거나 치료제까지 식품으로 섭취할 수 있도록 하는 분자농업(molecular farming) 시대가 이미 도래 했다는 것이다.

첨단 생명공학 기술을 이용한 신물질, 신소재 가운데 최근 가장 눈에 띄는 것은 야맹증 등을 예방하는 비타민A를 만들어내는 황금 쌀이다. 2000년 비타민A 전구체(선행물질)인 베타카로틴을 생성하는 황금 쌀이 처음 개발됐다.

어린이 두뇌 발달을 촉진하는 오메가3 지방산을 만들어내는 콩도 개발되고 고등어 같은 등 푸른 생선 류에서 주로 얻어지는 DHA, EPA 등의 오메가3 지방산도 개발되어 성인들의 심장질환과 성장기 어린이의 두뇌 발달에 좋은 영향을 미칠 것이다.

이와 같이 21세기의 농업은 식량을 생산하던 과거의 농사방식에서 벗어나 기후변화에 따른 물부족, 식량부족, 석유고갈, 환경오염 등 문제를 해결해 나가는 신농업혁명이 일어나고 있다. 우리나라 농촌경제도 이런 추세에 발맞추어 신농업방식에서 가장 전망이 밝은 분야를 선정하여 발전의 발판을 마련하는 중장기 프로그램을 마련하여 획기적으로 농촌경제를 되살려내야 할 것이다.

출처: 브릿지경제