한·네덜란드 세미나
한·일서 관심 높은 식물공장
에너지 측면서 비효율
광효율제고 등 연구 시급
네덜란드 와게니겐 대학 허브링크 교수는 지난달 25일 광주광역시 광주과학기술교류협력센터 대회의실에서 전남대와 한국광산업진흥회가 공동 개최한 ‘한·네덜란드 LED 응용산업 공동 세미나’에서 이 같이 주장했다. 이날 허브링크 교수는 ‘네덜란드 시설원예의 LED 연구와 활동 동향’이라는 발표로 네덜란드의 시설원예 현황과 인공광원을 이용한 식물생장과 발육에 대한 영향, LED 응용분야 등에 대한 연구결과를 발표했다.
허브링크 교수에 따르면 네덜란드의 유리온실 규모는 약 1만ha로 세계 최고 수준이다. 재배작목은 시설채소와 화훼가 각각 50%를 차지하는데 많은 시설원예 현장에서 인공광원을 사용한다. 겨울철 일조량이 한국의 20% 수준에 불과해 시설원예 보조광용으로 고압나트륨(HPS) 등을 사용하면 균일한 수확량을 담보할 수 있을 뿐 아니라 인력도 효율적으로 활용 가능하다. 이러한 시점에 전력사용량이 적고, 광도와 광 스펙트럼을 선별적으로 사용할 수 있는 LED가 새로운 광원으로 부상하고 있다.
이에 실제 토마토 재배현장에서 같은 광도로 4주 동안 플라즈마 램프와 LED, HPS 등을 혼합해서 보광으로 처리한 결과 플라즈마를 사용할 때 엽 면적이 가장 넓고 무거웠다. 또 10일 육묘한 국화를 개화할 때까지 HPS와 LED를 광원으로 사용했을 때 개화일수는 HPS 63일, LED 71일로 나타났다. 이는 HPS 보조광은 식물체 온도를 0.1∼0.5℃ 높여 개화일수가 짧아졌으며, LED의 경우 잎 뒤틀림 현상으로 개화일 수 늦어진 것으로 나타났다. 반면 HPS 사이에 LED를 설치해 사용하면 과일의 저장기간이 길어지는 등 품질향상 효과를 거두는 것으로 조사됐다.
이러한 결과를 종합할 때 허브링크 교수는 최근 한국과 일본에서 관심 높은 식물공장은 에너지 측면에서 비효율적이라고 지적했다. 태양에너지를 이용하면 50%는 가시광선, 50%는 복사에너지로 활용할 수 있으나 식물공장은 복사열을 전혀 사용할 수 없다는 것이다. 특히 현재 네덜란드 토마토 유리온실에서는 1㎡당 70kg을 생산하는데 천연가스에너지가 25㎥ 사용되며, 1kg으로 환산하면 천연가스에너지는 약 0.36㎥가 사용된다. 그러나 식물공장에서는 유리온실보다 천연가스에너지를 10배인 약 3.08㎥을 소모한다.
허브링크 교수는 “LED를 시설원예에 활용하는 것은 가능하지만 식물공장 분야는 더 많은 연구가 필요하다”며 “사용을 확대하려면 LED로 광 효율을 높이고 가격하락, 광 스펙트럼 효과 개선 등이 필요한 만큼 당분간 식물공장이 세계 식량문제를 해결하기는 불가능하다”고 밝혔다.
이동광leedk@agrinet.co.kr
이동광 기자
leedk@agrinet.co.kr