농업과 자동화의 만남: 수직적 식품 생산의 미래
As urban populations grow and traditional agriculture faces increasing pressure from climate change, land scarcity, and supply chain disruption, interest in vertical farming is growing once again. While the approach has been in use for decades, changing market conditions along with continued advances in environmental control and automation technologies are shaping how these facilities evolve and expand.
수직 농업은 본질적으로 수경재배, LED 조명, 온도 및 습도 조절 시스템과 같은 기술을 사용하여 통제된 실내 환경에서 작물을 수직으로 쌓아 올리는 방식입니다. 자연 환경으로부터 생산을 분리함으로써 이러한 농장은 날씨, 토양의 질, 위치에 관계없이 연중 내내 운영될 수 있습니다.
왜 중요한가
2050년까지 전 세계 인구의 거의 70%가 도시 지역에 거주할 것으로 예상되어 현지에서 생산된 식품에 대한 수요가 증가할 것입니다(*1). 동시에 경작지는 줄어들고 수자원은 압박을 받고 있으며 최근의 혼란은 세계 식량 공급망의 취약성을 드러냈습니다. 수직 농업은 외부 변수에 대한 의존도를 줄이면서 생산을 소비에 더 가깝게 가져오는 방법을 제공합니다.
그 장점은 분명합니다.
- 다층 재배 시스템을 통해 생산 밀도를 높여 단위 면적당 훨씬 더 많은 생산량을 얻을 수 있습니다.
- 수직 농업을 통해 일부 시스템에서는 물 소비량이 최대 98%까지 감소하여 물 사용량이 줄어듭니다(*2).
- 통제된 환경을 통해 연중 일관된 생산량 확보
- 밀폐된 재배 환경으로 인해 화학 물질 투입량이 감소했습니다.
- 공급망 단축, 신선도 향상 및 운송 거리 감소
이러한 요인들 때문에 수직 농업은 잎채소, 허브, 특수 농산물과 같은 고부가가치 작물에 특히 매력적입니다(*3). 수직 농업은 전 세계적으로 확대되고 있지만 에너지 사용, 비용 및 작물 적합성과 관련된 과제가 여전히 남아 있습니다. 결과적으로 싱가포르나 중동과 같이 토지, 물 또는 기후 제약이 에너지 수요보다 더 큰 지역에서 가장 큰 가치를 창출하는 경향이 있습니다.
자동화의 역할: 농업과 Intralogistics 만남
Automated mushroom cultivation in a vertical farming facility
현대식 수직 농장의 핵심에는 첨단 자동화 시스템이 있습니다. 이는 전통적인 농업 방식보다는 자동화된 생산 환경에 더 가깝습니다. 작물은 엄격하게 관리되는 과정을 통해 모니터링, 제어 및 이동되므로 농업이 들판 기반 운영보다는 물류 시스템에 더 가깝습니다.
이러한 수준의 제어는 수확량과 일관성을 향상시킬 뿐만 아니라 반복적인 작업을 가능하게 하여 농업을 순전히 생물학적인 과정이 아닌 고도로 설계된 과정으로 변화시킵니다. 자동화는 대량 생산을 실현 가능하게 하는 데 필수적입니다.
자동화 분야에서 중요한 핵심 요소 중 하나는 고밀도 저장 및 검색 시스템입니다. 이는 물류 내부에서 흔히 볼 수 있는 개념입니다. 일반적으로 창고에서 팔레트와 상자를 처리하는 시스템으로 생각되는 자동화 저장 및 검색 시스템(AS/RS)은 수직 농업 운영에 매우 적합한 도구입니다.
수직 농장의 핵심 기반으로서의 AS/RS
첨단 수직 농업 운영에서 자동화된 저장 및 검색 시스템(AS/RS)은 핵심적인 역할을 할 수 있습니다.
- 고밀도 작물 저장: 재배용 트레이를 촘촘하게 수직 구조물에 보관할 수 있어 좁은 공간에 수백에서 수천 개의 트레이를 수용할 수 있습니다. 이는 자동화 창고처럼 공간 활용도를 극대화하는 방식으로, 특히 토지 자원이 부족한 도심 환경에서 매우 중요합니다.
- 자동화된 이동: AS/RS 크레인과 셔틀은 재배, 수확 및 포장 구역 사이에서 트레이를 이동시켜 제어되고 지속적인 흐름을 만듭니다. 여러 층에 걸쳐 저장 및 검색 지점을 갖춘 이 시스템은 중앙 허브 역할을 하여 필요한 시점에 정확하게 트레이를 공급하고 작물이 적시에 수확 및 가공되도록 지원합니다.
- 수작업 감소: 자동화는 사람의 개입을 최소화하여 위생, 일관성 및 노동 효율성을 향상시킵니다. 지속적인 인력 부족에 직면한 시장에서 이러한 접근 방식은 더 적은 인력으로 생산성을 유지하면서 운영 규모를 확장할 수 있도록 합니다.
성장뿐 아니라 흐름을 위한 디자인
대규모 수직 농업의 성공은 작물 재배 효율성뿐만 아니라 작물 관리 및 이동 효율성에 달려 있습니다. 발아부터 수확까지 각 단계는 정확한 타이밍과 관리가 필수적이며, 자동화된 저장 및 운송 시스템 AS/RS을 통합하면 이러한 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
- 재배, 수확 및 포장 단계 간의 원활한 흐름
- 작물 접근성을 희생하지 않고 고밀도 저장
- 고객 및 시장 수요를 충족하는 더욱 일관된 생산량
결론
수직농업은 가까운 미래에 전통농업을 대체하지는 않겠지만(*4), 도시 및 자원이 제한된 환경에서 점점 더 중요한 역할을 하고 있습니다. 토지, 물 또는 공급망의 회복력이 에너지 비용 고려 사항보다 중요한 지역에서는 실행 가능한 생산 모델이 될 수 있습니다.
수직 농업이 대규모로 도입될 경우, 단순히 작물을 재배하는 것에서 나아가 운영 전반에 걸쳐 흐름, 시간, 그리고 신뢰성을 관리하는 것이 중요한 과제가 됩니다. 이러한 상황에서 AS/RS와 같은 물류 자동화 기술은 안정적이고 반복 가능한 생산을 지원하는 데 핵심적인 역할을 할 수 있습니다.
실제 적용 사례
For more than 20 years, Daifuku has supported vertical farming and controlled-environment agriculture through material handling automation technology. From mushrooms and fruits to leafy greens, AS/RS solutions enable high-density production while improving operational efficiency. By automating storage, retrieval, and transportation within the cultivation process, facilities can reduce labor requirements, maximize space utilization, and maintain consistent growing conditions.
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참조:
리콕시엔
다이후쿠 메카트로닉스(싱가포르) Pte Ltd의 Intralogistics 수석 프로젝트 매니저
리콕시엔은 1996년 다이후쿠 싱가포르에 보조 엔지니어로 입사하여 현재 싱가포르 시장을 담당하는 Intralogistics 사업부 수석 프로젝트 매니저로 재직 중입니다. 그는 기계공학 학위를 취득한 후 네트워크 컴퓨팅 학위를 받았습니다. PMP 자격증을 보유한 리콕시엔은 다이후쿠 입사 이후 20년 이상 자재 취급 산업 분야에서 프로젝트 수행에 적극적으로 참여해 왔습니다.
