아프리카에서 인공 조명을 활용한 실내 수직 농업의 지속 가능성 및 타당성 평가를 위한 방법론적 도구

Aug 10, 2023

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 2109(2023) 이 기사 인용

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아프리카 농업은 미래의 식량 시스템 개발과 경제 변화에 대한 도전에 직면할 것입니다. 인공 조명을 갖춘 실내 수직 농장은 높은 생산성, 식품 품질 및 안전, 연중 생산, 물과 미네랄 영양소의 보다 지속 가능한 사용을 가능하게 하는 잠재력 덕분에 전 세계적으로 관련성을 얻고 있는 기회를 나타냅니다. 본 연구는 보다 지속 가능한 접근 방식을 달성할 수 있는 국가를 대상으로 아프리카 대륙 내 수직 농업 기술 통합의 가능성을 평가합니다. 각 지역의 주요 기회와 과제에 대한 심층 분석은 아프리카 54개 국가의 147개 개발 지표로 구성된 업데이트된 데이터베이스를 통해 구축되었습니다. 남아프리카, 세이셸, 이집트, 모리셔스, 모로코, 튀니지, 알제리, 카보베르데, 나이지리아와 같은 국가에서는 실내 수직 농업 구현에 대한 최고의 전망을 보여주었습니다. 더욱이 세이셸, 남아프리카공화국, 이집트는 수직 실내 농업이 더 지속가능할 수 있는 국가로 나타났습니다.

아프리카 대륙은 농업 발전과 식량 체계 측면에서 상당한 어려움에 직면하게 될 것입니다. 세계 인구는 2050년에 약 97억 명으로 증가할 것으로 예상되지만, 사하라 이남 아프리카 국가들만이 2019년부터 2050년 사이에 이러한 세계 인구 증가의 절반 이상을 차지할 수 있습니다1. 게다가 아프리카에는 더 많은 사람들이 살게 될 것으로 예상됩니다. 2050년까지 유럽, 라틴 아메리카 또는 북미보다 도시2. 수입에 의존하는 주식 시장에서 이러한 추세는 지역 식량 생산을 육성하는데 유리한 환경을 제공합니다3. 식량 수요가 크게 증가하여 영양결핍에 맞서 싸우고 아프리카 인구에게 생산적이고 건강한 삶을 제공하기 위한 공급 및 안보의 변화로 이어질 것입니다4,5. 또한, 기후 변화는 아프리카 농업 부문과 물 가용성을 위협합니다6. 남부 아프리카의 미래 전망에 따르면 강수량 감소, 기온 상승, 기상 변화에 따른 높은 변동성으로 인해 농업 생산성이 15~50% 감소할 것으로 예상됩니다6. 북아프리카 지역에서도 유사한 추정이 예상되는데, 겨울철 기온이 1% 상승하면 해당 지역의 농업 생산성이 1.12% 감소하고7 그에 따른 사회적 영향이 발생할 것으로 예상됩니다8.

농업은 수십 년 동안 아프리카 경제의 중심이었으며 오늘날 이 부문은 고용의 61%를 차지하고 아프리카 국내총생산(GDP)9의 25%를 차지합니다. 향상된 농업 생산성은 급속한 빈곤 감소에 직접적인 영향을 미치고 경제적 소득/성장11을 촉진할 수 있는 더 나은 영양, 건강 및 교육10을 위한 투자를 가능하게 하는 인적 자본 개발을 지원할 수 있는 요구 사항입니다. 따라서 아프리카의 농업 부문을 변화시킬 필요가 있으며, 농업 현대화를 위한 투자의 필요성은 분명합니다. 혁신적인 농업 기술은 대륙 전체에 걸쳐 이러한 변화를 지원하고 가속화할 수 있으며12 아프리카 농업의 현재 과제에 맞서 싸울 수 있습니다13. 이러한 의미에서 언급된 추세에 대처하고 미래 식량 생산을 지속 가능하게 개선하기 위해 인공 조명을 사용한 실내 수직 농업과 같은 새로운 농업 방식이 전 세계적으로 개발되고 있습니다14.

실내 수직 농업은 인공 조명 및 토양 없는 재배 시스템(예: 수경법, 수경법, 아쿠아포닉)15을 갖춘 통제된 환경에서 수직으로 쌓인 선반을 갖춘 집약적 식물 생산 시스템의 신흥 산업입니다. 식량 안보, 높은 수확량, 살충제 또는 제초제 불필요 또는 감소, 낮은 운송 비용, 연중 생산, 물 사용 효율성 및 기후 변화에 대한 탄력성은 실내 수직 농장의 주요 이점 중 일부입니다16. 수직 농업의 확인된 잠재력에도 불구하고 일부 단점으로 인해 모든 곳에서 실행 가능한 적용이 불가능합니다. 이를 실현하려면 더 많은 투자(인프라 비용, 운영 비용, 여러 기술의 채택), 에너지 및 물과 같은 자원의 적절한 가용성, 전문 인력, 연구 활동 등이 필요합니다17. 따라서 특정 위치에서 수직 농업의 기회와 과제를 정량화하여 해당 지역에서의 타당성을 평가하는 동시에 지속 가능성 문제를 다루는 도시 식량 생산에 대한 관점을 제공하는 데 초점을 맞춘 방법론이 필요합니다. 실내 수직 농업 구현의 실현 가능성이 높다는 것은 현지에서 사용 가능한 재료와 더 적은 투자로 야외에서 단순화된 수직 농업 시스템을 개발할 수 있는 리소스도 가능하다는 것을 의미합니다18. 이러한 단순화된 시스템은 본 연구 작업의 틀에서 고려되지 않지만, 실현 가능성이 낮은 국가에서 새로운 재배 형태를 개발할 수 있는 큰 잠재력을 나타낼 수도 있다는 것이 인정됩니다.