수직으로 쌓아올린 층으로 작물을 재배하는 관행인 수직 농업은 1999년 처음 개념으로 떠올랐다. 컬럼비아 대학의 환경 과학 교수인 딕슨 데스포미어(Dickson Despommier)는 학생들과 협력하여 최대 50,000명을 먹일 수 있는 "초고층 농장"을 설계했다. 비록 그들의 특별한 디자인이 드로잉 보드에 남아 있기는 했지만, 그것은 성공적으로 아이디어를 대중화했다.
싱가포르 회사인 Sky Greens는 2009년에 프로토타입 시설 개발을 시작했다. 높이가 9m(30피트)인 회전 A 프레임 구조의 다층 홈통으로 구성된 이 시설은 2009년에 공식 출시되었을 때 세계 최초의 상업용 수직 농장이 되었다. 2012년, 매일 0.5톤의 야채를 생산한다.
다음 10년 동안 수많은 다른 국가에서 신생 기업이 등장하여 새로운 기술과 더욱 다양한 식물 종을 도입했다. 수직 농업은 2010년대 후반까지 수십억 달러 규모의 산업이 되었으며, 2020년대 이후에는 급속한 성장이 예상된다.
급진적이고 파괴적인 혁신으로서 수직 농업은 기존 작물 재배에 비해 몇 가지 주요 이점을 제공했다. 여기에는 전통적인 농업보다 최대 95% 더 많은 물을 절약하는 놀라운 물 사용 효율성이 포함된다. 이러한 측면은 물 부족으로 인해 심각한 어려움을 겪고 있는 건조한 지역과 도시에서 변화를 가져올 가능성이 있었다. 또한 수직 농장의 실내 특성 덕분에 외부 기후 조건에 관계없이 연중 생산이 가능해 평방미터당 수확량이 더 높아졌다. 더욱이, 고도로 통제된 이러한 환경은 값비싸고 독성이 있는 살충제와 제초제의 필요성을 제거했다. 이는 매년 전통적인 농업에 사용되는 4메가톤의 살충제와는 뚜렷한 대조를 이룬다.
도시 지역에 시설이 생겨나면서 수직 농업은 식품 생산을 소비자에게 더 가깝게 이동시켜 농산물을 시장으로 운송하는 데 필요한 푸드 마일을 줄여 대기 오염과 탄소 배출을 모두 줄였다. 또한 기후 변화나 지정학적 긴장으로 인한 혼란에 대한 취약성의 영향을 받는 복잡한 공급망에 대한 의존도를 줄였다. 더 적은 토지를 활용함으로써 자연 서식지와 생물 다양성의 손실도 완화되었다.
수직 농업에 첨단 기술을 사용하면 물, 영양분, 빛을 정밀하게 제어할 수 있어 식물이 최적의 성장에 필요한 것을 정확히 얻을 수 있다. 이러한 정확성은 낭비를 줄이고 성공적인 수확 가능성을 높였다. 일부 회사는 효율성을 높이기 위해 로봇 공학을 운영에 통합하기 시작했다.
이러한 장점에도 불구하고 수직 농업은 수년 동안 전체 식품 시장에서 틈새 시장이자 극히 작은 부분으로 남아 있었다. 주로 첨단 기술과 에너지 집약적인 조명 시스템의 필요성으로 인해 높은 초기 설정 및 운영 비용으로 인해 널리 채택되지 못했다. 게다가 재배 범위가 다소 제한되어 특정 유형의 작물(주로 잎이 많은 채소와 허브)만 재배할 수 있었다. 더 많은 에너지 밀도와 주요 작물을 포함하도록 농산물 범위를 확장하려면 더 많은 혁신과 투자가 필요하다.
비용과 사용 가능한 식물 유형의 범위가 모두 개선되면서 2020년대와 2030년대에 기하급수적인 확장이 이루어졌다. 정부 인센티브, 기후 변화 가속화로 인한 전통 농장의 농작물 실패 악화, 지속 가능한 식품 옵션에 대한 소비자 수요 증가 등이 복합적으로 작용하여, 수직 농업 시장은 이 기간 동안 25% 이상의 연평균 성장률(CAGR)을 달성했다.
세계 인구가 계속 증가하여 2037년까지 90억 명을 초과함에 따라 자원과 자연 세계에 대한 압박은 더욱 커졌다. 그 어느 때보다 많은 사람들이 도시에 거주하면서 농촌에서 도시 지역으로의 사회적 이동은 농업 고용 환경의 변화로 인해 식량 수요를 충족할 수 있는 능력에 대한 우려를 더욱 불러일으켰다. 이제 주류로 진입한 수직 농업은 잠재적인 솔루션으로 널리 인식되었다.
2045년까지 전 세계 작물 생산 총 가치는 4조 3천억 달러에 이르렀으며, 그 중 10% 이상이 수직 농업에서 발생하며 이는 10년 전보다 10배 증가한 수치이다. 전통적인 농업에 비해 젊고 기술적으로 더 능숙한 새로운 세대의 기업가들은 약 5000억 달러 규모의 산업을 구축하여 기존 기업의 시장 점유율을 차지했다.
수세기와 수천년에 걸쳐 경작된 전 세계의 상당 수의 들판은 이제 재조림, 자연 보호 구역, 공공 사용을 위한 휴양 공간 또는 재생 가능 에너지 프로젝트 부지와 같은 다른 용도로 버려지거나 용도 변경되는 상황에 직면해 있다. 이러한 변화에는 농촌 지역사회에 대한 지원 및 적응 전략이 필요하며, 지속 가능한 전환과 생계 보존을 보장하기 위해 정부 개입이나 새로운 비즈니스 모델이 필요하다.
수직 농업과 관련 기술은 신석기 시대 이후 농업에서 가장 큰 혁명 중 하나이다. 최신 수직 농장 중 상당수는 이제 일반적인 인간 식단에서 칼로리와 단백질의 20%를 차지하는 밀을 생산할 수 있으며, 이는 전통적인 농업 방법보다 수백 배 더 효율적인 수확량을 제공한다. LED 비용의 상당한 감소 조명은 이러한 시스템의 가격을 결정하는 주요 요인이었다.
