그린바이오 제대로 알기: 6대 중점 분야와 미래 전망을 중심으로

저출산과 노령화, 기후변화로 인류의 생존이 위협받는 오늘날, 지속가능한 삶을 위한 식량과 에너지 확보는 인류의 중요한 과제가 되었습니다. 

이러한 상황에서 농생명 자원의 가치와 중요성이 날로 부각되고 있으며, 

세계적으로 바이오경제(Bio-Economics) 사회의 본격적인 전개가 이루어지면서 농생명 분야의 새로운 성장 기회가 도래하고 있습니다.

이번 기획 특집 기사를 통해, 바이오 산업의 미래, 그린바이오에 대해 제대로 알아봅시다!

 

 

그린바이오의 정의  

바이오산업은 생명공학기술을 바탕으로 다양한 부가가치를 창출하는 미래 산업으로, 크게 세 가지로 분류됩니다.

1. 레드바이오: 의약품/진단의료기기 분야

2. 그린바이오: 농업/식품 분야

3. 화이트바이오: 화학/환경/에너지 분야

이 중 그린바이오는 유전체 정보를 이용한 종자 개량과 식량 및 바이오매스 생산, 건강기능성 식품, 식물유래 신소재 개발 및 바이오 기반의 농생명 분야용 자재를 만들어 내는 분야입니다. 

농업생명자원에 생명공학기술과 정보처리 기술 등을 적용하여 농업 생산성을 향상시키고, 신소재를 개발하는 등 농업 및 전·후방산업 전반에 걸쳐 고부가가치를 창출하는 혁신 산업입니다.

시장 동향

국내 그린바이오 시장은 2020년 5.4조원 규모에서 2027년 10조원 규모로 확대될 전망입니다. 

세계적으로는 2020년 1.2조 달러 규모의 시장이 연평균 6.7%의 성장세를 보이고 있으며, 특히 대체식품 분야는 2020년 70억 달러에서 2027년 818억 달러로 연평균 42.2%의 성장이 예측되고 있습니다.

경제협력개발기구(OECD)는 ICT 융복합 바이오산업이 2030년부터 본격적으로 도래할 것으로 전망하고 있으며, 다보스 포럼에서도 바이오 혁명을 4차 혁명의 중심으로 거론하고 있습니다. 

현재는 레드바이오가 중심이지만, 조만간 저탄소 녹색성장을 지향하는 그린바이오가 바이오 시장의 90%를 차지하여 시장을 주도할 것으로 예측됩니다.

그린바이오의 6대 중점 분야

그린바이오 산업은 종자, 동물용 의약품, 미생물, 곤충, 천연물, 식품소재 등 6개 분야로 구분됩니다. 여기서는 이 중 세 가지 분야에 대해 소개합니다.

1. 종자 분야

종자 분야는 분자표지, 디지털 육종 기술을 활용해 육종기간을 단축하고 품종개발 속도를 향상시키는 분야입니다. 

기존의 육종 방식으로는 새로운 품종을 개발하는 데 평균 10년이 걸렸지만, 최신 기술을 이용하면 개발 기간을 크게 단축할 수 있습니다. 

작물을 재배하지 않고도 결과를 예측할 수 있어 개발 기간을 30% 정도 단축할 수 있는 분자표지 기술, 그리고 빅데이터와 인공지능을 적용하여 품종개발 기간을 3~5년까지 단축시키는 디지털 육종 방식이 주요 기술의 예시라고 할 수 있습니다.

최근 성공 사례로는 분자표지 기술을 활용한 미니수박 품종(달코미)이 있습니다. 

이 품종은 열매가 작고 당도가 높으며 껍질이 얇고 씨가 적어 먹기 편한 스마트팜 재배용 미니수박으로, 유럽 여러 국가에 수출되었습니다.

전북 김제에 위치한 K-Seed Valley는 종자 분야의 주요 거점으로, 종자기업의 채종·디지털육종·가공·검증 기반을 조성하는 역할을 담당하고 있습니다.

2. 곤충 분야

곤충 분야는 곤충을 소재화하여 사료, 식품, 화장품 등의 원료로 활용하는 분야입니다. 

유통기한이 지난 가공식품 등을 곤충의 먹이원으로 재활용하여 자원순환에도 기여할 수 있어 친환경적인 측면에서도 주목받고 있습니다.

곤충에서 추출한 단백질을 자돈사료, 수산업, 반려동물 사료 등에 활용하는 사료 산업, 동애등에 산업에서 볼 수 있듯 키토산과 오일 등을 활용한 기능성 화장품을 개발하는 화장품 원료 산업, 그리고  식용 곤충을 활용한 단백질 보충 식품 소재를 개발하는 산업 등이 주 산업 활용 사례입니다.

특히 위의 사진에 나온 동애등에는 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 

동애등에에서 추출한 단백질은 닭 곡물 사료 대체 첨가제로 사용되며, 키토산은 화장품 원료로 주목받고 있습니다. 

일반 갑각류 키토산보다 5배 이상 적은 농도로도 피부염증반응을 효율적으로 제어할 수 있는 장점이 있습니다.

경북 예천 등에 구축된 곤충산업 거점단지는 스마트 사육시설, 소재 생산, 시제품 등을 지원하여 국내 곤충 산업의 발전에 기여하고 있습니다.

3. 미생물 분야

미생물 분야는 유용 미생물을 활용하여 친환경 방제제, 비료, 사료첨가제 등을 개발하는 분야입니다. 미생물 방제제는 독성으로 병해충을 억제하는 것이 아니라 병해충의 신진대사를 방해하는 방식을 사용하여 잔류농약 문제가 없다는 장점이 있습니다.

환경친화적이며 잔류농약 문제가 없어 해외 수출에도 유리한 ​미생물 농약, 토양 미생물 환경을 개선하여 작물 생산성을  향상하는 미생물 비료, 가축의 장내 미생물 환경을 개선하여 건강과 생산성을 향상하는 사료첨가제 등이 이 기술을 활용한 주요 제품군의 예시입니다.

한 예로, 곰팡이(백강균 포자)를 이용하는 토양처리제는 총채벌레 방제에 효과적입니다. 곰팡이가 총채벌레 번데기에 침입하여 방제하는 원리로, 오이, 상추, 고추, 배추, 토마토 등 다양한 작물에 적용이 가능합니다.

전북 정읍의 미생물산업육성지원센터는 바이오 농약·비료·사료첨가제 등의 실증과 해외진출을 지원하는 주요 거점으로 기능하고 있습니다.

그린바이오와 스마트 녹색기술

마지막으로 살펴볼 스마트 녹색기술은, 그린바이오 분야에서 에너지 사용을 줄이고 오염물질 및 폐기물 배출을 최소화시키는 저탄소 녹색성장이 가능한 기술입니다. 

바이오매스를 원료로 활용하는 바이오 기반 화학제품 및 연료 생산은 화석연료 의존도를 낮추고 환경 문제에 대응하는 중요한 방안입니다.

특히 우리나라와 같이 국토 면적이 좁은 국가에서는 식물공장이 미래 농업의 중요한 대안으로 제시되고 있습니다. 

식물공장은 IT, BT, 건축기술, 농업기술 등 다양한 기술이 융합된 결정체로, 농업용 로봇, LED 인공광, 생산자동화 시스템 등 첨단 기술을 활용합니다. 또한 빅데이터 수집 및 분석, 모바일 원격제어를 통한 복합 환경 제어 등 스마트 농업의 핵심 요소를 포함하고 있습니다.

그린바이오 산업의 미래

보신 것처럼,
그린바이오는 농림어업 및 축산, 식품, 에너지, 화학, ICT, 건축 등 다양한 산업과의 융복합을 통해 무한한 발전 가능성을 가진 분야입니다.
에너지 사용을 줄이고 환경오염을 획기적으로 줄이는 스마트 녹색기술의 개발과 함께, 그린바이오는 미래 농생명 산업을 주도할 것으로 기대됩니다.

농생명 자원의 유전체 빅데이터 활용을 통해 바이오매스의 효율적 확보와 공급, 식물공장을 통한 고효율 식량 생산, 해수농업 및 우주농업까지 그 적용 범위가 확대될 전망입니다. 또, 농생명 자원을 이용한 환경보전 분야의 발전도 획기적으로 이루어질 것으로 예상됩니다.

무엇보다도, 이러한 비전을 실현하기 위해서는 정부, 학계, 민간기업 간의 다양한 학제적 연구와 협력이 필수적입니다. 그린바이오 산업은 미래 식량 안보와 환경 보전을 동시에 해결할 수 있는 핵심 산업으로서, 지속적인 관심과 투자가 필요합니다.

-  제작: 그린바이오 서포터즈 2기 블로그/홈페이지 팀 -