개선될 기술은 양식장을 바다에서부터 먼 지속가능한 발판으로 보내줍니다.

북부 캘리포니아의 좁은 모래톱에서 노르웨이 회사는 서해안에서 가장 거대한 양식장을 건설할 계획입니다. 2019년 2월에 제안된 30 에이커 규모의 농장은 Eureka시 근처에 위치하며 매년 27,500톤의 어류를 생성할 수 있습니다. 이 농장은 (바다가 아닌) 육지와 실내에서 생산됩니다. Nordic Aquafarms라는 이 회사는 미국에서 2년 이내에 Belfast에 있는 훨씬 더 큰 실내 농장을 가지고 궁극적으로 연 33,00마리의 어류를 생산하는 것을 제안했습니다.

양식업이 세계에서 가장 빠르게 성장하는 식품 분야가 됨에 따라, 이 회사는 양식 어류에 대한 수요의 물결을 탔습니다. 또한 실내 및 내륙에서, 심지어 잠재적으로는 건조한 지역에서 하는 대규모 양식어장의 선진 기업으로도 등장했습니다. 이 기업은 수익을 창출할 수 있는 지속가능한 닫힌 순환 시스템을 고안해서, 야외 양식장의 환경 문제에 정면으로 맞서려고 합니다.

“이 기업은 수익을 창출할 수 있는 지속가능한 닫힌 순환 시스템을 고안해서, 야외 양식장의 환경 문제에 정면으로 맞서려고 합니다.”

연못을 통한 내륙을 통과하는 시스템이나 해양의 그물 펜과 같은 전통적인 양식업은 심각한 환경 문제를 일으킬 수 잇습니다. 이런 양식장에서 나오는 물은 환경으로 자유롭게 유입되어, 잠재적으로 야생 어류와 주변 환경을 위협할 수 있는 해로운 영양분, 기생충, 그리고 병원균 등을 운반합니다. 예를 들어, 영국의 Columbia 연안 및 전 세계 다른 지역에서 그물 펜에서 양식되는 연어는 야생 연어 개체군을 기생충에 감염시킵니다. 내륙을 통과하는 시스템을 작동하기 위해서는 흐르는 물이 지속적으로 유입되어야 하기 때문에, 많은 양의 물을 소비합니다.

노르웨이와 다른 나라들은 이런 문제들을 닫힌 순환 내에서 물을 재활용하여 줄이고, 농장과 환경의 접촉을 크게 줄이기 위해, 재순환 양식 시스템(Recirculating Aquaculture Systems, RAS)라는 기술을 채택했습니다. 펌프가 윙윙 거리고, 필터를 통해 물이 세차게 흐르는 친숙한 소리와 함께 RAS는 가정용 수족관과 유사하게 작동합니다: 물은 탱크를 통해 재순환되기 전에, 일련의 필터와 처리 과정을 지속적으로 반복합니다. 암모니아를 섭취하는 박테리아의 도움을 통해 바이오 필터는 어류가 배출한 암모니아를 분해하고, 물리적 필터는 어류의분변 및 남은 먹이를 제거합니다. 이 고체 폐기물은 어디서든 분해되며, 농업 비료 등의 제품이나 바이오 연료 생산용으로 재사용 될 수 있습니다. 코넬 대학에서 양식 기술을 연구하고 RAS에 대한 강좌를 제공하는 환경 공학자 Michael Timmons는 적은 양의 폐수가 탱크에서 넘친 물이나 필터 청소를 통해 시스템 내부에서 외부 환경으로 배출되지만, 이 물은 이미 충분히 처리됐기 때문에 오염물질이 거의 없다고 말합니다.

RAS는 지난 수십 년 동안 소규모 농장 안에서 존재해왔지만, 더 효율적인 공학적 설계와 양식 어류에 대한 수요 증가로 인해 현재 인기가 높아지고 있습니다. Timmons는 탱크 안의 물을 90% 이상 재활용할 수 있는 능력을 통해, RAS 기술은 물을 상당히 적게 소비할 수 있고, 따라 유수 양식장 시스템을 대체할 수 있는 매력적인 대안을 제공한다고 말했습니다. 그는 “재순환 농장은 기존 생산 시스템에 필요한 물의 양의 약 15분의 1만 사용할 것입니다”라고 말하면서, RAS는 세계의 건조한 지역에서 특히 실용적인 선택지가 되었습니다.

“재순환 농장은 기존 생산 시스템에 필요한 물의 양의 약 15분의 1만 사용할 것입니다.”

예를 들어, 캐나다 위니펙 근처의 대초원에서 생명공학 회사인 Myera Group은 식수에는 적합하지 않지만 해양 어류 재배에 이상적인 저수층 대수를 이용하는 소규모 RAS 시설을 시작했다고 Winnipeg의 Manitoba 대학의 Shirley Thompson은 말합니다. 그녀는 지속가능한 음식 시스템을 전공하며, 농장에서도 이런 시스템의 폐수를 사용해서 작물에 관개를 하고 비옥하게 만들어 세계의 건조한 지역에서 생존 가능성을 높일 수 있다고 지적합니다.

RAS는 이런 잠재적 이점을 모두 갖추고, 세계에서 가장 큰 양식 어류 생산국인 중국의 야외 연못을 대체하기 시작했으며, 점차 세계의 다른 지역으로 확산되고 있습니다. 동아프리카에서 이런 종류의 가장 큰 농장은 2015년 케냐에서 열렸습니다. Kamuthanga 어류 양식장은 Nairobi에서 약 40마일 떨어진 Machakos라는 도시에 위치해 있으며, 틸라피아(역돔)라는 어류를 생산합니다. 이 농장은 최근에 아프리카에서 지속가능한 생산 제품을 인정하는 EcoMark Africa 인정을 받은 최초의 양식장이 되었습니다.

그럼에도 불구하고, 이런 시스템의 규모가 커질 때면 에너지 소비 및 어류 사료 공급을 포함한 일부 장애물들은 RAS 농장의 장기적인 지속가능성을 제한합니다. Timmons에 따르면 물이 흐는 시스템과 그물 펜 시스템과 비교해보았을 때, RAS 농장은 생산된 어류 kg 당 대략 2~6 KW/h의 에너지를 더 많이 소비합니다. 이 추가 에너지의 대부분은 물 순환을 유지하는 동력 펌프에 들어가고, 태양 전지판과 같은 재생 에너지는 이런 에너지 요구를 상쇄하는 데 도움이 될 수 있다고 그는 말했습니다. 그러나 이것은 여전히 대규모 RAS의 걸림돌이 됩니다.

이러한 농장을 지원하기 위해 지속적으로 사료를 조달하는 것도, 특히 RAS 시스템의 규모가 커질수록 문제를 야기합니다. 연구자들은 어류 살이 아닌 콩 등의 식물 기반한 물질을 가지고 이런 요구를 충족시킬 수 있는 방법을 찾기 위해, 양식 어류의 영양소 및 에너지 요구량을 정확히 찾아내려고 노력하고 있습니다. 이런 노력은 사료의 효율성과 지속성을 향상시킬 수 있다고 Timmons는 말합니다.

RAS 기술에는 자체 운영 위험도 있습니다. Norwegian 과학 기술 대학교에서 양식 시스템의 세균 활성을 연구하는 생명공학 연구원인 Ingrid Bakke는 예를 들어, 바이오 필터가 오작동하는 경우, 폐기물이 재순환되는 물에 빠르게 축적되어 어류에 해를 끼칠 수 있다고 말합니다. “만약에 바이오 필터가 오작동 한다면, 암모니아는 어류에게 굉장히 유독하기 때문에 큰 문제입니다”라고 그녀는 말합니다. 탱크를 감시하는 기술들은 회사가 기계의 오작동을 추적하고 문제가 발생하기 전에 문제를 포착하는데 도움을 줄 수 있지만, 이런 시스템은 여전히 비싸고 사람의 실수에 취약합니다.

RAS와 관련된 몇 가지 걸림돌에도 불구하고, Monterey Bay Aquarium Seafood Watch는 지속가능한 해산물에 최고 순위를 부여했습니다. Timmons는 농부들이 이런 시스템을 농작물 생산과 통합할 때 지속가능성이 최대가 된다고 믿고 있습니다.

Timmons는 2025년까지 90억명 이상 인구가 늘어날 것으로 추정되는 인구으 식량 안보 문제에 직면하여, 양식된 어류는 가장 신뢰할 수 있고 효율적은 영양 공급원 중 하나를 제공할 것이라고 말했습니다. 그 이유는 어류는 온혈 동물보다 신진 대사가 더 느리고, 가금류와 가축을 키우는데 필요한 양의 사료로, 같은 양의 고기를 생산할 수 있기 때문입니다. “동물성 단백질을 먹고 싶다면, 가장 효율적인 동물은 어류입니다.”라고 그는 말합니다.

이 기사의 원문인 ‘Saltwater Aquaculture Moves Inland’은 Anthropocene에 있습니다( http://www.anthropocenemagazine.org/2019/06/saltwater-aquaculture-moves-inland/)

한 벨기에 회사는 브뤼셀에서 60 마일 떨어진 마을에서 쓰레기 처리의 미래에 대한 실험으로 고군분투하고 있습니다. 이 회사는 폐기물 관리 회사인 Machiels입니다. Machiels는 유럽 최대의 매립지 중 하나인 Remo 매립지에 묻힌 수십억 톤의 폐기물을 발굴하여 재생 가능 에너지 및 건축 자재로 전환하려고 합니다.

Machiels가 Remo라고 불리는 매립지에서 사용할 기술을 제조하는 Advanced Plasma Power의 Rolf Stein 최고 경영자는 “수많은 유럽의 매립지들이 큰 충격을 받고있다”고 말했습니다. “왜 우리는 남아프리카와 남아메리카 및 호주에서 석유를 얻기 위해 땅을 굳이 깊게 파야 하는가? 우리는 지하 깊숙히가 아니라, 바로 여기에서 에너지를 위해 얻을 수 있는 재료(폐기물)들이 있는데 말입니다”

Remo 매립지는 최초로 상업적으로 사용되는 쓰레기 매립지이며, 대표적인 쓰레기 매립지의 역할을 보여줍니다. 매립지는 오랫동안 쓰레기, 오염 물질 및 환경에 대한 공포를 대중의 눈으로부터 숨겨주는 장소로 여겨져 왔습니다. 초기의 매립지는 거의 보호받지 못한, 독성물질을 포함하고 있는 미화된 쓰레기 구멍이었습니다. 1980년대 미국의 매립지 채굴을 보았고 현재는 AquaSource Technologies의 CEO인 Shyam Dighe는 “(우리는) 폐기물은 채굴하지 않고, 자원을 채굴합니다. 이런 현상은 모순적이죠.”라고 말했습니다.

“어떤 주목받는 광부들은 쓰레기 매립지에서 채굴하는 것이 모순이 아니라고 주장합니다. 전 세계의 매립지에 묻혀 있는 폐기물들은 상당한 양의 자연 자원가 재정적인 이익을 제공할 수 있습니다.”

그러나 오늘날 주목받는 광부들은 쓰레기 매립지에서 채굴하는 것이 모순이 아니라고 주장합니다. 금속에 대한 수요가 증가함에 따라 정부는 쓰레기를 버리는 것에 세금을 부과하고, 팽창하는 도시에 더 많은 공간이 필요해짐에 따라, Machiels와 같은 회사들은 전 세계의 매립지에 묻혀 있는 폐기물들이 상당한 양의 자연 자원과 재정적 이익을 제공할 수 있다고 주장하고 있습니다.

스웨덴의 Linnaeus University의 교수인 Wiliam Hogland는 “더 많은 도시들이 오래된 도시의 쓰레기 매립지를 가지고 있고, 또 그 도시들은 귀중한 토지가 필요합니다. (쓰레기 매립지에서 채굴하는 것은) 돈을 벌기가 더 쉽습니다. 그리고 사람들은 산업을 만들기 위한 귀중한 땅을 가지게 됩니다.”라고 말했습니다.

처음으로 알려진 쓰레기 매립지 채굴 사례는 1953년의 Tel Aviv라는 매립지입니다. 여기서 쓰레기들은 과수원의 비료로 사용되었습니다.  1980년대 이후부터 미국을 포함하여 다른 시도들이 있었지만, 이 다른 시도들은 주로 오염 제거 또는 쓰레기 재배치에 대해 중점을 두었습니다. 최근 다시 떠오르고 있는 관심은 쓰레기를 그 자체로 자원으로 취급하는 ‘향상된 쓰레기 매립지 채굴’에 초점을 맞추고 있습니다.

Linnaeus University의 연구원인 Yahay Jani는 쓰레기 매립지에서 발생하는 폐기물의 50% 이상이 이러한 방식으로 에너지 또는 원자재로 재활용될 수 있다고 추정합니다. 그는 “이런 물질들은 그냥 잊혀지거나 쓰레기로 여겨지지 않고 다른 산업에서 2차 자원으로 사용될 수 있습니다.”고 말했습니다.

Remo 쓰레기 매립지는 플라즈마 기술을 사용해서 폐기물을 고온으로 가열하고 재생가능한 가스로 바꿉니다. 플라즈마 기술은 폐기물을 쓰레기 매립지에 보낼 필요 없이 바로 에너지로 전환하기 위해 전 세계 여러 곳에서 이미 사용되고 있습니다. 여기서 쓰레기 매립지의 내용물들은 비워지고, 금속 및 재활용 가능한 재료로 분류됩니다. 나머지 물질들은 연료로 기화되며, 그 과정에서 나온 잔여물들은 건축 자재로 사용될 수 있는 물질로 변환됩니다.  

Remo 쓰레기 매립지는 가장 두드러진 향상된 쓰레기 매립지 채굴 운영 방식을 갖고 있지만, 연구자들이 유럽에서 산업화 할 수 있을 것이라고 희망을 품고 있는 여러 사이트 중 하나입니다. 2017년 3월에, 유럽 연합은 회원국들이 쓰레기 매립지를 지도화하고 향후 7년간 해당 매립지들이 채굴에 쓰일 수 있을지 가능성을 요구하는 지침을 승인했습니다.  

“왜 남아프리카와 남아메리카 및 호주의 깊은 곳까지 석유를 얻기 위해 땅을 파야 하는가? 땅 아래가 아니라 여기서 재료를 얻을 수 있는데?”

EURELCO(European Enhanced Landfill Mining Consortium)에 따르면, 유럽 대륙에는 50만개 이상의 쓰레기 매립지가 있습니다. 영국 Cranfield University의 에너지 강사인 Stuart Wagland는 이 중 절반의 쓰레기 매립지에서 수익성 있는 채굴이 가능할 것으로 추정하고 있습니다.

에스토니아와 스웨덴에서 연구자들은 5개의 쓰레기 매립지의 내용물을 검사하고, 그 중 플라스틱과 금속 물질의 재활용을 조사했습니다. 해당 연구팀의 일원인 Hogland가 발틱해 지역에만 최대 10만개의 쓰레기 매립지가 존재하고, 침출수와 온실가스가 새고 있고, 해안 침식의 우려가 있다고 말했습니다.

Remo 쓰레기 매립지 안에서만 1,800만 톤 이상의 폐기물이 있으며, Machiels는 해당 매립지가 자연 공원으로 변하기 전까지, 그 양의 절반 정도를 건축 자재를 위해 재사용하고, 절반 정도는 에너지를 위해 재사용할 것을 기대하고 있습니다. 이 에너지는 향후 20년동안 20만 가구에 전력을 공급할 수 있는 양입니다.

이렇게 주목받는 광부들의 낙관에도 불구하고, 몇 가지 난관이 존재합니다. 쓰레기 매립지를 채굴하기 위한 계획을 허가 받는 것은 힘들고 종종 금지되기도 합니다. Machiels는 현재 현지 주민들의 반대에 따라 벨기에 고등 법원에서 법적 소송에 참여하고 있습니다. 그들은 올해에 해당 계획을 진행할 수 있을지 답을 원합니다. 다른 곳에서도 비슷한 현상이 벌어지고 있습니다. 예를 들어, Hogland는 터키에서도 쓰레기 매립지를 채굴하기 위해 시도했습니다. 그는 승인을 받는데 수십년이 걸릴 수 있다고 말했습니다.

EUFELCO의 회장인 Peter Tom Jones는 “유럽 어디를 가든, 우리는 운영하기 위해 사회적인 허가를 받기 위해 고군분투하고 있습니다. (Remo 쓰레기 매립장에서) 이로 인해 주된 지연이 발생합니다. 이는 쓰레기 매립장의 채굴이 실제로 효과가 있음이 입증된 상황에서, 매우 슬픈 일입니다.”라고 말했습니다.

그러나 현지 주민들을 설득하고 허가를 받을 수 있다고 해도, 기술적으로 수익성을 얻을 수 있을까요? Jones는 “이 중 어느 것도 아직 완전히 상용화되지는 않았습니다. 우리는 여전히 연구원들이 기술적인 측면에서 이익을 보여주는 단계 정도에 있습니다 하지만 실제로 해봐야 수익성이 있을지 확실한 증거를 얻을 수 있을 것입니다. 결국에는 쓰레기 매립지 채굴에 투자자들이 투자할 수 있도록 설득해야 합니다. 이는 아직 일어나지 않았습니다.”라고 말합니다.

1980년대 미국에서 Westinghouse Electric은 인디애나 주 블루밍턴에 있는 쓰레기 매립지의 개선사항을 조사했습니다. 그들은 쓰레기 매립지의 내용물을 제거하고 플라즈마로 처리하려고 계획했지만, 결국 주정부의 허가를 얻지 못했습니다.

이 프로젝트에 참여한 Jim Little은 “미국에는 땅이 너무 많습니다. 원료를 개선하는 것보다 싼 땅을 사는 것이 훨씬 쉬웠습니다. 원료를 개선하기 위해 필요한 에너지 양은 우리가 받는 수익보다 훨씬 컸습니다. 즉, 미국은 원자재가 저렴하고, 매립지 주변의 규제 사항이 없습니다. 그래서 미국에서는 실용화되지 못했던 것이 유럽 및 다른 지역에는 잘 실용화될 수 있습니다.”

만약 쓰레기 매립지에서 채굴을 하려는 주목받는 광부들이 유럽에서 성공한다면, 그들은 이 기술이, 매립지 규제가 잘 이루어지지 않고 오염 물질을 포함할 수 있는 개발도상국으로 확대되기를 꿈꿉니다. 많은 사람들에게 이 일은 단지 쓰레기 매립지에서 자연 자원을 얻는 것이 아닙니다. 그들은 쓰레기가 자원으로 재활용되고, 폐기물이 순환 경제의 일부가 되기를 바랍니다. 유토피아적인 비전이긴 하지만, 자원이 점점 부족해짐에 따라, 이런 쓰레기 매립지에서의 채굴이 더 매력적으로 보이는 건 어쩔 수 없네요!

이 기사의 원문인 ‘One Man’s Trash… (2018.9)’은 Anthropocene에 있습니다(http://www.anthropocenemagazine.org/2018/09/one-mans-trash/)