[영국] 사막에 생명을 가져다 줄 바닷물 온실 시스템
지구상에서 가장 덥고 메마른 지역에서 바닷물을 농작물 경작에 활용할 수 있는 온실 시스템이 영국 Aston 대학교 연구진에 의해 개발되었다. 연구진은 국제 프로젝트에 파트너로 참여 중인 산업체와 공동으로 이번 연구를 진행하였다. 이번 온실 시설은 아프리카 대륙 북동부의 특별하게 선택된 지역에 설치되었으며, 해당 지역은 온도가 주기적으로 40도를 넘나들며 수자원이 매우 빈약하고 식량 불안정이 매우 높은 곳이다. 이러한 기후로 인해 전통적인 농업은 거의 불가능하며 상황 또한 계속 악화되고 있다.
연구진은 공동 프로젝트를 통해, 해당 지역의 사람이 살기 어려운 조건을 극복하고 농작물 생산량을 극적으로 증가시켜 농부들에게 안정적이고 지속가능한 수입이 제공될 수 있도록 바랐다. 소말리아의 경우, 국토의 단 1.5%만이 경작 가능한 토지로, 연평균 농작물 생산량이 ha당 0.5톤에 불과하다. 일반적인 온실 조건에서는 ha당 700톤의 농작물 생산이 가능하다.
온실에서 길러진 농작물의 생산량과 품질은 일반적으로 전통적인 노지 경작에 비해 높은 편이며, 물과 영양분 사용량 또한 더욱 경제적인 편이다. 이번에 개발된 혁신적인 온실 시설을 설치한 즉시, 태양에너지를 이용하여 근해에서 양수한 바닷물을 담수처리 공정을 통해 경작에 적절한 담수로 전환하였다. 여분의 바닷물을 온실 시설의 저비용 그물 구조 내부의 공기와 접촉시킴으로써, 온실 외벽의 온도를 떨어뜨리고 습기를 공급할 수 있도록 하였다. 이를 통해 식물의 증산 작용을 억제할 수 있다. 또한 담수화 과정에서 발생한 바닷물 염 추출물은 식품 조리와 보관에 활용될 수 있다.
Aston 대학교 Philip Davies 박사와 Sotos Generalis 박사는 이번 프로젝트에 참가하면서, 해수 냉각, 염수 담수화, 기류 역학과 관련한 전문 지식을 제공하였으며, 온실 시설의 구조와 배치 설계에 조력하였다. 또한 소말리아 Gollis 대학교의 교수진 및 시워터그린하우스(Seawater Greenhouses)社와 함께 공동으로 프로젝트를 수행하였다.
Philip Davies 박사는 “이번 프로젝트가 아프리카 북동부 지역민들의 미래에 엄청난 차이를 만들어 줄 것으로 여겨진다. 이는 해당 지역의 인구 증가를 위한 투자에도 매우 필요한 부분이다. 우리 연구진은 소말리아의 파트너들과 긴밀하게 작업을 수행할 것이며, 해당 지역의 도전과제에 대한 이해를 넓히고 이번 프로젝트를 효과적으로 완수할 것”이라고 강조하였다.
2050년까지, 식량 수요를 만족하기 위해서는 전세계 농업 산출량이 현재 수준에서 60% 가량 증가된 수준이어야 할 것으로 예상된다. 규모적 측면에서 농업 산출량은 물과 같은 자원 부담의 증가로 이어지지만, 담수 부족 문제는 이미 심각한 문제로 대두되고 있다. 계속적으로 증가하는 이러한 수요를 만족시킬 수 있는 담수와 해수 온실 활용은 빠르게 퍼질 것으로 예상된다. 약 722,000파운드 규모의 이번 아프리카 북동부 온실 프로젝트는 영국의 국제개발부의 지원으로 수행되었다.
[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2015년 7월 17일]
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Seawater greenhouses to bring life to the desert
Greenhouses that will use seawater to grow crops in one of the hottest and driest places on earth will be designed by researchers at Aston University working with industry partners as part of an international project.
The installations are to be erected in specially selected sites across the Horn of Africa, a region where temperatures regularly breach 40°C, water is scarce and food insecurity is very high. Due to the climate, conventional agriculture has been severely marginalised and the situation is worsening.
The project aims to overcome the region's inhospitable conditions to help farmers drastically increase their crop yields, providing them with a consistent, sustainable income. Currently in Somalia, only 1.5% of the country's land is cultivated and average annual crop yields per hectare are just 0.5 tons -- compared to 700 tons per hectare in commercial greenhouses.
The productivity and quality of crops cultivated in greenhouses is typically much improved upon traditional open field cultivation and the use of water and nutrients is much more economical. Once installed, the innovative greenhouses will pump seawater from the sea using solar energy and convert it into freshwater for irrigation via the desalination process. The remaining seawater will be brought into contact with the air inside the low-cost net structures of the greenhouses, creating a cool and humid breeze to reduce plant transpiration. Salt extracted from the seawater will be utilised in cooking and preserving food.
A team from Aston, led by Dr Philip Davies and Dr Sotos Generalis, will provide their expertise in areas relating to seawater cooling, desalination of saline water and airflow dynamics, helping to design the structure and the layout of the greenhouses. They will collaborate on the project with fellow academics at Gollis University, in Somaliland, and the firm, Seawater Greenhouses Ltd that is leading the whole project.
Dr Philip Davies, of the School of Engineering and Applied Science, said: "I think the project could really make a difference to peoples' futures in the Horn of Africa, which is very much in need of investments to provide for its growing population. We will be working very closely with our partners in Somaliland to increase our understanding of the local challenges and to make sure our contributions are effective."
By 2050, global agricultural output will need to increase by 60% on current levels to meet demand for food. Agricultural output on such a scale will put an increased strain on resources such as water -- with lack of fresh water already being an acute problem. The use of desalination and seawater greenhouses is expected to rise quickly to meet growing demand.
The £722k greenhouse project in the Horn of Africa is funded by Innovate UK with support from the Department for International Development under the Agri-tech Catalyst Industrial Research strategy.
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