물과 채소를 한 번에. 아쿠아포닉스 산업화 위한 신기술 2건 도 해양수산자원연구소 세계 최초 개발. 특허 등록

물과 채소를 한 번에. 아쿠아포닉스 산업화 위한 신기술 2건 도 해양수산자원연구소 세계 최초 개발. 특허 등록

○ 지난 5월 세계 최초 2건의 특허 등록

- 아쿠아포닉스 전용 사료 및 그 제조방법

- 아쿠아포닉스 시스템을 이용한 저 pH 조건에서 수산생물 양식 및 식물재배 방법

○ 기술 개발, 실용화를 통해 도내 농어업 6차산업 발전과 농·어가 소득증대 유도

 

문의(담당부서) : 해양수산자원연구소 | 2020.06.09 05:40:00

 

물과 채소를 한 번에. 아쿠아포닉스 산업화 위한 신기술 2건 도 해양수산자원연구소 세계 최초 개발. 특허 등록

○ 지난 5월 세계 최초 2건의 특허 등록

- 아쿠아포닉스 전용 사료 및 그 제조방법

- 아쿠아포닉스 시스템을 이용한 저 pH 조건에서 수산생물 양식 및 식물재배 방법

○ 기술 개발, 실용화를 통해 도내 농어업 6차산업 발전과 농·어가 소득증대 유도

 

문의(담당부서) : 해양수산자원연구소 | 2020.06.09 05:40:00

물과 채소를 한 번에. 아쿠아포닉스 산업화 위한 신기술 2건
도 해양수산자원연구소 세계 최초 개발. 특허 등록

○ 지난 5월 세계 최초 2건의 특허 등록
- 아쿠아포닉스 전용 사료 및 그 제조방법
- 아쿠아포닉스 시스템을 이용한 저 pH 조건에서 수산생물 양식 및 식물재배 방법
○ 기술 개발, 실용화를 통해 도내 농어업 6차산업 발전과 농·어가 소득증대 유도

경기도해양수산자원연구소(연구소)가 최근 농가의 관심을 모으고 있는 친환경 양어·농업 시스템 ‘아쿠아포닉스(Aquaponics)’와 관련해 2가지 기술을 세계 최초로 개발, 특허등록을 마쳤다고 9일 밝혔다.
‘아쿠아포닉스’는 물고기 양식(Aquaculture)과 수경재배(Hydroponics)의 합성어로 물고기와 작물을 함께 길러 수확하는 방식을 말한다. 물고기를 키우면서 발생하는 유지물질이 식물의 영양분이 되고, 식물은 수질을 정화시켜 물고기의 사육에 적합한 수질 환경을 유지하는 장점이 있다.
연구소가 개발한 기술은 ‘아쿠아포닉스 전용사료 및 그 제조방법’과 ‘아쿠아포닉스 시스템을 이용한 저 pH(수소이온농도) 조건에서의 수산생물 양식 및 식물재배 방법’이다.
‘아쿠아포닉스 전용 사료 및 그 제조방법’은 현재 판매되는 물고기 사료로 아쿠아포닉 시스템을 운영할 경우 엽채류 성장에 필요한 염양염(칼륨ㆍ인ㆍ철)이 부족해 화학약품 첨가가 필요한 점을 보완한 것이다. 아쿠아포닉스 전용 사료 제품은 이번이 세계 최초로 별도 화학약품 추가가 필요 없다.
‘아쿠아포닉스 시스템을 이용한 저 pH(수소이온농도) 조건에서의 수산생물 양식 및 식물재배 방법’은 수질 관리와 관련된 기술이다. 이 기술은 유용미생물을 활용해 물의 저산성(pH 5.0~6.0) 상태를 유지하는 것이 핵심이다. pH(1.0~14.0)는 물의 산성이나 알칼리성의 정도를 나타내는 수치로 7.0이 중성이며, 현재까지 아쿠아포닉스는 pH 7.0 인근이 가장 이상적인 것으로 알려져 왔다.
이번 특허기술은 기존 관념을 깨고 저 pH 상태에서 어류와 식물을 생산했을 때도 성장에 문제가 없었고, 어류에 기생하는 기생충과 세균의 번식이 잘 일어나지 않는 장점까지 찾아냈다.
도 해양수산자원연구소는 이런 방식을 우리말로 하이브리드 미생물 총기술 아쿠아포닉스 (HBFT-AP. Hybrid Biofloc technology Aquaponics)로 정의해 학계에 보고했다.
경기도해양수산자원연구소는 경기도농업기술원과 공동으로 지난 2016년부터 아쿠아포닉스 관련 연구를 수행하고 있다. 2018년부터는 아쿠아포닉스 연구가 농림축산식품부 농림식품기술기획평가원(IPET)의 국가 연구개발과제로 선정돼 주관기관인 경기도농업기술원과 함께 ‘고부가가치 6차산업 기반형 아쿠아포닉스 모델 개발 및 산업화’ 과제를 수행 중이다.
연구소는 국가 과제 수행기간 동안 이번 특허등록 2건을 비롯해 한국학술등재지인 한국수산과학회지에 논문 2편을 게재했고, 프랑스와 독일에서 개최한 국제학술학회에 4편의 학술 논문을 발표하는 성과를 거뒀다.
강병언 경기도 해양수산자원연구소장은 “현재 경기도농업기술원과 함께 아쿠아포닉스를 운영하거나 시도하려 하는 안성, 포천, 여주 3곳의 농가에서 5월부터 현장 실용화 시험을 진행 중”이라며 “앞으로 기존 양어·농업 시스템과의 경제성 검토를 통해 도내 농·어가에 보급할 방침이다”라고 말했다.

<참고 자료>

- 해양수산자원연구소, 아쿠아포닉스 6차 산업화를 위한 -
특허 등 연구성과 창출

￭ 농어업을 융합한 친환경적인 양식산업 기술은 경기도의 농어업 6차산업의 발전에 중요한 기회 요인으로 가능성 확인
￭ 타 부서와 유사한 사업 추진 시 부서 간 유연한 업무협조 및 공동연구를 통해 국내 농어업 R&D 분야 선도

□ 사업개요
○ 연구기간 : 2016 ~ 2020년 (5년간)
※ IPET(농림축산식품부 연구개발과제) : 2018～2020(3년간)
○ 연구내용
- 농업기술원(원예산업연구과 도시농업팀)과 공동연구를 통한 복합시스템 개발
- 기존 시스템(양어 및 원예)과 경제성 검토를 통해 농어가 보급 확대
□ 농림식품기술기획평가원(IPET) 연구개발과제 현황
○ 과제기간 : 2018. 4. 26 ~ 2020. 12. 31(3년)
○ 연 구 비 : 687,500천원 (민간 135,000천원)
○ 참여기관 : 경기도농업기술원 (주관기관), 경기도해양수산자원연구소(협동기관), 이산엠텍(협동기관)
○ 주요내용
- 경기도농업기술원 : 어류양식 + 수경재배(엽채류, 과채류)의 아쿠아포닉스(Aquaponics) 산업화 모델 개발
- 경기도해양수산자원연구소 : BFT 양식 적용 매뉴얼 및 아쿠아포닉스 전용사료 개발
- 이산엠텍 : 고성능 아쿠아포닉스 여과기 개발

보충1

친환경 아쿠아포닉스 산업화 기술 개발

아쿠아포닉스(Aquaponics) 개념
❍ 물고기 양어기술(Aquaculture)과 채소수경재배(Hydroponics) 기술을 융·복합 한 환경 친화적인 기술임
※ 양어는 무항생제로 채소는 무농약 · 무비료로 재배하는 모델임
□ 아쿠아포닉스의 원리
❍ 물고기의 배설물(암모니아)을 수중 미생물이 질산으로 분해하면, 식물은 이를 흡수하여 성장에 이용하면서 수질도 정화하여 물고기의 사육에 적합한 환경을 유지하는 단일의 순환 생태계를 조성 → 아쿠아포닉스 전용 여과기 개발 필요
아쿠아포닉스의 장점
❍ 일반 양어장 대비 물 절약 90% → 채소가 영양분으로 흡수하여 정화
※ 하천 부영양화 및 환경오염 방지에 기여
❍ 물고기의 배설물을 비료화 하는 수경재배 기술 → 화학비료 100% 절감
❍ 무농약, 무항생제의 친환경 이미지로 농산물의 부가가치 증대
❍ 신산업 창출에 의한 농업인 소득증대 및 일자리 창출
❍ 물고기 양어 및 채소 수경재배 관련 산업체 전후방 성장 기회 부여
- 체험, 관광, 치유농업 등 다양한 6차산업 활용 가능
문제점
❍ 뱀장어, 새우 등 고가의 물고기 양어 시 초기 투자비용의 증가
- 물고기 생육적온(30℃)과 채소 생육적온(22℃) 유지 에너지 비용증가
❍ 채소 및 물고기의 판로 확보가 필요하며 품질, 맛, 안전성 검토
❍ 무항생제 및 무농약 재배에 따른 안전재배기술 확립 필요
아쿠아포닉스 영양분의 불균형 해소 방안
❍ 물고기 양식 밀도와 사료 투입양 조절 : 엽채류 6kg/톤, 과채류 10kg/톤
❍ 아쿠아포닉스 전용으로 개발된 사료 사용 (특허권)
❍ 저 pH 수질관리로 식물의 영양염 생리장해 예방 (특허권)
❍ 기능성 여과재로 부족한 영양분 보급 등 (특허 출원 중)
세계 아쿠아포닉스 산업 현황

❍ 세계 아쿠아포닉스 산업 전망(출처 : Future market insight, 2018)
- 연평균 성장률 (2018∼2028) : 7.4%
- 생산액 전망(2028) : 약 88조원(789억 달러)
❍ 미국의 기업적 아쿠아포닉스 산업화 사례(Superior Fresh)
- 지역 : 미국 윈스콘신주(Hixton)
- 규모 : 농장 720 에이커(90만평), 연어 생산시설 40,000㎡(12,000평)
- 채소 생산 : 샐러드용 상추, 허브 등 연간 900톤 생산
❍ 국내 아쿠아포닉스 성공 사례
- 충북 진천 소재의 「만나 CEA」 는 청년 농업인이 아쿠아포닉스 친환경
스마트팜 상업화 가능성 제시
- 물고기로 키운 채소를 브랜드화 하여 고가 판매
○ 국내 아쿠아포닉스 산업의 문제점
- 양어하는 물고기의 판매가 어려운 어종(틸라피아)으로 경제성 미확보
- 투자자 중심의 폐쇄적 운영으로 일반 농업인 확대 보급 가능성 낮음
□ 실증시험 농가현황(3개소 : 안성 1, 여주 1, 포천 1)

소 재 지
작 목
면 적(m2)
비 고
안성
엽채류
1,000
고설식
여주
엽채류
2,000
바닥식
포천
상추
1,000
바닥식