지구 식량 공급의 역사, 현재, 그리고 미래
서론: Malthusian 재앙론에 대한 반론과 식량 시스템의 중요성
Vaclav Smil의 "세계를 먹여 살리는 방법 – 식량의 역사와 미래(How to Feed the World - The History and Future of Food)"(2024)는 식량 생산과 소비에 대한 통념을 비판하며, 비관주의적인 재앙론(catastrophism)은 대부분 과장되거나 사실에 기반하지 않는 경우가 많다는 점을 강조한다. 저자는 토마스 로버트 맬서스(Thomas Robert Malthus)의 1798년 저작 "인구론(Essay on the Principle of Population)"에서 시작된 "인구 증가가 식량 공급을 앞지른다"는 우려가 지속되어 왔지만, 맬서스조차도 후기 저작에서는 더 낙관적인 견해를 보였다고 지적한다.
조지 몬비오(George Monbiot)와 같은 현대 비평가들의 "글로벌 식량 시스템 붕괴"에 대한 경고는 "의심스러운 주장과 노골적인 오보의 바다"의 예시로 제시된다. Smil은 이러한 주장이 "사람들의 삶의 많은 기본적인 현실에 대한 이해 부족과 순수한 무지"에서 비롯된다고 비판하며, 사실과 숫자가 의견과 감정보다 훨씬 중요하다고 주장한다. 그는 급진적인 혁신보다는 점진적인 변화의 힘을 옹호하며, 현재 전 세계 식량 생산량이 1인당 약 3,000kcal에 달하지만, 일일 식량 낭비가 1인당 약 1,000kcal에 이른다는 현실을 지적한다.
이 문서는 식량 생산의 생물리학적 기초, 영양학적 요구사항, 그리고 식량 시스템의 환경적 영향에 대한 양적 접근을 통해 다음의 핵심 주제들을 다룬다:
◦ 농업의 근본적인 역할과 인류 문명 발전의 필수 조건으로서의 중요성.
◦ 소수의 작물과 가축이 주식으로 선택된 이유.
◦ 광합성 및 기타 주요 투입물의 비효율성.
◦ 가축 사육의 선택과 효율성.
◦ 식량 시스템의 진정한 경제적, 환경적 비용.
◦ 건강한 식단을 위한 증거 기반 권고 사항.
◦ 성장하는 인구를 먹여 살리는 데 있어 의심스러운 해결책과 효과적인 해결책.
1. 농업의 근본적인 역할과 인류 문명 발전의 필수 조건
인류는 약 600만 년 전 영장류로부터 분리되었고, 약 30만 년 전 호모 사피엔스가 출현했다. 초기 인류는 소규모의 흩어진 집단에서 수렵채집 생활을 했다. 침팬지 식단을 통해 유추할 수 있듯이, 이들은 다양한 식물과 작은 동물을 먹었다. 침팬지는 하루 종일 식량을 찾는 데 시간을 보내지만, 과일 위주의 식단은 집단 규모를 제한한다. 침팬지 밀도는 제곱킬로미터당 1.5마리에서 많게는 4마리까지 가능하며, 인류 수렵채집 집단의 평균 인구 밀도는 제곱킬로미터당 0.25명이었다. 수렵채집으로는 오늘날과 같은 고밀도 도시 환경에서 생존하는 것이 불가능하다.
농업의 출현은 인구 증가를 가능하게 한 결정적인 전환점이었다. 약 1만2천 년 전 중동 여러 지역에서 시작된 작물 및 동물 가축화는 인구 밀도를 훨씬 높일 수 있게 했다. 이는 "신석기 혁명"으로 불리기도 하지만, 저자는 점진적인 발전의 과정이었음을 강조한다. "점진적인 채택과 정착 농경의 확산만이 도시를 중심으로 한 더 인구 많고 계층적인 사회를 지탱할 수 있었다." 농업은 예측 가능하고 집중된 식량 생산을 가능하게 했고, 잉여 식량 저장 능력은 농업 인구가 수렵채집 집단보다 훨씬 더 커질 수 있도록 했다.
초기 농업 사회의 식량 생산량은 단위 토지당 100배 더 많은 사람들을 부양할 수 있었고, 기원전 2,700~2,200년 이집트 고왕국 시대에는 헥타르당 약 1.3명, 로마 시대에는 최소 두 배로 증가했다. 19세기 초에는 영국과 네덜란드에서 헥타르당 3명 이상을 부양할 수 있었다.
오늘날 전 세계 식량 생산량은 1헥타르당 평균 5명을 먹여 살릴 수 있다. Smil은 침팬지처럼 과일과 잎을 먹거나, 빙하기 사냥꾼처럼 대형 동물을 사냥하는 등 다른 식량 확보 전략으로는 인구 증가나 문명 발전을 지탱할 수 없었을 것이라고 주장한다. 심지어 섬유질 식물을 소화하는 소나 흰개미와 같은 능력을 갖추더라도, 인간과 같은 행동이나 지성을 가진 유기체는 불가능했을 것이다. 즉, 작물과 동물의 가축화가 인류의 유일한 대규모 식량 확보 방법이었고, 이는 문명 성장의 주된 동력이었다.
"에너지는 문명의 성장을 촉진한다 – 에너지는 모든 것의 성장을 촉진한다." 사탕수수처럼 에너지 밀도가 높은 작물도 있지만, 단백질이나 지방, 필수 미네랄이 부족하여 주식이 될 수 없다. 결국, "길들여진 곡물과 콩과식물 곡물의 수확에 주로 의존해왔으며, 앞으로도 계속 의존할 것이다."
2. 소수의 작물과 가축이 주식으로 선택된 이유
식물학적으로 거의 40만 종의 관다발 식물이 있지만, 단 20종의 작물이 연간 수확량의 75%를 차지하며, 쌀과 밀 두 종만으로 전 세계 식량 에너지의 35%를 공급한다. 작물 가축화는 약 1만3천 년 전에서 5천 년 전 사이에 7개 이상의 지역에서 이루어졌다. 가축화된 작물의 가장 중요한 변화는 곡물 유지력(비탈곡성), 식용 부분의 크기 증가, 쓴맛 감소 등이다. 야생 바나나가 단단한 씨앗으로 가득한 반면, 재배 바나나는 거의 씨앗이 없다.
주식은 높은 수확량, 널리 받아들여지는 맛, 소화 용이성, 장기 저장 가능성, 그리고 필수 영양소를 충분히 공급하는 능력이라는 기준을 충족해야 했다. 곡물과 콩류의 조합은 이 모든 요구사항을 충족했다. 밀(350 kcal/100g)은 일반 채소(20 kcal/100g 미만)보다 18배, 일반 과일(50 kcal/100g 미만)보다 7배 더 에너지 밀도가 높다. 하루에 필요한 에너지 2,200kcal를 채소로만 얻으려면 5-8kg을 먹어야 하지만, 통곡물로는 640g이면 충분하다.
곡물은 라이신이 부족하고, 콩류는 메티오닌과 시스틴이 부족하다. 따라서 영양학적으로 최적의 혼합은 곡물과 콩류의 조합이었다. 예를 들어, 중국에서는 쌀과 밀, 콩의 조합으로 단백질에서 소화 에너지의 최대 34%를 얻을 수 있었다.인도에서는 달(렌틸콩)과 쌀의 조합이 흔했다.
이러한 주식의 지배적인 역할은 장기간 계획, 수확량 관리, 보관, 그리고 운송 기술의 발전을 촉진했다. 로마 제국과 고대 중국에서는 대규모 곡물 창고가 건설되었고, 이는 식량 공급의 안정성을 높였다.
일부 비평가들은 농업을 "인류 역사상 최악의 실수"로 평가하기도 하지만, Smil은 이러한 주장이 "오염되지 않은 문명", "고결한 야만인"과 같은 낭만적인 이상화에 기반하며, 수렵채집 사회의 영양실조, 식량 불안정, 조기 사망, 높은 폭력율을 무시한 것이라고 반박한다.
최근 "밀이 모든 전쟁을 합친 것보다 더 많은 사람을 죽였다"는 식의 주장이 있지만, Smil은 이를 "터무니없는 살인자 밀 주장"이라고 일축한다. 이탈리아와 스페인 등 밀을 많이 소비하는 국가들의 높은 기대 수명은 이러한 주장이 근거 없음을 보여준다.
결론적으로, 인류의 지속적인 인구 증가와 경제적, 사회적, 문화적 발전은 가축화된 작물, 특히 곡물과 콩류의 수확에 의존해왔으며, 이는 앞으로도 변하지 않을 것이다.
3. 광합성 및 기타 주요 투입물의 비효율성
모든 식량은 광합성에서 시작되지만, 이 과정은 놀랍도록 비효율적이다. 광합성은 태양 복사 에너지를 이용하여 이산화탄소, 물, 필수 영양소(질소, 인, 칼륨 등)로부터 새로운 식물 물질을 합성한다. 하지만 Smil은 광합성 효율이 "뉴코멘(Newcomen) 또는 기껏해야 와트(Watt)의 18세기 증기 엔진 수준에 불과하다" 고 지적하며, 이는 현대 터빈이나 심지어 훈련된 근육의 효율성(16~21%)에 비하면 훨씬 낮다.
광합성 효율이 낮은 주된 이유는 다음과 같다:
◦ 식물은 태양 복사 에너지의 전체 스펙트럼(자외선, 가시광선, 적외선)을 사용하지 못하고, 가시광선 스펙트럼의 일부(400~740nm)만 사용 가능하다.
◦ 광합성 활성 복사량(PAR)의 절반 미만이 이용 가능하며, 이 중 녹색 스펙트럼의 상당 부분이 반사된다.
◦ 새로 생산된 식물 물질의 상당 부분이 광호흡(photorespiration)이라는 역반응을 통해 소모된다.
◦ 식물 구조와 기능 유지를 위한 필수적인 호흡(respiration) 과정에서 에너지가 소모된다.
그 결과, 수확된 곡물의 화학 에너지로 전환되는 태양 에너지의 비율은 0.27%에 불과하다. C4 작물(옥수수, 수수, 기장, 사탕수수)은 광호흡 손실이 없어 C3 작물(밀, 쌀 등)보다 효율이 높지만(최대 6%), 식용 수확량으로 계산하면 여전히 매우 낮다.
◦ 물과 질소는 광합성의 다른 필수 투입물이며, 이들의 손실도 매우 높다.
물: 식물은 1g의 탄소를 새로운 식물 물질에 통합하기 위해 400~1,600g의 물을 증산시켜야 한다. 이는 대기 중 이산화탄소 농도와 잎 내부 및 외부의 수증기압 차이 때문이다. 물 부족은 작물 생산의 가장 흔한 제한 요인이며, 농업은 전 세계 담수 자원 사용량의 약 80%를 차지한다. 곡물 1톤을 생산하는 데 평균 약 1,600톤의 물이 필요하며, 커피는 1톤당 약 18,000톤의 물이 필요하다.
◦ 질소: 질소는 가장 많이 필요하고 수확량에 가장 큰 영향을 미치는 다량 영양소이다. 합성 비료로 투입된 질소 화합물은 흡수되기 전에 물, 공기, 토양으로 손실되는 경향이 있다. 질소 사용 효율(NUE)은 2000년에 전 세계적으로 약 35%였으며, 나머지는 침출, 토양 침식, 가스 배출로 손실된다.
이러한 비효율성에도 불구하고, 지구에 도달하는 태양 에너지의 양은 식량 생산을 제한하지 않는다. 효율성 개선은 관개, 비료 사용, 고수확 품종 도입 등 농업 관행 개선을 통해 이루어졌다.
4. 소수의 가축이 선택된 이유: 크기, 대사, 행동, 식습관
지구상에 거의 6,500종의 포유류와 거의 10,000종의 조류가 있지만, FAO 통계는 16가지 범주의 가축만 집계한다. 이들은 대부분 초식동물이거나 기회주의적인 잡식동물이다. 가장 많은 포유류 가축은 **소(15억 마리), 양(12.5억 마리), 염소(11억 마리)**와 같은 반추동물이다. 닭은 약 330억 마리로 다른 가축 조류를 압도한다.
가축 선택에는 다음과 같은 요소들이 중요하게 작용했다:
◦ 크기: 온혈동물의 기초 대사율(단위 체중당 휴식 시 필요한 에너지)은 몸 크기가 커질수록 감소한다. 400kg 소는 40kg 양보다 단위 체중당 약 60% 적은 에너지가 필요하다. 작은 동물은 고기 생산량이 너무 적어 대규모 식량원이 될 수 없다.
◦ 식습관 (영양 단계): 식량 피라미드의 2단계인 초식동물은 식물에 직접적으로 의존하므로 가장 풍부하다. 반추동물은 리그노셀룰로스성 식물 물질을 소화할 수 있어 광대한 바이오매스를 활용할 수 있다.
◦ 사회 조직 및 행동: 양은 강한 무리 본능을 가지고 있으며, 염소도 무리를 이룬다. 소는 인간의 얼굴을 인식하고 온순하며 쉽게 무리를 지을 수 있다.
◦ 적응성: 돼지는 다양한 기후에 적응할 수 있으며, 잡식성이라 사육하기 쉽다.
소는 주로 고기가 아니라 근육 노동력(쟁기질, 운송)과 고품질 단백질원(우유) 때문에 가축화되었다. 수세기 동안 황소는 아시아, 아프리카, 유럽, 아메리카에서 지배적인 역축이었다. 19세기 후반부터 넓은 목초지에서 길러진 소고기 생산이 증가했고, 내연기관의 도입으로 말이 대체되면서 사료용 곡물 생산이 크게 늘어나 소고기 생산이 확대되었다.
육류 섭취의 효율성은 다음과 같다:
◦ 사료 효율: 닭은 사료 1kg당 생체중 1.6kg으로 가장 효율적이며, 돼지(5kg), 소(12kg) 순이다. 식용 가능한 고기량으로 환산하면 닭고기 2.7, 돼지고기 9, 소고기 30이다. 이는 소고기 생산이 닭고기보다 10배 이상 많은 사료 에너지를 필요로 함을 의미한다.
◦ 환경 영향: 소의 반추 과정에서 발생하는 메탄 배출은 기후 변화에 기여한다. 전 세계 가축 공급망은 2010년에 81억 톤의 CO2 상당 배출량을 기록했으며, 소가 약 60%를 차지한다. 소고기 1톤당 물 사용량은 22,000톤에 달한다.
◦ 영양 단계: 순수한 식물 식단은 영양 단계 2.0에 해당하며, 육류 중심 식단은 3.0에 가깝다. 육류 섭취 증가는 생물권 자원에 더 큰 부담을 준다.
양식업은 육류 생산의 환경적 영향을 줄이는 대안으로 부상했다. 2019년 양식 생산량은 8,500만 톤 이상으로 야생 어획량을 넘어섰다. 초식성 어종(잉어 등)은 효율이 높지만, 육식성 어종(연어, 송어)은 여전히 사료로 야생 어종을 필요로 한다. 하지만 사료 조제 기술의 발전으로 사료 어분과 어유 생산은 2000년에서 2020년 사이에 안정적인 수준을 유지했다.
Smil은 동물성 식품 섭취에 대한 도덕적 논쟁에 대해 "생물학은 진화의 관점에서 볼 때만 의미가 있다"는 테오도시우스 도브잔스키(Theodosius Dobzhansky)의 말을 인용하며, 인간은 잡식성이라는 진화적, 생리적 현실과 동물 가축화의 오랜 역사적 이점을 부인할 수 없다고 주장한다. 동물을 인도적으로 대하고 적당히 소비해야 한다는 것은 명백한 경고이지만, 동물 가축화를 후회하거나 동물성 식품 섭취를 혐오스럽게 볼 이유가 없다고 결론 내린다.
5. 식량의 진정한 경제적, 환경적 중요성
현대 경제학에서 농업은 GDP의 극히 일부(2020년 전 세계 GDP의 4%)만을 차지하는 주변적인 분야로 간주된다. 하지만 이는 필수품과 소비재 간의 가치 평가를 제대로 구분하지 못하는 오류라고 Smil은 지적한다. 예를 들어, 2021년 전 세계 스마트폰 시장 가치는 약 4,000억 달러로, 이는 같은 해 전 세계 밀과 쌀 수확량 가치와 거의 동일하다. 하지만 스마트폰의 갑작스러운 사라짐이 13억 톤의 주식 손실만큼의 재앙을 초래하지는 않을 것이다.
Smil은 농업의 진정한 경제적 중요성을 파악하기 위해 "농업"의 정의를 확장해야 한다고 주장한다. 전통적인 농업은 경작, 사육, 어업 외에도 도구 제작, 가공, 운송, 판매 등 다양한 외부 투입물과 노동에 의존했다. 오늘날의 식량 시스템은 훨씬 더 복잡해졌다.
식량 시스템의 진정한 비용과 영향:
• 에너지 비용: 식량 생산 및 공급망 전체(생산, 가공, 포장, 운송, 도소매, 준비, 폐기물 처리)에 걸친 에너지 소비는 전 세계 연간 1차 에너지 공급량의 20~25%에 달한다고 추정된다. 이는 표준 경제 계정의 1~4%와는 엄청난 차이를 보인다.
• 환경 영향: 식량 생산은 환경에 막대한 부담을 준다:
◦ 물 사용: 작물 재배 및 동물 사육은 **전 세계 물 인출량의 72%**를 차지한다.
◦ 토지 사용: 경작지와 방목지는 **빙하를 제외한 토지의 약 36%**를 차지한다.
◦ 질소 순환: 합성 질소 비료의 사용은 복잡한 지구 질소 순환에 가장 큰 인위적 간섭을 초래한다.
◦ 온실가스 배출: 전 세계 식량 시스템은 **전체 온실가스 배출량의 약 34%**를 차지한다. 이 중 40%는 농업 투입물(비료)에서, 3분의 1은 토지 사용 변화에서, 29%는 운송, 가공, 포장, 소매, 소비, 폐기물 처리에서 발생한다.
환경 문제의 심각성: FAO의 보고서는 전 세계 토지 및 수자원이 "한계점에 도달하고 있다"고 경고한다. 특히 우려되는 환경 문제로는 아마존의 지속적인 벌채, 인도의 지하수 고갈, 중국 농업 토양의 중금속 오염, 네덜란드의 과도한 질소 오염, 미국 남서부의 심화되는 건조화 등이 있다. 이러한 문제들은 인구 밀도가 높거나 주요 식량 생산 지역에서 더욱 심각하다.
Smil은 이러한 환경적 부담을 금전적으로 평가하는 것은 어렵지만, "표준 경제 평가는 글로벌 식량 시스템의 기여와 비용을 엄청나게 과소평가해왔다" 는 점은 분명하다고 강조한다.
6. 건강한 식단을 위한 권고 사항
Smil은 "건강한 삶과 놀라운 장수의 가장 좋은 토대를 제공하는 실제 식량 섭취량과 인간의 기본 식량 요구 사항"을 제시하고자 한다.
◦ 영양학적 지식의 발전: 19세기 후반부터 시작된 영양학의 발전은 식량 에너지, 탄수화물, 섬유질, 지방, 단백질 및 아미노산에 대한 상세한 권장 섭취량을 설정하는 데 기여했다.
◦ 식량 공급과 결핍: FAO 데이터에 따르면 대부분의 선진국과 중진국은 1인당 일일 식량 에너지 공급량이 3,000kcal를 훨씬 넘는다. 하지만 전 세계 인구의 약 10%는 여전히 영양 부족을 겪고 있으며, 이는 주로 "만성적인 높은 수준의 빈곤과 소득 불평등" 때문이다. 식량 생산량 부족보다는 식량 접근성 문제가 더 크다.
◦ 다량 영양소 (Macros): 탄수화물은 전체 식량 에너지의 45~65%, 지방은 20~35%, 단백질은 10~35%를 공급해야 한다. 단백질 섭취량은 선진국과 중국에서 필요량보다 훨씬 높지만, 방글라데시와 에티오피아에서는 부족하다.
극단적인 식단에 대한 비판:
◦ 비건주의: Smil은 "인류 종의 진화와 특정 영양 요구 사항은 비건주의를 인구 전체의 선택으로 추천할 근거를 제공하지 않는다"고 주장한다. 동물성 식품을 섭취하지 않으면 임신, 유아기, 아동기, 사춘기 등 특정 시기에 영양 결핍 위험이 커질 수 있다.
◦ 구석기 식단 (Paleolithic diet): 고기를 많이 섭취하는 구석기 식단은 "특히 망상적" 이며, 필요한 고기 양을 공급하려면 동물성 사료 생산량을 현재보다 훨씬 더 늘려야 하는 환경적 부담을 간과한다고 지적한다.
◦ 식물성 대체육: 두부와 같은 전통적인 콩 제품은 오랫동안 존재했지만, 육류 소비를 대체하지 못했다. 최근 식물성 "고기" 제품의 판매 증가에도 불구하고, 아직 육류 시장의 극히 일부만을 차지하고 있으며, 2030년까지도 육류 판매량의 10%를 넘지 못할 것으로 예상된다.
지방에 대한 논란: 심혈관 질환과 관련하여 포화지방 섭취에 대한 초기 권고(예: Framingham Heart Study, Ancel Keys의 Seven Countries Study)는 이후 연구에서 복잡성이 드러났다. Smil은 "포화지방 섭취가 전반적인 사망률이나 심혈관 질환 사망률 증가로 이어지지 않았다" 는 새로운 연구 결과를 인용하며, 특정 음식이나 영양소보다는 "식단의 전반적인 구성"에 초점을 맞춰야 한다고 강조한다.
미량 영양소 결핍: Smil은 "미량 영양소 결핍은 비교적 적은 비용으로 해결할 수 있는 가장 시급한 과제 중 하나"라고 말한다. 비타민 A, 요오드, 철, 아연 결핍은 특히 아프리카, 아시아, 라틴아메리카의 빈곤층 어린이와 여성에게 심각한 영향을 미친다. 식량 강화(fortification) 및 보충제 배포는 매우 효과적인 공중 보건 개입이며, 예방접종 다음으로 비용 효율성이 높다.
7. 성장하는 인구를 위한 식량 공급: 의심스러운 해결책
Smil은 21세기 중반까지 전 세계 인구(약 90억 명 예상)에게 충분한 영양을 공급하면서 환경 영향을 줄이는 세 가지 과제를 제시한다:
1) 기존 식량 생산량 확대.
2) 식량 낭비 수준 감소.
3) 환경 부담을 줄이기 위한 식량 시스템 재구축.
저자는 이 중에서 최근 "파괴적이고 혁신적이며 심지어 시대적"이라고 과장되어 온 "의심스러운 해결책"들에 대한 회의적인 시각을 제시한다.
1. 유기농업의 보편적 전환:
Smil은 **"유기농업이 세계를 먹여 살릴 수 없다"**고 단호하게 주장한다. 그 이유는 다음과 같다:
◦ 수확량 감소: 유기농 작물은 관행농법에 비해 평균 20~25% 수확량이 낮으며, 곡물의 경우 30%까지 차이가 난다.
◦ 질소 공급의 한계: 합성 질소 비료 없이는 현재 식량 생산량을 유지할 수 없다. 콩과식물 윤작만으로는 충분한 질소를 공급하기 어렵다. Smil은 전 세계 경작지 전체에 콩과식물 피복 작물 재배를 가정하는 연구들이 **"심각하게 오해의 소지가 있다"**고 지적한다.
◦ 토지 요구량 증가: 수확량 감소는 더 많은 경작지를 필요로 하지만, 전 세계적으로 가용한 토지는 제한적이다.
◦ 경제적 및 실질적 제약: 모든 경작지에서 1년에 2모작을 하는 것은 경제적 현실과 농부들의 개별 의사결정을 무시한다. 또한, 가축 분뇨를 대규모로 재활용하는 것도 현실적으로 어렵다.
2. 대규모 퍼머컬처 및 폴리컬처 도입:
퍼머컬처(영구 작물 재배)는 토양 침식 감소, 물 보존, 에너지 및 비료 사용 감소 등 많은 이점을 제공할 수 있지만, "두세 십 년 내에 이러한 새로운 품종이 전 세계 주식 식량 수요의 중요한 부분(심지어 5분의 1도)을 공급할 가능성은 매우 낮다." 연성 밀(Kernza)과 같은 연구가 진행 중이지만, 여전히 수확량이 낮고 씨앗이 작다는 단점이 있다. 여러 작물을 동시에 재배하는 폴리컬처도 "현재의 생산 시스템을 대체할 만큼 충분한 식량을 생산할 잠재력이 거의 없다."
3. 유전자 변형 작물(GMO)을 통한 광합성 효율 향상 또는 질소 자가 고정:
◦ 질소 자가 고정 곡물: 1970년대부터 질소 고정 곡물 연구가 진행되어 왔지만, 여전히 기초 과학 및 실험실 단계에 머물러 있다. "실험 밭에서 질소 고정 밀이 재배되고 있지 않다." Smil은 상업적 돌파구가 "언제쯤 나올지 질문에 답할 수 없다"고 지적한다.
◦ 광합성 효율 향상: 광합성 효율을 크게 높일 수 있는 유전자 변형 작물 개발 노력도 수십 년간 진행되었지만, "그 목표는 여전히 불확실하다." Smil은 2022년 일리노이 연구진의 "최대 33% 수확량 증가" 주장이 다른 과학자들에 의해 "의심스러운 전제"와 "부적절한 현장 프로토콜"로 반박되었음을 언급하며, "작물 수확량이 광합성 변경으로 실질적으로 증가할 수 있다는 증거는 여전히 없다" 고 결론 내린다.
4. 배양육(Cultured Meat)의 대규모 생산:
배양육은 "도축 없는 동물성 식품 생산"이라는 아이디어로 많은 관심을 받고 있지만, Smil은 이를 "엄청나게 과장된 기대" 로 평가한다.
◦ 비용 문제: 배양육의 생산 비용은 여전히 매우 높으며, 제약 산업의 세포 기반 제품 생산 효율 개선 사례를 볼 때, 현재 비용의 1/1,000 이하로 낮추기는 어려울 것이다.
◦ 규모 확대의 어려움: 전 세계 육류 생산량(연간 3억 톤 이상)의 10%만 대체하더라도 연간 3천만 톤 이상의 배양육을 생산해야 한다. 이는 세계 항생제 생산량보다 200배 더 큰 새로운 산업화 노력이 필요하다는 의미이다.
◦ 환경 영향: 초기 연구에 따르면 배양육의 지구 온난화 잠재력은 돼지고기나 가금류보다 더 클 수 있다.
◦ 시장 침투의 현실: 2022년 미국에서 식물성 "고기" 소매 판매량은 8% 감소했다. Smil은 배양육이 "상당한 상업적 공급이 2030년 이전에 이루어질 것"이라는 "오늘날의 열광적인 배양육 지지자들과 투자자들"의 주장에 대해 "회의적인 태도를 유지해야 한다"고 조언한다.
Smil은 이러한 "의심스러운 옵션"들이 "미래 식량 공급을 근본적으로 변화시킬 가능성이 낮다"고 결론 내린다. 그는 "기본적인 생물리학적 현실, 지속적인 성능 향상, 그리고 미래 개선에 대한 현실적인 평가"에 근거하여 "대규모 갈등과 전례 없는 사회적 붕괴가 없다면, 세계는 21세기 중반 이후에도 성장하는 인구를 먹여 살릴 수 있을 것"이라고 낙관한다.
8. 성장하는 인구를 위한 식량 공급: 효과적인 해결책
Smil은 세계 인구를 먹여 살리고 환경 영향을 줄이는 데 있어 **"잘 입증된 해결책과 그들의 점진적인 개선"**에 의존해야 한다고 주장한다. 이는 "놀랍도록 파괴적인 혁신이나 급진적인 변화"가 아닌, "일반적인 점진적 변화" 를 의미한다.
효과적인 조치들:
◦ 과도한 환경 부담에 대한 제한: 네덜란드의 질소 부하 제한과 같이 환경 수용 능력에 기반한 생산 제한이 필요하다.
◦ 토양 관리 개선: 토양 유기물 함량 및 수분 보유 능력 증가는 탄소 격리 능력 향상으로 이어질 수 있다.
◦ 다중 작물 재배(Multicropping) 및 윤작(Crop Rotation) 장려: 토양 건강을 개선하고 해충 및 잡초 관리를 돕는다.
◦ 품종 개량 및 환경 적응 작물 개발: 물 범람, 가뭄 등 특정 환경 한계를 더 잘 견딜 수 있는 작물 개발이 필요하다.
◦ 정밀 농업(Precision Agriculture)의 확대: 토양 모니터링, GPS 유도 기계, 원격 센서 등을 활용하여 투입물을 최소화하고 생산성을 높인다. 특히 아프리카 소농들에게 이러한 지식과 기술을 더 저렴하게 제공하는 "확장 서비스"가 중요하다.
Smil은 특히 두 가지 매우 효과적인 "덜 하는" (doing less) 전략에 집중할 것을 제안한다.
1. 전 세계 식량 낭비 대폭 감소:
◦ 가장 명백하지만 가장 만성적으로 간과되어 온 방법이다. 이미 수확, 가공, 유통된 식량의 낭비 감소는 추가 투입 없이 식량 공급을 늘리고 환경 영향을 줄이는 "거의 무료(또는 매우 저렴한) 기회" 이다.
◦ 미국에서는 먹지 않는 식량이 관개에 사용되는 모든 물의 4분의 1, 국가 원유 소비량의 최소 4%를 필요로 한다.
◦ 낭비의 원인: 과잉 생산, 식량 가격의 상대적 저렴함, 가정 요리의 감소, 유통기한 준수 등이 있다.
- 실질적인 방법:공급망 개선: 수요 예측, 재고 관리, 가격 할인, 포장 개선(식량 보존 및 소비 유도) 등이 필요하다.
- 국가 차원의 노력: 선진국은 1인당 일일 식량 공급량을 3,000kcal 수준으로 낮춰야 한다. 현재 미국의 평균 공급량은 3,600kcal에 달한다. 이를 통해 "약 1억 3천만 명의 인구를 위한 식량 생산에 해당하는 양" 의 식량 낭비를 막을 수 있다.
- 소비자 인식 개선: 식량 낭비 감소의 동기를 돈 절약, 자녀를 위한 본보기, 배고픈 사람들에 대한 고려 등으로 전환해야 한다.
- 가정 차원: 냉장고 관리, 포장 크기 및 종류 변경, 외식 시 음식량 조절(예: 미국 식당의 과도한 양) 등이 효과적이다.
- 정부 정책: 중국의 2021년 식량 낭비 방지법과 같이 입법적 조치를 통해 낭비를 줄이고 "책임감 있고, 건강하며, 자원 절약적이고, 환경 친화적이며, 저탄소 생활 방식" 을 장려할 수 있다.
2. 선진국의 육류 소비량 조절 및 구성 변화:
◦ 식물 사료를 동물성 식품으로 전환하는 효율이 낮기 때문에, 육류 소비 감소는 사료 필요량 감소(닭고기/돼지고기 2-5단위, 소고기 10단위 이상), 농약 사용 감소, 관개 감소, 경작 작업 감소(디젤 사용, 토양 압축 감소) 등 다층적인 환경 절감 효과를 가져온다.
◦ 실현 가능성: 비건주의나 배양육과 같은 급진적인 변화보다 훨씬 더 실현 가능하다. 덴마크와 독일의 육류 소비량 감소, 미국의 붉은 육류 소비 감소는 이미 이러한 변화가 진행 중임을 보여준다.
◦ 목표: 주당 붉은 육류 섭취량을 250~300g(연간 도체 중량 30~35kg)으로 낮추는 것은 현실적인 목표이다.
◦ 구성 변화: 닭고기, 달걀, 초식성 양식 어종(사료 효율이 높은 동물성 단백질원)의 소비를 늘리는 것이 환경 영향을 줄이는 데 도움이 된다.
Smil은 세계 식량 시스템이 "글로벌 인구 증가나 지속적인 지구 온난화 때문에 예정되어 있지 않으며, 오늘날 우리가 할 수 있는 일에 의해 제한되지 않을 것" 이라고 결론 내린다. 그는 인구 감소(선진국의 경우), 출산율 하락, 식량 수요 완화(고령화 사회의 특징)와 같은 새로운 인구 통계학적 현실이 미래 식량 과제를 더 쉽게 만들 것이라고 본다.
Smil은 "전례 없는 성과나 시도되지 않은 급진적인 해결책이 다음 세대에게 충분한 식량을 제공하는 데 필요하지 않다" 고 강조한다. 필요한 것은 생산 효율성을 지속적으로 개선하고, 낭비를 줄이며, 식단을 조정하고, 식량의 전반적인 환경 영향을 줄이는 조치를 촉진하는 것이다.