지속 가능한 양식업: 글로벌 미래를 위한 효율적이고 수익성 있는 양식장 설계

전 세계 인구 증가와 어류 섭취의 건강상 이점에 대한 인식이 높아지면서 수산물 수요가 사상 최고치를 기록하고 있습니다. 자연산 어획이 전례 없는 압박에 직면하면서, 수중 생물을 양식하는 양식업은 이러한 수요를 지속 가능하게 충족시키는 중요한 해결책으로 부상했습니다. 그러나 성공적인 양식업은 지능적이고 잘 실행된 양식장 설계에 달려 있습니다. 이 종합 가이드는 효율적이고 수익성 있으며 환경적으로 책임감 있는 사업을 구축하고자 하는 전 세계의 독자들을 위해 양식장 설계의 다각적인 측면을 탐구합니다.

전략적인 양식장 설계의 중요성

양식장 설계는 단순히 올바른 수조나 가두리를 선택하는 것이 아닙니다. 이는 생물학적, 환경적, 공학적, 경제적 고려사항을 통합하는 전체론적인 과정입니다. 잘 설계된 양식장은 생산을 극대화하고, 운영 비용을 최소화하며, 동물의 복지를 보장하고, 환경 영향을 완화합니다. 반대로, 잘못된 설계는 낮은 수확량, 높은 폐사율, 질병 발생, 그리고 심각한 생태적 피해로 이어질 수 있습니다. 다양한 기후, 수자원, 시장 수요 및 규제 체계에 대응해야 하는 글로벌 산업에 있어 견고하고 적응 가능한 설계 접근 방식은 가장 중요합니다.

글로벌 양식장 설계를 위한 주요 고려사항

양식장 설계 프로젝트에 착수하기 전에 몇 가지 기본적인 요소를 철저히 평가해야 합니다:

1. 부지 선정: 성공의 기반

장소 선택은 양식장 설계에서 가장 중요한 결정이라고 할 수 있습니다. 글로벌 부지 선정에는 다음 사항에 대한 세심한 분석이 필요합니다:

• 용수 가용성 및 수질: 깨끗하고 적합한 물을 안정적으로 공급받는 것은 타협할 수 없는 부분입니다. 여기에는 유량, 온도, 용존 산소량, pH, 염도 및 오염 물질(예: 농업용수 유출, 산업 폐수, 중금속)의 부재를 평가하는 것이 포함됩니다. 예를 들어, 노르웨이의 연어 양식은 풍부하고 차가우며 깨끗한 연안 해수를 활용하는 반면, 열대 지역의 틸라피아 생산은 종종 더 따뜻한 담수원을 이용합니다.
• 지형 및 토양 유형: 지수식 양식의 경우, 물을 유지하기에 적합한 토양 투과성을 가진 완만한 경사지가 이상적입니다. 육상 기반 시스템의 경우, 기반 시설과의 근접성과 건설을 지원할 수 있는 능력이 중요합니다.
• 기후 및 환경 조건: 온도, 강수량, 바람의 패턴 및 극심한 기상 현상(허리케인, 홍수)에 대한 취약성은 시스템과 기반 시설의 선택에 큰 영향을 미칩니다. 추운 기후에서는 난방 시스템이나 저온에 적합한 어종이 필요할 수 있으며, 더운 기후에서는 냉각 및 녹조 발생 방지 전략이 필요합니다.
• 시장 및 기반 시설과의 근접성: 사료 공급 및 제품 유통을 위한 신뢰할 수 있는 교통망(도로, 항구) 접근성은 경제적 실행 가능성에 필수적입니다. 가공 시설 및 시장과의 근접성은 운송 비용과 부패를 줄여줍니다.
• 규제 및 허가 환경: 지역, 지방 및 국가의 환경 규제, 용수 사용권 및 토지 구획법을 이해하고 준수하는 것이 중요합니다. 일부 지역에서는 양식 프로젝트에 대해 엄격한 환경 영향 평가 요건을 두고 있습니다.
• 사회 및 지역 사회의 수용: 지역 사회와 소통하고 시각적 영향, 냄새 또는 잠재적인 환경 영향에 대한 우려를 해결하면 미래의 갈등을 예방하고 장기적인 운영 성공을 보장할 수 있습니다.

2. 올바른 양식 시스템 선택

양식 시스템의 선택은 대상 어종, 가용 공간, 수자원, 자본 투자, 원하는 생산 강도 등의 요인에 따라 달라집니다. 일반적인 시스템은 다음과 같습니다:

가) 지수식 양식

이것은 가장 오래되고 가장 널리 사용되는 양식 방법 중 하나입니다. 연못은 일반적으로 흙으로 된 분지에 물을 채운 형태입니다. 다양한 어종에 적합하며 자본 집약도가 낮아 많은 개발도상국에서 인기가 있습니다. 그러나 일반적으로 생산 밀도가 낮으며 수질과 사료에 대한 세심한 관리가 필요합니다. 필리핀의 광범위한 밀크피쉬 연못부터 에콰도르의 집약적인 새우 양식장까지 다양한 사례가 있습니다.

나) 가두리 양식

호수, 강 또는 연안 해양 환경과 같은 자연 수역에 매달린 가두리나 그물에서 물고기를 키웁니다. 이 시스템은 자연적인 물의 흐름, 산소 공급 및 영양 교환의 이점을 누립니다. 연어(노르웨이, 칠레), 틸라피아(아시아, 라틴 아메리카) 및 해산어(지중해, 동남아시아)와 같은 어종에 널리 사용됩니다. 주요 설계 고려사항에는 가두리 재료, 계류 시스템, 포식자 보호 및 폐기물 축적, 질병 확산과 같은 잠재적 환경 영향 관리가 포함됩니다.

다) 순환 여과식 양식 시스템(RAS)

RAS는 물이 지속적으로 순환, 처리 및 재사용되는 수조에서 물고기를 키우는 방식입니다. 이 시스템은 수질 매개변수(온도, 용존 산소, pH, 폐기물 제거)에 대한 정밀한 제어를 제공하여 외부 환경 조건에 관계없이 높은 사육 밀도와 연중 생산을 가능하게 합니다. RAS는 물 사용량과 배출수를 최소화하여 매우 지속 가능합니다. 그러나 상당한 자본 투자, 에너지 투입(펌프, 여과, 폭기용) 및 기술 전문 지식이 필요합니다. RAS는 특히 내륙 지역이나 수자원이 제한된 지역에서 전 세계적으로 연어, 바라문디, 새우와 같은 고부가가치 어종에 대한 인기가 높아지고 있습니다.

RAS 설계의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다:

• 수조: 좋은 물 순환을 촉진하고 물고기의 스트레스를 최소화하도록 설계된 다양한 모양과 재료(유리섬유, 콘크리트, 폴리에틸렌)가 사용됩니다.
• 고형물 제거: 침전조, 드럼 필터 또는 비드 필터가 고형 폐기물을 제거합니다.
• 생물학적 여과: 질화 박테리아가 (물고기 폐기물에서 나오는) 독성 암모니아를 덜 해로운 질산염으로 변환합니다.
• 폭기/산소 공급: 적절한 용존 산소 수준을 유지하는 것이 중요합니다.
• 가스 제거: 과도한 이산화탄소를 제거합니다.
• 자외선 살균/오존 처리: 병원균을 제어합니다.
• 온도 제어: 최적의 온도를 유지하기 위한 난방 또는 냉각 시스템.

라) 유수식 시스템

유수식 시스템에서는 수원(강, 호수)에서 물을 끌어와 사육 시설(수로, 수조)을 통과시킨 후 다시 환경으로 배출합니다. 이 시스템은 신선한 물의 지속적인 공급과 자연적인 산소 공급의 이점이 있습니다. 그러나 일관되고 고품질의 수원이 필요하며, 배출수가 제대로 관리되지 않으면 환경 문제를 일으킬 수 있습니다. 수자원이 풍부한 서늘한 기후에서 송어와 연어 같은 어종에 흔히 사용됩니다.

마) 아쿠아포닉스

아쿠아포닉스는 양식업과 수경재배(물에서 식물 재배)를 통합한 것입니다. 물고기 배설물은 식물에 영양분을 제공하고, 식물은 다시 물고기를 위한 물을 정화하는 데 도움을 줍니다. 이 공생 시스템은 매우 효율적이고 물을 절약하며 물고기와 채소를 모두 생산합니다. 종종 규모는 작지만, 그 원리는 더 큰 상업적 운영에 적용될 수 있으며 전 세계적으로 통합되고 지속 가능한 식량 생산 시스템으로 나아가는 길을 제시합니다.

3. 용수 관리 및 수질 제어

최적의 수질을 유지하는 것은 물고기의 건강, 성장 및 생존에 가장 중요합니다. 견고한 설계에는 다음을 위한 시스템이 포함됩니다:

• 취수 및 스크리닝: 깨끗한 물이 시스템으로 유입되도록 하고 원치 않는 유기체나 이물질의 유입을 방지합니다.
• 수처리: 필요에 따라 여과, 폭기, 소독 및 화학 처리를 구현합니다.
• 배출수 관리: 엄격한 글로벌 기준을 준수하며, 배출 전 폐수를 처리하여 환경 영향을 최소화합니다. 여기에는 침전지, 바이오필터 또는 인공 습지가 포함될 수 있습니다.
• 모니터링 시스템: 용존 산소, 온도, pH, 암모니아, 아질산염, 질산염과 같은 주요 매개변수를 지속적으로 또는 정기적으로 모니터링합니다. 현대 양식장에서는 자동화된 센서 시스템이 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

4. 사료 관리 및 시스템 통합

사료는 운영 비용의 상당 부분을 차지합니다. 설계 고려사항에는 다음이 포함되어야 합니다:

• 사료 보관: 사료 품질을 유지하고 부패를 방지하기 위한 적절한 조건을 보장합니다.
• 급이 시스템: 자동 급이기는 특히 RAS 및 가두리 시스템에서 사료 효율을 개선하고 노동력을 줄이며 일관된 공급을 보장할 수 있습니다.
• 사료 변환 비율(FCR): 폐기물을 최소화하고 수익성을 향상시키기 위해 사료 배합 및 급이 관행을 최적화합니다.

5. 생물 보안 및 질병 예방

질병으로부터 사육 개체를 보호하는 것은 치명적인 손실을 막는 데 매우 중요합니다. 양식장 설계에는 생물 보안 조치가 포함되어야 합니다:

• 구역 설정: 병원균의 확산을 방지하기 위해 양식장 내에 별도의 구역을 만듭니다.
• 발판 소독조 및 소독: 직원 및 장비에 대한 엄격한 프로토콜을 시행합니다.
• 격리 시설: 새로운 개체를 주 생산 시스템에 도입하기 전에 격리합니다.
• 포식자 제어: 포식자의 접근을 막기 위한 물리적 장벽이나 그물을 설계합니다.
• 환경 위생: 수조, 파이프 및 장비의 정기적인 청소 및 소독.

6. 기반 시설 및 부대 시설

포괄적인 설계에는 필수적인 기반 시설이 포함됩니다:

• 부화장 및 육성장: 치어와 유어를 생산하기 위한 시설.
• 가공 및 포장 구역: 수확된 물고기를 시장에 내놓기 위해 준비하는 공간.
• 실험실: 수질 검사 및 질병 진단을 위한 시설.
• 보관 시설: 사료, 장비 및 소모품을 위한 공간.
• 관리 사무실 및 직원 편의 시설:

양식장 설계에서의 환경 관리

전 세계적으로 양식 산업은 환경 발자국에 대한 감시가 강화되고 있습니다. 지속 가능한 설계는 더 이상 선택 사항이 아니라 필수입니다. 주요 환경 고려사항은 다음과 같습니다:

• 물 사용량 최소화: RAS 시스템은 이 분야에서 뛰어나며, 유수식 또는 지수식 시스템에 비해 물 소비를 크게 줄입니다.
• 배출수 방류 감소: 고급 여과 및 폐기물 처리 기술은 RAS와 유수식 시스템 모두에 필수적입니다.
• 탈출 방지: 양식된 물고기가 탈출하여 야생 개체군이나 생태계에 잠재적으로 영향을 미치는 것을 방지하기 위해 해양 및 담수 가두리 양식에서 견고한 가두리 설계와 정기적인 유지보수가 필수적입니다.
• 지속 가능한 사료 조달: 사료를 위해 야생 어획 어류에 대한 의존에서 벗어나 대체 단백질원(예: 곤충 분말, 식물성 단백질)으로 전환하는 것은 지속 가능한 양식업의 중요한 측면이며, 사료 관리 설계에 영향을 미칩니다.
• 에너지 효율: 에너지 효율적인 펌프, 폭기 시스템 및 기후 제어 기술을 통합하여 탄소 발자국을 줄입니다.

경제적 실행 가능성 및 수익성

최고의 설계는 경제적으로도 지속 가능한 설계입니다. 설계자는 다음을 고려해야 합니다:

• 자본 비용: 기반 시설, 장비 및 토지에 대한 초기 투자.
• 운영 비용: 사료, 에너지, 노동력, 용수, 유지보수 및 건강 관리를 포함.
• 생산 능력 및 수확량: 최적의 사육 밀도와 성장률을 위한 설계.
• 시장 수요 및 가격: 선택한 어종에 대한 시장을 이해하고 생산 비용이 수익성 있는 판매를 가능하게 하는지 확인.
• 확장성: 사업이 성장함에 따라 확장하거나 조정할 수 있는 시스템 설계.

사례 연구: 글로벌 설계 혁신

전 세계적으로 혁신적인 설계가 지속 가능한 양식업의 경계를 넓히고 있습니다:

• 외해 양식장: 노르웨이, 스코틀랜드와 같은 국가에서 양식업을 더 먼 바다로 이동시켜, 혹독한 해양 조건을 견디고 연안 환경 영향을 최소화하도록 설계된 견고한 가두리를 활용합니다.
• 통합 다영양 양식(IMTA): 영양 요구가 상호 보완적인 다른 종을 함께 양식하는 시스템. 예를 들어, 어류는 조개류(물을 여과)와 해조류(영양분을 흡수)와 함께 양식되어 더 균형 잡힌 생태계를 만들고 폐기물을 줄입니다. 이 접근 방식은 캐나다 해안에서 중국에 이르기까지 전 세계적으로 주목받고 있습니다.
• 연안 어종을 위한 육상 기반 RAS: 내륙 지역이나 토지 비용이 높은 지역의 회사들은 정교한 육상 기반 RAS에서 새우나 바라문디와 같은 해양 어종을 성공적으로 양식하여 부지 선정의 유연성을 보여주고 있습니다. 예를 들어, 유럽과 북미에서는 전통적으로 더 따뜻한 연안 해역에서 양식되던 어종을 위한 대규모 RAS 시설이 운영되고 있습니다.

양식장 설계의 미래

양식장 설계의 미래는 기술 발전과 지속 가능성에 대한 약속과 본질적으로 연결되어 있습니다. 자동화, 모니터링 및 급이를 위한 인공 지능, 첨단 수처리, 그리고 새롭고 지속 가능한 사료 성분의 개발과 같은 혁신이 계속해서 산업을 형성할 것입니다. 세계가 식량 안보와 환경 보호 문제로 고심함에 따라, 잘 설계되고 효율적이며 지속 가능한 양식업 운영은 성장하는 지구에 영양을 공급하는 데 점점 더 중요한 역할을 할 것입니다.

양식업 분야에 진출하거나 사업을 확장하려는 모든 이에게, 세심한 양식장 설계에 시간과 자원을 투자하는 것은 장기적인 성공을 달성하고 보다 지속 가능한 식량 미래에 기여하기 위한 가장 중요한 첫걸음입니다.