한화 ‘솔라 비하이브’ 프로젝트
안정적인 생육 환경 제공·실시간 데이터 수집
꿀벌 개체수 보존 연구에 활용
“기후 변화 대응에 화석 연료 쓰는 모순 해결”
한화가 꿀벌에게 주목한 이유는 생물 다양성을 보존하는 데 중요한 역할을 하는 생물이기 때문이다. 꿀벌은 수분과 작물 생산을 도와 ‘화분 매개자’로 불린다. 유엔식량농업기구(FAO)에 따르면 전 세계 식량의 90%를 차지하는 100대 농작물 중 70% 이상이 꿀벌의 수분 활동으로 생산되는 것으로 나타났다. 꿀벌은 전 세계 야생 식물 90%의 번식을 도와 지구의 탄소 흡수원을 늘려 주기 때문에 ‘세상에서 가장 작은 기후 행동가’로도 불린다.
문제는 최근 기후 변화와 환경 오염 등으로 꿀벌 개체수와 종 다양성이 급감하고 있다는 점이다. 꿀벌의 개체수 감소는 기후 변화에 따른 생태계 파괴의 대표적인 사례로 꼽힌다. 2006년 미국에서는 꿀벌의 ‘군집 붕괴 현상(CCD : Colony Collapse Disorder)’이 처음 보고됐다. 꿀과 꽃가루를 채집하러 나간 일벌 무리가 돌아오지 않아 여왕벌과 애벌레만 남은 벌집이 다수 발견된 것이다.
군집 붕괴 현상은 꿀벌이나 개미처럼 무리를 지어 사는 군집이 동시다발적으로 붕괴되는 현상을 의미한다. 미국 환경보호국(EPA)에 따르면 2006년 이후 매년 평균 28.7%의 꿀벌이 사라지고 있다. 유럽·남아프리카·중국 등에서도 벌집이 집단적으로 사라지는 현상이 보고되고 있다.
꿀벌 개체수 감소가 인류의 식량 안보에까지 영향을 미치는 전 세계적인 문제로 대두되자 유엔은 꿀벌의 중요성을 알리기 위해 매년 5월 20일을 ‘세계 벌의 날’로 지정하기도 했다.
‘꿀벌 실종 사건’은 한국도 예외가 아니다. 2022년 1분기 전국 양봉 농가의 약 220만 개 벌통 가운데 약 39만 개(17.2%)에서 약 78억 마리의 꿀벌이 집단 폐사한 것으로 분석되면서 사회적 문제로 떠올랐다.
꿀벌 실종 원인은 아직 명확하게 밝혀지지 않았지만 전문가들은 기후 위기·해충·말벌·살충제 남용 등이 복합적으로 작용한 결과라고 추측하고 있다. 꿀벌 개체수 감소가 세계적으로 이슈가 되면서 범국가적 차원의 노력이 이어지고 있다.
미국 정부는 2016년 세계 최초로 꿀벌을 멸종 위기종으로 지정했다. 2023년 1월 미국 농무부(USDA)가 세계 최초로 꿀벌용 백신 사용을 허가하기도 했다. 이 백신은 세균성 꿀벌 전염병인 ‘미국 부저병’을 예방한다. 유럽연합(EU)은 2018년 꿀벌의 생존을 심각하게 위협하는 것으로 알려진 네오니코티노이드 계열의 살충제 사용을 전면 금지했다.
과학자들은 생태계에 막대한 영향을 미치는 꿀벌이 사라지면 인류에 큰 위협이 될 것이라고 경고한다. 꿀벌이 사라져 화분 매개자 역할을 하지 못하면 식물이 열매를 맺지 못해 결국 멸종할 수 있고 이들을 먹이로 삼는 곤충과 초식 동물은 물론 인간까지 연쇄적으로 피해를 볼 수 있다는 것이다.
새뮤얼 마이어스 하버드대 교수팀은 2015년 꿀벌이 사라진다면 연간 142만 명이 사망할 수 있다는 연구 결과를 발표했다. 국제 단체들은 꿀벌이 생태계를 구성하는 필수 요소로서 막대한 경제적 가치를 가지고 있다고 분석한다. 유엔 생물다양성과학기구(IPBES)는 꿀벌의 가치를 연간 300조~739조원으로 추정한다.
꿀벌의 위기=인류의 위기
이런 상황에서 한화그룹은 ‘유엔 세계 꿀벌의 날’인 2022년 5월 20일 태양광 전력을 활용한 탄소 저감 벌집 ‘솔라 비하이브’를 한국 최초로 공개했다. 꿀벌은 기후·온도·습도 변화에 취약해 안전하게 생활하기 위해서는 최적화된 환경이 중요하다. 한화는 꿀벌들의 생육 환경을 안정적으로 유지해 개체수를 늘리고 생물 다양성 보존과 기후 변화 대응의 중요성을 알리기 위해 솔라 비하이브를 만들었다.
솔라 비하이브는 벌집 내부의 데이터를 실시간으로 수집해 모니터링하고 관리할 수 있는 시스템이 적용된 스마트 벌집이다. 벌집 내부에 가온판, 환기 시스템, 온습도 센서가 설치돼 있어 온도와 습도, 물과 먹이 현황 등을 실시간으로 파악하고 제어할 수 있다.
꿀벌이 솔라 비하이브 안에서 필요한 영양분을 보충하고 밖에 나가 생산적인 수분 활동을 할 수 있도록 신선한 당액과 수분도 안정적으로 공급된다. 소리 측정과 분석을 통해 꿀벌의 천적인 말벌의 침입을 탐지하는 기능도 탑재했다. 말벌이 접근하면 솔라 비하이브의 입구가 꿀벌만 지나갈 수 있는 작은 통로로 전환돼 말벌의 침입이 차단된다.
한화는 한국농수산대에 솔라 비하이브를 시범 설치해 꿀벌 개체수 관련 연구를 지속하고 있다. 한화는 실시간으로 수집된 꿀벌들의 생육과 활동 데이터를 바탕으로 개체수 감소의 원인을 분석하고 생태계 보존을 연구하는 자료로 활용할 예정이다.
김혜경 한국농수산대 산업곤충학과 교수는 “솔라 비하이브는 꿀벌의 발육을 실시간으로 확인할 수 있을 뿐만 아니라 병해충 등의 위험 요인을 즉각적으로 감지할 수 있어 꿀벌의 개체수 증식과 종 보존에 효과가 있을 것”이라고 말했다.
솔라 비하이브의 내·외부 활동량 데이터를 기반으로 분석한 결과 2022년 5~8월 사이 꿀벌 개체수가 초기 벌통당 1만 마리에서 벌통당 2만~2만5000마리로 증가한 것으로 추정됐다. 분석 당시 솔라 비하이브는 온도는 통상적인 꿀벌의 생육 환경인 섭씨 영상 34.5도 내외를 유지했고 습도는 꿀벌의 증식에 적합한 80% 내외를 유지했다.
솔라 비하이브가 안정적인 생육 환경을 유지시켜 주자 꿀벌들이 혹서기와 장마철 등 극변하는 날씨에도 일정한 내·외부 활동량을 보였다. 최적화된 환경을 제공함으로써 꿀벌의 수명을 늘리는 데 기여한 것이다.
그동안 일각에선 태양광 집광판이 햇빛의 난반사로 꿀벌의 생태계에 악영향을 끼친다는 주장도 있었다. 최근에는 태양광 발전소의 주변 환경을 잘 활용하면 꿀벌 보호에 도움을 줄 수 있다는 연구 사례가 나오고 있다.
영국 랭커스터대 생물학과 연구진이 영국 내 태양광 발전소 위치와 주변 지역 꿀벌 개체 밀도의 상관관계를 분석한 결과 태양광 발전소 반경 1km 이내의 꿀벌 개체수가 다른 농경지보다 최대 4배 많은 것으로 나타났다. 영국의 태양광 발전소 주변이 공원 형태로 조성돼 다양한 식물로 꾸며져 있기 때문으로 분석된다.
실제 미국과 유럽에서는 태양광 발전소 인근 지역의 식생을 활용해 양봉을 병행하기도 한다. 태양광 패널 하부에 야생화를 심어 꿀벌과 나비 등 수분 활동을 하는 곤충들에게 적합한 서식지를 조성하는 방식이다.
한화의 솔라 비하이브 데이터에서도 긍정적인 결과가 나왔다. 한화에 따르면 솔라 비하이브 설치 후 꿀벌의 외부 활동을 살펴본 결과 난반사로 인한 출입구 오인이나 활동 제약 등의 부정적 영향은 나타나지 않았다.
[인터뷰] 신가정 한화 커뮤니케이션위원회 상무
“기후 변화 대응에 화석 연료 쓰는 모순…태양광으로 해결”
“한화는 글로벌 에너지 리딩 기업으로서 사업과 활동을 통해 에너지 전환과 기후 변화 대응에 기여하고자 한다. 특히 한화그룹의 친환경 에너지를 통해 기후 변화와 관련한 여러 환경 문제를 해결하는 ‘지속 가능성’ 프로젝트를 꾸준히 전개해 오고 있다. 한화솔루션의 태양광 발전 설비를 활용해 기른 묘목으로 친환경 숲을 조성하는 ‘한화 태양의 숲’, 태양광 패널로 작동하는 수상 쓰레기 수거 보트를 제작해 베트남 메콩강 유역의 정화 활동을 펼친 ‘클린업 메콩’ 캠페인이 대표적이다.
프로젝트를 시작한 2022년은 전국적으로 꿀벌 폐사·실종 문제가 큰 이슈였다. 꿀벌은 생물 다양성뿐만 아니라 인류의 식량 문제에까지 영향을 미치는 중요한 생물이다. 꿀벌 실종 문제가 기후 위기와도 밀접한 관계가 있는 것으로 추정되는 만큼 청정 에너지인 태양광을 통해 꿀벌의 생육을 돕는 솔라 비하이브 프로젝트를 추진하게 됐다. 개체수가 급감 중인 꿀벌 생태계를 보존하고 꽃 발화 증가를 통해 생물 다양성 보존에 기여할 수 있기를 기대하며 시작했다.”
-어떤 원리와 프로세스로 구성됐나.
“크게 △탄소 배출 없이 스마트 벌통 운영 △운영 데이터(꿀벌 생육 및 활동 데이터)의 활용 등 2가지 측면으로 나눌 수 있다. 솔라 비하이브는 꿀벌들의 생육 환경을 조절할 수 있는 스마트 벌통과 벌통에 전력을 공급하고 제어하는 외부 설치물로 구성된다. 벌집 상단에 설치한 태양광 패널에서 생산된 전력으로 벌통 내 온도·습도·물과 먹이 현황을 확인하고 제어하며 벌통에서 측정된 데이터를 애플리케이션(앱)으로 실시간 관리할 수 있는 스마트 시스템을 적용했다. 또 말벌 같은 꿀벌의 천적 출몰을 소리 측정과 분석을 통해 탐지하는 기능도 탑재하고 있다.
축적된 데이터는 벌통의 실시간 관리에 활용될 뿐만 아니라 꿀벌 관련 연구에 관심 있는 모든 사람을 위해 솔라 비하이브 웹사이트에 공개하고 있다. 온도와 미세먼지 등 외부 환경 상황에 따라 꿀벌 활동량이 어떻게 변화했는지 등을 관측할 수 있다. 해당 웹사이트는 2023년 2월 개설한 이후 현재까지 약 20만 건의 사이트 방문을 기록하고 있다.”
-스마트 벌집은 기존 벌집과 어떻게 다른가.
“기존에는 벌을 관리할 때 벌통 안에 벌집을 꺼내 육안으로 검사하고 주변 환경을 조사해 벌집의 건강 상태를 판단하는 전통적인 방식을 고수해 왔다. 이에 비해 스마트 벌통은 관리자가 벌통의 상태를 원격으로 평가하고 관리할 수 있도록 해 꿀벌 개체군의 손실을 최소화하는 데 도움이 될 수 있다. 이런 접근 방식은 검사를 위해 벌집을 열 필요가 없어 벌의 스트레스를 줄여 줄 수 있다.”
-프로젝트의 의의는 뭔가.
“솔라 비하이브는 스마트 벌통을 운영하는 데 필요한 에너지를 탄소 배출이 없는 태양광 에너지를 사용했다는 데 의의가 있다. 기후 변화, 생물 다양성 문제 해결을 위해 화석 연료를 사용하는 아이러니를 해결하고자 했다.”
-어려운 점은 없었나.
“벌을 키우는 프로젝트다 보니 민원에 대한 고민이 많았다. 서울을 비롯해 옥상 정원 내 도심 양봉의 형태부터 공원 내 설치까지 다양한 후보지를 검토했고 유관 기관들과 협의를 거듭했다. 그러다 곤충생태학과가 있는 한국농수산대와 협의가 이뤄졌다. 학생들의 스마트 양봉 교육과 실습에 솔라 비하이브를 이용할 수 있게 돼 매우 기쁘게 생각한다.”
-가장 중점을 둔 부분이 있나.
“단순히 벌을 잘 생육시키는 데 그치는 것이 아니라 기후 변화와 생물 다양성 문제, 벌의 중요성에 대한 대중의 인식을 제고하는 것이 중요하다고 생각했다. 일반 소비자가 꿀벌의 생태계 내 역할과 중요성을 쉽게 알 수 있도록 관련 영상을 제작해 한화TV 유튜브 계정에 올렸고 소비자가 직접 참여할 수 있는 ‘꿀벌 꽃한끼’라는 꽃 심기 캠페인도 진행했다.”
-한국농수산대에 2022년 5월 시범적으로 설치한 솔라 비하이브 관련 연구의 진행 상황은 순조로운가.
“솔라 비하이브와 관련해 ‘벌통 내외부 꿀벌 이동량 측정 시스템 연구’, ‘벌통 내부 꿀벌 이동량 측정 시스템을 이용한 벌집 입출입 계수 시스템 연구’ 등 2편의 논문이 발표됐다. 추가 연구가 현재 계속 진행되고 있고 올해 한국양봉학회 하계학술대회에서도 사례 발표를 할 예정이다.”
-기후 변화 대응, 탄소 저감과 관련해 또 어떤 노력을 하고 있나.
“우선 사업을 통해 기후 변화 대응에 기여하고 있다. 한화그룹은 태양광·풍력·수소·액화천연가스(LNG)를 아우르는 에너지 솔루션을 제공해 기후 위기에 적극 대응하고 지구의 지속 가능성을 높여 가고 있다. 또한 반도체·2차전지 등 미래 고부가 산업과 에너지 전환에 필수적인 소재를 친환경적으로 생산하고 친환경 플라스틱 소재 연구, 태양광 모듈 재활용 등을 통해 순환 경제를 구축해 인류와 지구를 위한 탄소 중립 실현에 기여하고 있다.
한화그룹은 기업 경영의 모든 단계에서 저탄소형 에너지 사용을 늘리고 환경 영향을 최소화하기 위해 노력하고 있다. 일부 계열사에서는 사업장에 태양광 발전 설비를 설치하고 재생에너지 사용을 확대하는 등 저탄소·친환경 경영을 적극 실천하고 있다.”
-대표적인 지속 가능성 프로젝트는 뭔가.
“올해 10개째 숲을 조성한 ‘한화 태양의 숲’ 캠페인을 들 수 있다. 한화는 2011년부터 ‘한화 태양의 숲’을 조성해 왔다. 한국·중국·몽골에 조성한 총 10개의 숲에 약 53만 그루의 나무를 심어 약 145만㎡의 면적(축구장 약 200개 크기)의 숲을 만들었다.
숲 조성에 필요한 묘목장에 태양광 발전 시설을 기증해 화석 연료를 쓰지 않고 온도·습도·관수 등에 필요한 전력을 친환경 에너지로 공급한 것이 특징이다. 조성된 숲은 해당 지역의 탄소 저감·사막화 방지·수질 정화·대기 정화·토사 유출 방지에 효과를 거두고 있다. ‘태양의 숲(SOLAR FOREST)’ 애플리케이션(앱)을 활용함으로써 디지털 플랫폼을 통한 일반 대중의 참여를 확대하고 환경 문제에 대한 공감과 의식을 제고하는 데도 기여하고 있다. 이 앱은 유치원과 중·고교 등에서 교재로 활용되기도 했다.
태양의 숲만의 차별화된 성과는 2011년 유엔 사막화방지협약(UNCCD) 총회에서 태양광 발전을 활용해 사막화 방지 활동을 한 세계 최초의 기업 사례로 소개돼 주목받았다. 2018년 유엔본부에서 개최된 ‘지속 가능 발전에 대한 고위급 정치 포럼’ 부대 행사에서 유엔지속가능발전목표(SDGs) 달성을 위한 파트너십의 모범 사례로도 소개됐다.”
-향후 계획은 세웠나.
“솔라 비하이브는 2022년 설치된 이후 탄소 저감 스마트 벌통을 통해 실질적으로 꿀벌의 생육에 도움을 줄 수 있는지 검증하는 파일럿 운영 단계다. 단순히 선언적인 운영이 아니라 실질적으로 도움이 되는 것이 중요하다고 생각해 실효성을 충분히 검증할 계획이다. 검증이 완료된 후에는 다른 지역으로의 확대 설치도 검토할 예정이다.
실제로 한국뿐만 아니라 스페인·슬로베니아·뉴질랜드·중국 등 다른 나라에서도 솔라 비하이브에 관심을 갖고 문의해 오고 있다. 또힌 솔라 비하이브에 축적된 데이터를 지속적으로 공개해 꿀벌 연구와 관련해 필요한 기관 등에 제공할 예정이다.”
안옥희 기자 ahnoh05@hankyung.com
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