요소수 부족도 문제 없어, 지속가능한 농업 '스마트팜'

 

요소수 부족도 문제없어, 지속 가능한 농업 '스마트팜'

대학생 신재생에너지 기자단 19기 임하영

 

 최근 요소수 부족 이슈로 타격을 입은 곳이 한 두 곳이 아니다. '요소수'는 디젤차의 배출가스를 줄여주는 액체로, 석탄이나 천연가스에서 뽑아낸 요소에 증류수를 섞어 만든다. 현재 우리나라 산업용 요소 수입 물량의 90%를 중국에서 수입해오고 있었다. 그런데 중국이 품질검사를 핑계로 사실상 이 통로를 막아버린 것이다. 

[자료 1. 요소수 품귀 현상] 

출처 : 파이낸셜뉴스

이러한 요소수 품귀 현상이 계속되면 택배·화물차뿐 아니라 소방·구급차까지 멈추면서 물류와 공공 안전망 전체가 마비되는 상황이 벌어질 수 있기에 농가 업계도 덩달아 긴장했다. 농식품부에 따르면 농가가 보유 중인 1만 7,000여 대의 트랙터, 1만 여대의 콤바인이 요소수를 사용하는 기종으로 집계되었기 때문이다. 이 파급효과로 10리터에 만원 안팎을 오가던 요소수 가격이 10만원까지 치솟아 판매되는 등 실구매자들은 골머리를 앓았다. 

 이에 따라 공급 불안정과 같은 상황 속에서도 지속가능한 농업을 할 수 있도록 설계된 '스마트팜'이 주목받고 있는데, 그렇다면 스마트팜이란 무엇일까? 

 

본론1 : 스마트팜이란? 

 스마트팜은 정보통신기술(ICT)을 이용하여 농산물의 생산력을 제어할 수 있는 농업 방식이다. 빅데이터 기술과 결합해 기후위기로 인해 오락가락하는 날씨에 대비할 수 있다. 최적화된 생육환경을 제공해 수확 시기와 수확량 예측뿐만 아니라 품질과 생산량을 한층 더 높일 수 있다. 클라우드 시스템을 연결하면 다른 스마트팜들의 데이터를 상호 활용할 수도 있다.또한 노동시간 감소를 통해 농업 환경을 획기적으로 개선한다. 

농업에 사용되는 빅데이터는 온도, 습도, 이산화탄소, 풍속, 일사량, 양분의 농도와 산도(EC, pH) 등의 환경 데이터와 생장 길이, 잎 길이, 잎 폭, 잎 수, 줄기 굵기 등의 생육 데이터가 있다. 이밖에도 조수입, 생산량, 에너지 비용 등 경영일지를 활용한 경영 데이터와 농가가 가지고 있는 재배 정보 등도 빅데이터에 포함된다.

[자료 2. 모든 것이 자동화 된 스마트팜]

출처 : 인더스트리뉴스

 

 우리나라의 경우 농촌진흥청이 고도화된 스마트팜 기술로 농업 혁신의 토대를 마련하기 위해 3단계 기술 개발 전략을 추진하고 있다.

1세대 스마트팜 기술은 영농의 편의성 향상과 생산성을 높이는 데 큰 효과를 나타냈다. 그러나 모든 농사 환경을 농업인이 직접 설정하고 조작해야 해서 데이터를 이해하고 분석할 수 있는 ICT 역량을 요구했다. 경험이 부족한 젊은 농업인이나 귀농인, 농사 지식은 있지만 ICT가 익숙하지 않은 고령 농업인은 접근이 쉽지 않았다.

한국형 스마트팜 2세대 기술은 빅데이터와 인공지능을 기반으로 작물의 생산을 최적화하는 시스템이다. 인공지능이 데이터와 영상 정보로 생육을 진단하며 의사결정을 돕는다. 인공지능으로 작물의 성장과 생육, 질병 상태를 진단할 뿐만 아니라 인공지능 기반의 음성지원 플랫폼 ‘팜보이스’와 재배 전 과정에서 적합한 의사결정을 돕는 ‘클라우드 플랫폼’을 지원한다. 농사 경험이 적은 젊은 창농인이나 ICT에 미숙한 고령 농업인도 큰 도움을 받을 수 있다.

한편, 3세대 모델은 편의성을 향상한 1세대 모델과 생산성 향상한 2세대 모델이 기반이다. 재배와 생산에 소요되는 에너지를 최적화하고, 농업 로봇을 활용한 무인, 자동화 기술을 적용해 스마트팜 생산 전 과정을 통합 제어하는 모델이다. 제품과 서비스에 국제규격을 적용함으로써, 글로벌 시장에서 우리나라가 농업 선진국으로 자리매김하는 디딤돌 역할을 할 것으로 기대를 모으고 있다.

또한, 농림축산식품부는 2017년 11월 스마트팜 확산을 혁신성장 핵심 선도사업의 하나로 선정하고 2018년 4월에는 관계부처 합동으로 스마트팜 확산 방안을 마련했다. 2022년까지 스마트팜 7,000ha, 축사 5,750호의 농가 보급과「스마트팜 혁신밸리 4개소 구축을 목표로 삼았다. 기존 농가 단위의 스마트팜 보급 전략을 보완하고, 정책대상을 청년 농업인, 전후방 산업으로 확대하고, 집적화된 확산 거점을 조성하기로 했다.

[자료 3. 국내 스마트팜 확산 방안]

출처 : 대한민국 정책브리핑

 

이러한 스마트팜으로 재배된 작물은 우리 주변에서 어렵지 않게 찾을 수 있다. 이마트에서는 '뿌리가 살아있는 채소'라는 이름으로 스마트팜 채소를 판매하고 있다. 자동화된 기술로 일반 노지 대비 3-40배의 생산량을 확보하고 사시사철 양질의 채소를 생산한다. 사람이 들어가는 대신 IoT(사물인터넷) 기술로 원격 관리하여 소비자만이 맨손으로 제품을 만지게 되었다. 

 [자료 4. 이마트의 뿌리가 살아있는 채소] 

출처 : 신세계그룹 뉴스룸

 

본론 2. 에너지 자립형 스마트팜

스마트팜은 정부가 목표로 한 온실가스 저감 정책에도 부합해야 한다. 우리나라는 2030년까지 BAU 대비 37%라는 온실가스 저감목표를 설정하고 산업부문마다 목표량을 제시한 바 있으며 농업부문은 7.9%를 감축해야 하는 상황이다. 

이에 따라 한국에너지기술원, 광주과학기술원, 에이치에스테크놀로지, 경남도농업기술원은 비닐 하우스 같은 시설농가에서 사용되는 에너지를 화석연료 대신 태양광·열, 지열 등 다양한 신재생에너지원으로 대체해 에너지를 저장 및 공급하는 친환경적이고 효율적인 미래형 온실을 개발 중이다. 

기존의 농업용 냉난방 설비는 가스보일러나 전기히터 등을 주로 사용해왔다. 하지만 해당 개발 시스템은 태양 복사에너지를 이용해 열과 전기를 동시 생산하는 PVT(PhotoVoltaic-Thermal, 태양광·열) 집열기 및 일반 태양열 집열기와 지열원 히트펌프 시스템, 그리고 계절 간 부하 평준화를 위한 탱크축열(TTES) 및 지중축열(BTES)을 복합 활용하는 계간축열조 등으로 구성된 친환경에너지로 구축된다.

또한 발전과정에서 발생한 이산화탄소는 시설원예에 포집해두고, 발생된 열은 온실 난방에 사용하며, 에너지는 한전에 판매하는 방식으로 에너지 생산 최적화와 고효율화를 목표로 하고 있다고 밝혔다. 

[자료 5. 친환경에너지로 운영되는 스마트팜] 

출처 : 현대솔라에너지

 

결론 : 스마트팜의 혁신성과 나아갈 방향

 비닐하우스나 유리 온실을 이용한 스마트팜 구축은 최소 수천만 원에서 수억 원대의 투자가 필요하다. 지난해 평균 소득이 4300만 원대인 한국의 농가 실정에는 맞지 않을 수 있다. 따라서 일반 농지에서도 활용할 수 있는 스마트팜 기술이 개발되어야 하며 정확도를 높이기 위한 데이터 분석 기술이 수반되어야 할 것이다. 

 스마트팜은 지속 가능한 농업이다. 인공지능·빅데이터·사물인터넷으로 스마트팜이 활성화되면 낭비되는 물 없이, 환경오염 없이 과학적 영농이 가능하다. 농업의 빅데이터는 사람의 노하우에 의존하던 기존의 농업 방식과 한계를 해결할 수 있다. 부모님이 농부가 아니어도, 어렸을 때 시골에서 자라지 않았어도 누구든 풍부한 노하우를 갖고 농업을 시작할 수 있게 된 것이다. 이러한 기술을 활용해 농업은 힘들고, 위험하다는 인식을 바꾸고 농산물을 더 쉽게, 많이 수확하는 농가가 늘어나길 기대해본다. 

 

 

참고문헌

1) 정지은, "요소수 꼭 필요한 트랙터, 콤바인... 농사에도 차질 생기나", 농업경제신문, 2021.11.05, https://cnews.thekpm.com/view.php?ud=2021110516122559175cb205d37d_17

2) 김영태, "요소수 대란, 농기계 멈추나 ... 노심초사", 한국농기계신문, 2021.11.26, https://www.kamnews.co.kr/news/articleView.html?idxno=5531

3) 김규성, "요소수 최소 6개월분 확보, 안정화 단계 들어서나", 파이낸셜뉴스, 2021.12.03, https://www.fnnews.com/news/202112031621580199

4) 환경일보, "[사설] 스마트팜으로 기후위기 돌파", 2021.03.30, https://www.hkbs.co.kr/news/articleView.html?idxno=624267

5) 이마트, "이마트, 스마트팜 전전기지로 그로서리 혁신 2.0 (1)", 2021.04.28, https://www.shinsegaegroupnewsroom.com/59227/

6) 농사로, "빅데이터 활용으로 스스로 생각하는 농장", 2019.05.20, https://www.nongsaro.go.kr/portal/ps/psv/psvr/psvre/curationDtl.ps?menuId=PS03352&srchCurationNo=1401&pageUnit=6&pageIndex=3&sEraInfo=&sSrchAll=&sKidofcomdtySeCode=&srchStr=&srchAll=Y

7) 정한교, "에너지기술연구원, ‘에너지자립형’ 스마트팜 실증사업 본격 추진", 인더스트리뉴스, 2020.11.05, https://www.industrynews.co.kr/news/articleView.html?idxno=40210