스마트팜, 농업의 새 지평

농업의 트렌드로 떠오르는 스마트팜에 대해 알아보려 합니다.

스마트 팜이란 농사 기술에 정보통신기술(ICT)을 비닐하우스, 축사, 과수원 등에 접목해 원격 및 자동으로 작물과 가축을 키울 수 있는 환경으로 제어할 수 있는 농장입니다.

자동화설비와 정보통신기술(ICT)을 활용해 하우스 내 생육환경을 실시간 계측·진단하고 최적 환경으로 제어·관리하는 농업형태죠. 최근에는 Smart Farm Factory라고 하기도 합니다.

.스마트 팜으로 인해 생산성과 품질을 향상할 수 있어 큰 기대를 모으고 있습니다.

 

스마트팜은 농업에 기계, IT, BT 기술을 융합한 가장 좋은 사례 중 하나입니다.

스마트팜은 식물이 자라는데 필요한 환경 즉, 빛(광원), 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 양분 등을 인공적으로 제어하여 외부 환경의 영향을 받지 않은 상태에서 식물을 계획에 따라 안정적으로 생산하는 식물생산시스템이라고 할 수 있습니다.

 

사물 인터넷(IoT: Internet of Things) 기술을 이용하여 농작물 재배 시설의 온도 · 습도 ·

햇볕량 · 이산화탄소 · 토양 등을 측정 분석하고, 분석 결과에 따라서 제어 장치를 구동하여 적절한 상태로 변화시키죠.

 

크게 생각하면 농업 경영의 전반을 한층 업그레이드 할 수 있다고 생각합니다.

여기에 추가적으로 빅 데이터(Big data)기술이 추가되면, 미래에 생산될 생산량을 미리 예측해 볼 수도 있고, 작물의 품질 또한 예측할 수 있게 됩니다.

스마트 팜은 단순이 생산자인 농장만을 일컫는 말이 아닙니다. 농작물 판매를 위해 농부와 소비자를 이어주는 크라우드 펀딩 플랫폼과 기술과 노하우를 공유하는 플랫폼 등 생산부터 유통까지 전분야에 걸쳐 변화가 이루어지고 있어요.

 

 

스마트 팜은 시설원예, 축산, 노지 등 분야별 특성을 고려해 적용됩니다. ‘시설원예분야’는 2017년까지 시설현대화와 연계하여 현대화된 온실 면적(10,500ha)의 40% 수준에 달하는 4,000ha를 스마트 온실로 업그레이드됩니다. 온실유형과 재배되는 작물의 특성에 따라 단동간편형((‘17 : 1,000ha / 참외, 수박 주산지 단동형온실(10,719ha)의 10% 수준), 연동복합형(‘17 : 2,400ha / 오이, 딸기 연동형온실(7,853ha)의 30% 수준), 첨단수출형(‘17 : 600ha / 파프리카, 토마토, 화훼 수출면적 100% 전체)으로 구분해 모델을 개발하고 확산해 나갑니다.

 

‘축산분야’는 2014년 양돈을 시작으로 2015년 양계 등 단계적으로 적용대상 축종을 확대해나가고 있는데요.

 2016년부터 스마트 축사를 도입해 2014년까지 축산분야 전업농의 10% 수준인 700호까지 확대해 나갈 계획이라네요. 또한, 스마트 축사를 희망하는 노후 시설 농가에 대해 축사 시설현대화 자금을 우선으로 지원해 축사시설을 ICT 적용에 맞게 개선하고, 추가적인 지원을 이어나간다고합니다.

 

일본의 채소회사인 스프레드는 2017년까지 로봇이 농사를 짓는 로봇농장을 짓겠다는 계획을 발표했습니다. 놀랍게도 로봇농장에서는 로봇이 혼자서 씨를 심고, 물과 거름을 주고, 농작물을 다듬는 작업을 할 수 있게하고, 센서를 통해 문제가 작물의 생육정보를 분석해 문제가 발생할 시 로봇이 이를 해결할 수 있게 한다고 합니다. 이를 통해 에너지 사용량의 30%를 절감하고 물 투입량의 98%를 재활용하여 생산비용을 줄이는 대신 생산량을 늘려, 미래식량난 해결과 환경보호를 함께 할 수 있게 한다고 하네요.

 

우리나라에서도 스마트 팜과 스마트 농업에 대한 관심이 늘어가고 있다고 합니다. 특히 농업인구 감소와 고령화가 문제가 되고 있는 우리나라 농촌의 현실에 비추어봤을 때 스마트 팜, 스마트 농업이 대안이 될 수 있을 것입니다. 농림축산식품부가 스마트 팜 운영 농가를 대상으로 조사한 내용에 따르면 비닐하우스, 유리온실, 축사 등 농, 축산물 시설 인프라에 IoT를 접목하였을 때 생산성이 전보다 25% 향상되었고, 운영비와 병충해 피해액이 10% 이상 줄어드는 효과를 보았다고 합니다. 스마트폰으로 시설물의 상태를 확인하고 일조량과 온습도를 조절하고 영양분과 수분 공급을 제어 할 수 있게 되면서 가능해진 일이죠.

 

 

네덜란드에는 PRIVA와 ICT 기반의 꽃 전용 스마트 팜 회사가 있습니다.

원예 농업을 하는데 있어서 작물이 필요로 하는 온도, 수분, 조명, 영양분을 분석하고 관리합니다.도심에서 떨어진 농장뿐만 아니라, 도심 안에서 빌딩과 함께하는 스마트 팜을 건설하여친 환경에너지 분야를 개척하고 있답니다.

 

또 이웃 나라 일본에서는 Smartagri 시스템을 만들었습니다. Kubota, Yanmar와 같은 스마트 농기계를 도입하고, 농업에 관한 솔루션을 개발할 뿐만 아니라, 도시바나 샤프 같은 대기업에서 식물 공장을 만들어 운영하고 있습니다.

 

 

삼성SDI도 얼마전 한전과 MOU를 통해 스마트 농장, 스마트 공장, 스마트 시티 등의 분야에서 상호 지원 협력하기로 하였답니다. 센서와 자동화, 통신에서 빠질 수 없는게 바로 이동가능한 에너지, 바로 리튬이온 배터리가 아닐까 싶습니다. 한 순간의 관리 소홀이 농작물에 얼마나 큰 영향을 끼치는지 안다면 스마트 팜에는 정전이나 비상상황에도 에너지를 공급해주는 ESS(에너지 저장 장치)가 필수겠죠?

 

 

현재 우리 농가에 적용되고 있는 스마트팜 시스템은 주로 환경정보(온/습도, 이산화탄소, 조도 등)를 기반으로 스마트 미디어를 통해 재배시설의 개폐 및 제어(보온덮개, 천장, 커튼, 환풍기, 스프링쿨러, 양액, 열풍기 등)하는 수준에 머물러 있습니다. 향후에는 재배 생육정보 기반의 생육단계별 정밀한 작물 관리를 위한 생육 최적 환경설정 모델 개발 및 작물생리 장해 및 병충해 진단 전문가 모델 개발이 요구됩니다. 또한 하우스 내의 환경정보, 생육정보 이외에 기상정보, 외부환경정보, 농산물 유통정보, 농산물 생산량 정보, 농산물 가격 정보 등을 빅데이터/클라우드 기반의 정보 처리를 통해 고부가가치의 다양한 지식 서비스를 제공할 수 있는 기술을 개발하는 것이 매우 중요해요.

 

 

농림축산식품부, 농업진흥청, 道농업기술원(市郡기술센터), 민간협력이 스마트 팜을 활발하게 운영하고 보급을 확대하기 위해 현장지원체계를 지난 3월부터 가동하고 있습니다. 현장지원체계는 세종창조마을 스마트 팜 농가를 대상으로 적용한 후 전국으로 확대해 나갈 예정이라고 하는데요. 스마트 팜을 현장에서 100% 활용하면 생산성과 품질을 향상해 영농기술과 스마트 팜의 역량을 강화할 수 있게 됩니다. 지난 10월, 농림축산식품부는 본격적인 스마트 팜 확산 대책을 마련했는데요. 이번 대책으로 스마트 팜 사업의 현장 애로사항을 해소하고, 투자 인프라를 확충함으로써 확산 속도를 가속화해 수출산업으로 성장할 수 있는 기반을 마련하겠다는 입장을 밝혔다고 합니다.

 

 

외국산 스마트 팜 모델들은 가격이 비싸고 상용화 수준이 떨어지기 때문에 저비용∙고효율의 한국형 스마트 팜 모델을 개발하고 보급한다고 해요. 스마트온실은 현재 2014년 8월부터 개발 중에 있는데요. 단동간편형 스마트 온실은 올해 6월에 개발되어 실증시험 중이며, 연동복합형은 올 하반기, 수출첨단형은 2016년까지 개발을 완료할 계획입니다. 특히 센서, 제어기 등 스마트 팜의 부품이 업체별로 다 달라서 호환성이 미흡한 것이 큰 고민거리였는데요. 이에 센서 13종, 온실제어기 9종에 대한 표준규격(안)을 마련했고, 2017년부터 스마트 팜 구성기기의 표준∙규격 적합성을 검증하는 인증제도를 도입해 품질과 신뢰성을 높인다고 합니다.

 

 

스마트 팜 전문인력을 육성하고, 농가의 실습교육과 사후관리(A/S) 강화 등 현장 밀착형 지원을 강화하는 노력이 계속되고 있습니다. 2017년까지 농업 생산성을 가진 ICT 전문 농업인 8,000명, 현장밀착형 스마트 팜 지도인력 200명, 전문 컨설턴트 120명을 육성하는데요. 더불어 전문농업인을 육성할 수 있는 도 농업기술원 내 권역별 현장지원센터 8개소를 통해 체험형 실습교육(초급 - 실습형 교육농장(11개소), 중급 - 첨단실습장(3개소), 고급 - 토마토대학 운영(7월～11월), 해외전문가 초청교육 등) 도 실시합니다.

 

또, 기술 지원 중심의 SNS 컨설팅을 생산, 유통, 수출 등의 분야로 확대해 선도농가, 전문가 등과 더 많은 정보를 공유할 수 있게 됩니다. 작목별 전문 지도인력을 대상으로 ICT 역량 강화 교육도 시행하며, 시설원예 선진국(네덜란드, 이스라엘 등)과도 전문가 교류를 확대해 나갈 계획입니다. 농업 ICT 업체의 규모가 영세해 전국 A/S망을 갖추기 어렵다는 현장의 애로사항에 대해 관련 기관 간 역할을 분담해 해결해 나간다고 합니다.

 

 

ICT 기업을 대상으로 기술의 사업화 지원 등 R&D 지원을 확대 육성할 예정입니다. 한국형 스마트팜을 수출하기 위해 수출전문기관, IT기업, 스마트팜 환경제어기 생산기업으로 구성된 스마트팜 수출협의회를 만들어 해외시장 정보조사, 수출 유망 국가 발굴 등의 수출전략을 마련해 글로벌 시장에 진출할 수 있는 발판을 만들 예정입니다.

스마트팜 도입이 많은 장점을 주지만 이를 위해선 시설비 부담, 설치업체 사후관리 미흡, 잦은 고장/관리기술 미흡 등의 장애 요인이 있으며, 열악한 비닐하우스 환경(고온, 다습 등)에서 장기간 견딜 수 있는 고신뢰성 센서와 다양한 영양분(질상태 질소, 칼륨, 무기인산, 칼슘 등)의 농도를 개별적으로 측정할 수 있는 센서의 개발은 기술개발이 더 필요한 상태입니다.