출처 : https://www.asahi.com/sdgs/article/14761026

 

‘스마트농업’은 ICT(IoT나 AI 등)나 로봇 등의 첨단기술을 농업분야에 도입함으로써 생력화나 고품질 생산 등을 실현하고, '푸드밸류체인(농산물 '가치사슬')을 구성하는 생산에서 유통ㆍ판매에 이르는 과정의 연계를 강화해, 밸류체인(value chain) 전체의 부가가치를 향상시키는 것을 의미한다.

 

<그림1> 스마트농업의 개관도

자료 : Nomura Agri Planning & Advisory

 

스마트농업의 전체 개관과 주요 제품ㆍ서비스 기능의 예시를 도식화한 것이 상기 그림이다. 여기에서는 경운에서부터 파종, 수확에 이르는 농업 생산 활동의 공정과 유통ㆍ판매 활동의 공정으로 분류해, 스마트농업의 주요 구성요소인 ‘생산관리 시스템’과 ‘판매관리 시스템’, ‘농업로봇ㆍ기계’로 나눠 제품ㆍ서비스의 사례를 나타내었다.

그림에서 제시한 예에 그치지 않고, ICT 기술이나 AI(인공지능), 로봇 기술 등과 접목함으로써, 실증실험 레벨까지 포함하면 상당히 많은 제품ㆍ서비스가 등장하고 있다.

 

생산관리 시스템에는 주로 센서 기술을 이용해 촬영에 의한 농산물의 생육상황이나 농장 전체의 모니터링을 비롯해 재배한 정보를 축적함으로써 미래의 농산물 재배나 제3자에 의한 재배정보의 제공 등도 포함된다.

 

또 이 가운데 농업 로봇ㆍ기계에서는 GPS가 부착된 트랙터나 농업용 드론에 의한 농업의 자동화, 어시스트 슈트(assist suit)라는 농작업의 경감화를 도모하는 것으로, 물리적인 농업의 노동력 부담을 완화시키고 생산성 향상으로 이어질 것이라고 기대되고 있다.

 

판매관리 시스템은 농업의 유통ㆍ판매 활동을 관리하는 시스템이다. 트레이서빌리티(Traceability)를 비롯한 품질관리 정보나 매출정보를 효과적으로 일원시켜 관리하는 것에 의해 각종 판매ㆍ관리업무의 부담 경감과 정확한 생산계획 책정에 기여할 것으로 기대된다.

 

2. 스마트농업의 구체적인 예

 

스마트 농업의 구체적인 예를 몇 가지 살펴보자.

 

2-1. 면적 효율이 10배인 수직형 농법

 

수직형 농업이란 기존의 농법과는 달리 한정된 공간에서 효율적으로 채소를 재배하는 방법이다. 수직형 농업이 등장함에 따라 농작물의 재배 및 가축의 사육에 있어 ‘광대한’ 농지가 필요하다는 개념이 사라지고 있다.

 

미국 에어로팜(AeroFarms)은 실내 시설에 높이 9m 이상의 플랜터를 쌓아올린 수직형 클로즈드 순환 시스템을 실현했다. 또한 독일 인팜(Infarm)은 JR동일본으로부터 출자를 받아 일본에서의 도시형 농장 채소를 2021년부터 전개하기 시작했고, 이미 키노쿠니야 슈퍼나 서밋 스토어, 세이유에서는 점내에서 채소를 키워 판매하고 있다.

 

<그림2> 수직 농법의 이미지

자료 : https://www.asahi.com/sdgs/article/14761026

 

2-2. 게놈 편집 식품

 

최근 게놈 편집 기술이 빠르게 발전하면서 게놈을 개변하기 쉬워졌다. 동시에 온갖 생물의 全게놈 분석도 이루어지고 있어, 원하는 유전자를 콕 집어서 효율적으로 개량할 수 있게 되어, 농수산물의 개량 기술로서도 세계적으로 관심을 받고 있다.

 

일본의 후생노동성은 일부 게놈 식품을 판매하겠다는 신고를 2019년 10월부터 접수받기 시작했고, 2020년에는 쓰쿠바 대학에서 시작된 스타트업이 개발한 혈압을 낮추는 성분 ‘GABA(가바)’가 일반 토마토의 15배인 토마토, 2021년에는 교토 대학에서 시작된 스타트업이 만든 튼실한 참돔과 성장 상태가 좋은 참복이 신고되었고, 수리되었다. 교토 대학의 참돔ㆍ참복은 교토부 미야즈시의 고향 납세 증여품으로 제공되며, 백화점에서도 판매된다.

 

게놈 편집 식품은 일본의 농업 및 양식업에 새로운 재부흥의 길을 열어줄 가능성을 가지고 있다.

 

2-3. 세포 농업

 

세포 농업이란 바이오 테크놀로지를 통해 소와 닭, 물고기 등의 근육 세포를 인공적으로 배양하는 방법이다.

 

2020년 12월, 싱가포르 당국(Singapore Food Agency)에 의한 안전성 평가 리뷰를 통과한 미국 잇 저스트(Eat Just)가 세계 최초로 배양 닭고기의 판매 허가를 받았다. 그리고 미국의 업사이드 푸드(UPSIDE Foods)는 소고기, 파인리스 푸드(Finless Foods)와 블루날루(BlueNalu) 흑다랑어, 싱가포르를 거점으로 하는 시옥 미트(Shiok Meats)는 새우를 배양할 계획이다.

 

현재 세포 농업으로 주목받고 있는 것은 식육과 어육이지만, 세포 농업의 범위에는 달걀과 우유, 아이스크림 등의 유제품부터 가죽과 모피, 목재, 장기까지 다양하다.

 

3. 스마트 농업을 추진함으로써 기대할 수 있는 것은?

 

그렇다면 스마트 농업을 추진함으로써 구체적으로 무엇을 기대할 수 있을까? 특별히 기대할 수 있는 것은 다음의 3가지다.

 

3-1. 자원의 효과적인 활용

 

수직 농법은 사용하지 못하게 된 고층 건물이나 창고 등을 재이용하는 대책으로 주목받고 있다. 최근에는 높이가 12m인 타워(건물 3층)에 이르는 설비가 등장하였다.

 

수직 농법에서는 공기 조절ㆍ수온 등 재배 환경을 완전히 제어하며, 재배에서 수확까지 완전히 자동화하기 때문에, 효율적으로 생산할 수 있다. 또한 수직 농법을 활용하는 지속 가능한 도시형 농업은 식품 위기를 해소하고 탄소 발자국(원재료 조달부터 폐기까지 배출되는 온실가스의 총량을 이산화탄소(CO2)의 양으로 환산하여 나타낸 것)을 최소화할 수 있다.

 

또한 정식(定植)이나 운반 등 모든 생산 작업을 최첨단 재배 기술과 로보틱스 기술로 전환하여 자동화함으로써 인력을 절감하고 효율을 높일 뿐 아니라 공간을 절약하게 되어, 단위 면적당 생산량을 비약적으로 증가시킨다. 노지 재배의 1/10 이하의 면적에서 동일한 생산량을 확보할 수 있다.

 

실제로 앞서 기술한 에어로팜은 수직형 클로즈드 순환 시스템을 통해 기존보다 물의 사용량을 95% 절감했다.

 

3-2. 운용비용 절감

 

예를 들어, 앞서 소개한 교토 대학發 스타트업인 리조널 피시는 참복 양식에 게놈 편집 기술을 활용하여, 한 마리에서 먹을 수 있는 부분을 2배로, 생육 기간은 1/2로 만들어, 계속해서 생산해 나가는 데 필요한 비용을 1/4로 절감하는 데 성공했다.

 

게놈 편집 기술의 장점은 생산 비용을 절감하는 것만이 아니다. 기존의 품종 개량보다 높은 수확량과 높은 영양, 기후변동에 강한 농수산물을 짧은 기간 안에 재배할 수 있게 되어, 전 세계의 식품 문제의 해결책이 될 것으로 기대된다.

 

<그림3> 게놈 편집 생선을 통한 높은 채산의 이미지

 

3-3. 환경 부담 절감

 

세계적으로 발생하고 있는 자연재해와 기후변화로 인한 식품ㆍ농림수산물에 미치는 영향 때문에, 지속 가능한 식품 시스템을 구축하고 농림수산 분야를 제로에미션화하는 데 주목하게 되었다. 앞서 기술한 것처럼, 전 세계의 온실가스 배출량의 20%가 농림업에서 배출되고 있으며, 현재의 식품 생산 시스템 자체가 기후변화를 가속화하는 원인이 되고 있다.

 

우리나라의 농업에서 유래한 온실가스 배출량은 전체 배출량의 불과 2.9%지만, 하지만 메탄이 주로 농업분야에서 발생한다는 점에서 농업부문에서도 온실가스 저감 노력이 이어져왔다.

 

농림수산교육문화정보원(EPIS) 주관으로 2021년 11월에 서울 대한상공회의소에서 열린 ‘친환경 농업의 공익성 바로 알기 언론인 대상 교육’에서 친환경 농업을 실천하면 기후변화의 주범인 이산화탄소 배출량을 최대 40%까지 줄일 수 있을 뿐 아니라 식품의 맛ㆍ안전성도 함께 향상할 수 있다는 전문가 의견이 제시된 바 있다.

 

스마트 농업은 생산성 향상 및 인력 절감뿐 아니라 센싱 데이터 등을 활용함으로써 농약ㆍ비료, 물의 적절한 이용, CO2 배출 절감 등에 도움을 줄 가능성이 있다. 스마트 농업이 보급됨에 따라 지속 가능한 식품 생산 시스템으로 전환될 것으로 기대된다.

 

4. 스마트 농업을 추진하기 위한 국가의 시책

 

미국에서는 2020년 2월에 ‘Agriculture Innovation Agenda’를 책정하고, 2050년까지 농업 생산량을 40% 증가시키고 환경 발자국을 절반으로 줄이는 것을 목표로 하였다. 유럽연합(EU)은 2020년 5월에 지속 가능한 식품 공급ㆍ소비 체제로의 전환을 목적으로 하는 ‘Farm to Fork Strategy’를 책정하고, 농림수산업의 탄소 흡수량 및 탄소 저장량에 대한 적당한 평가, 서큘러 바이오 이코노미 추진 등에 힘쓰고 있다.

 

일본에서는 지속 가능한 식품 시스템을 구축하기 위해 2021년 5월에 ‘초록 식품 시스템 전략’을 책정했다. 스마트 농업 기술을 도입함으로써 지속적인 생산 체제를 구축하고, 2050년까지 농림수산업의 CO2 제로에미션화를 실현하는 것을 목표로 한다.

 

2021년 9월에는 첫 ‘국제연합 식품 시스템 서밋’이 개최되었고, 일본은 전 세계의 더 나은 식품 시스템을 위해 생산성 향상과 지속 가능성을 양립하는 것의 중요성을 강조함과 동시에 지속 가능한 식품 시스템을 구축해야 한다고 제언했다.

 

또한 스마트 농업을 사회에 실장하기 위해 2019년부터 ‘스마트 농업 실증 프로젝트’를 실시하였다. 이것은 스마트 농업 기술이 실제로 생산 현장에 기여하는지 여부를 명확히 하는 프로젝트이며, 지금까지 전국의 205개 지구에서 실증이 이루어졌다.

 

한편, 국내 스마트 농업 정책은 2013년 발표된 ‘농식품 ICT 융복합 확산대책’을 시작으로 본격 추진되어, 현재 현장 보급 및 시범생산단지 조성이 추진되고 있다.

 

농식품 ICT 융복합 확산대책(2013, 농식품부)은 스마트 농업 추진전략 및 로드맵 수립을 통해 스마트팜 확산 등의 정책 방향을 설정하고 R&D와 정책의 연계 강화를 추진하고 있다.

 

2021년에는 농림축산식품부는 2025년까지 스마트농업 확산 및 고도화를 통해 농업 혁신을 가속화하고자 빅데이터, 인공지능 기반 스마트농업 확산 종합대책을 발표하기도 했다.

 

2025년까지 시설원예 분야 스마트팜 적용 면적은 8,000헥타르까지 확대하고 축산 분야 스마트팜 적용 농가를 9,000호까지 확대하고자 한다.

 

 

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