도입 초기 투자비용 부담
스마트팜 기술 대부분 노동력 절감·원격제어 관리 수준
2세대 스마트팜, 생산성 제고 목적
최적 생육조건 파악은 '빅데이터' 수집분석 활용 관건

인공지능(AI), 사물 인터넷(IoT), 빅데이터, 모바일 등 첨단 정보통신기술(ICT)이 융합돼 혁신적인 변화를 나타내는 4차 산업혁명이 우리 생활 전반으로 확대되고 있다. 농업 역시 예외는 아니다.

최근 정부는 이 같은 ICT를 토대로 스마트팜 육성에 적극 나서면서 2014년 기준 시설원예 405ha, 축산 23호에 불과했던 스마트팜은 지난해 각각 4010ha, 790호로 증가했다.

그러나 국내 스마트팜의 역사가 길지 않고 관련 연구과제도 대부분 실용화 단계에 이르지 못한 상황이어서 스마트팜 도입·확산을 보다 면밀하게 진행하고 예의주시할 필요가 있다.

# 스마트팜 대부분 1단계 수준 머물러

스마트팜은 ICT 기기를 통해 수집한 생육·환경 정보를 기반으로 최적 생육환경을 조성하고, 노동력과 에너지·양분 등을 종전보다 덜 투입하고도 작물이나 가축의 생산성과 품질을 제고시킬 수 있어 관심을 끌고 있다.

특히 ‘스마트 온실’이 주목을 받고 있는데 농촌진흥청이 2016년부터 모델을 개발 중인 ‘한국형 스마트 온실’이 대표적이다. 이는 국내 시설원예의 대다수를 차지하는 영세 규모의 비닐 온실에 적합한 기술이 적용된 스마트 온실을 의미한다.

농진청에 따르면 스마트팜의 적용기술은 노동력 절감을 목적으로 한 원격 제어·관리 기술이 1세대 스마트팜에 해당한다. 이 단계에선 센서와 영상으로 시설 내부를 확인하고 휴대폰 어플을 통해 시간과 장소의 제약을 받지 않고 기기를 제어할 수 있다. 양돈 등 축산업은 물론 농업, 수산업, 수산업 현장에서는 현재 대부분 이 단계가 주를 이루고 있다.

2세대 스마트팜은 생산성과 품질향상을 목적으로 한 기술이 도입된다. 이 단계의 관건은 ‘빅데이터’의 수집과 분석, 활용에 있다. 센서를 통해 수집된 생육·환경 정보 등을 클라우드, 즉 인터넷에 연결된 데이터 저장 공간에 전송해 축적하면 ‘빅데이터’가 된다. 온·습도, 이산화탄소 농도, 시비량 등에 따른 작물 생장 속도, 생산량, 병해충 정보가 대량으로 축적된 빅데이터를 분석하면 최적 생육 조건을 파악할 수 있게 된다.

여기에 ‘인공지능’을 도입하면 자동 제어 및 영농 의사결정 서비스가 지원된다.

3세대 스마트팜에는 2세대 기술에 ‘로봇 기술’이 더해져 농작업 자동화가 이뤄진다.

▲ 시설원예분야 스마트팜 구성도

# 빅데이터 활용 위한 데이터 수집 중

부여군에 위치한 한 농업법인은 2.3ha 규모의 스마트 온실을 운영하면서 온실 내·외부에 설치된 센서로 환경정보를 수집하고 작물에 심어진 센서로는 생육정보를 추출하고 있다.

이렇게 모아진 정보의 관리와 센서 자체의 제어는 컴퓨터에 설치된 복합환경제어 시스템을 통해 이뤄지며 양액기, 유동팬, 냉·난방 장치 등의 기기 제어도 가능하다.

이 농업법인을 포함해 인근 스마트 온실 농가들이 각각 수집한 데이터는 지역 농업기술센터의 클라우드로 전송돼 차곡차곡 쌓여 빅데이터의 일부가 되고 있다.

부여군의 한 스마트 온실 농가는 “아직은 데이터의 양이 적고 분석툴이 마련돼 있지 않아 현재 단계는 빅데이터의 수집에 머물러 있다”면서 “앞으로 빅데이터가 구축되면 최적 생육환경 조성을 위한 더욱 정확한 분석값을 얻을 수 있을 것으로 예상한다”고 말했다.

▲ 과수분야 스마트팜 구성도

장수군에서 사과를 재배하는 청정원 농장은 외부환경센서와 토양수분센서를 활용해 기상 상황과 토양 속 수분량 정보를 실시간으로 수집하고 있다. 관수장비는 관수제어시스템을 통해 제어한다. 특히 관수장비에는 전자밸브가 달려 있어 수분값과 시간을 설정해 두면 이에 맞춰 자동으로 관수를 한다.

윤봉길 청정원 대표는 “수분량 변화에 민감한 사과를 안정적으로 재배하기 위해 ICT 관수 제어 기기를 설치했다”며 “노지재배는 자연환경에 노출돼 있어 다른 과수 농가도 환경 통제를 목적으로 한 기기보다 간단한 기능의 센서나 제어장치만을 주로 설치하는 것으로 안다”고 말했다.

수산분야의 스마트 양식장은 사용자 편의성을 높인 수준에서 머무르고 있는 실정이다. 스마트양식장은 양식장의 입식량, 출하량, FCR(사료요구율) 등 데이터들이 축적되면서 양식생물의 최적 생육환경을 분석하고 자동으로 제어하는 것을 목표로 하고 있다.

하지만 현재 단계에서는 염도, pH, DO(용존산소량), 수위 등 양식장을 둘러싼 제한적인 요소에 한해 실시간 측정과 원격제어 또는 자동제어하는 수준에 그칠 뿐 ‘경험에 의존한 양식업의 한계’를 근본적으로 벗어나지 못하고 있는 실정이다.

▲ 축산분야 스마트팜 구성도

# 관심 있어도 초기 투자비용 ‘부담’

이 같은 상황에서 많은 사람들이 스마트팜 도입을 망설이는 주된 이유 중 하나로 초기 투자비용을 들고 있다.

특히 농림축산식품부가 발행한 ‘2017 스마트팜 선도 사례집’을 살펴보면 스마트팜의 규모와 기술 수준에 따라 투자비용이 부담으로 작용하고 있다. 사례집에서 한 농가의 경우 0.5ha 규모의 스마트 온실을 설치하는 데 총 5400만원 상당을 투자했고 이는 통합·양액제어기, 에너지절감시설 등의 설치비가 포함된 금액이다. 반면 0.6ha 규모의 스마트 온실을 설치한 다른 농가는 총 6억원을 투자한 것으로 조사됐으며 여기에는 액화탄산 공급장치 등의 설치비가 포함돼 있다. 또한 0.09ha 규모의 유리 온실을 설치한 법인의 경우 인공광원과 통합·양액제어기 등의 설치비를 포함해 총 20억원 가량이 투자된 것으로 나타났다.

업계의 따르면 평균적으로 3.3㎡당 스마트 비닐 온실은 60만~70만원, 유리 온실은 100만원 상당이 들지만 이는 기존 영농시설의 활용 여부와 도입한 ICT 기기의 수량, 가격에 따라 달라진다.

축산 분야의 스마트팜은 온실과 달리 시설을 설치하지 않고 CCTV, 사양관리 SW(소프트웨어) 등 ICT 기기만 따로 도입하는 경우가 대부분이어서 다른 분야에 비해 투자비용이 적은 것으로 나타났다. 한 과수농가는 2.2ha 규모의 과수원에 외부환경 측정센서, 저온저장고, 스프링쿨러 등을 설치하는데 약 4500만원을 투자한 것으로 조사됐다.

이를 감안해 정부는 초기 투자비용을 절감할 수 있도록 다양한 지원사업을 추진하고 있다.

스마트 온실과 관련해 ‘ICT 융복합 확산-스마트팜 시설보급사업’이 있고 올해부터는 이 사업과 함께 ‘시설원예현대화사업’도 통합해 시행될 수 있도록 제도가 개선됐다. 이에 사업신청서 작성 시 두 사업에 체크하기만 하면 스마트팜 ICT 기기와 기반 시설 구축에 필요한 자금을 지원 받을 수 있다.

과수 분야의 스마트팜 도입 지원 사업으로는 ‘과수 ICT 분야 시설보조사업’이 추진되고 있고 이를 통해 관수·관비시설, 무인 방제 시설, 양액시설 등을 지원받을 수 있으나 ICT 장비와의 연계 없이 단독 지원은 불가능하다. 지원한도액은 2억원이다.

축산은 최소 기준을 둬 양돈 700마리, 양계 2만마리(단 종계 농가의 경우 1만마리 이상), 낙농·한우 30마리 이상이어야 하고 양돈 1000마리, 양계 3만마리, 낙농·한우 50마리를 전업농 기본단위로 규모별로 적용된다. 지원형태는 국고 보조금 30%가 지원되며, 자부담 20%, 융자 50%로 총 70%는 본인 부담금이며 융자금 및 자부담은 지방비로 대체할 수 있다. 융자금리는 2%로 3년거치 7년 분할상환조건으로 표준 사업비는 1억원, 사업비 상한액은 10억원이다. 단 양돈·양계 일반형의 사업비 기준은 3000만원, 낙농·한우 일반형의 사업비 기준은 5000만원이다.

수산의 경우 지원사업 재원은 국고 50%, 융자 30%, 자부담 20% 비율로 구성되고 유지·관리·보수에 소요되는 비용은 지원되지 않고 있다.

수산업계 관계자는 “양식장에 설치된 스마트 양식장 시설들은 해수 등에 상시적으로 노출돼 어업인의 유지관리비 부담이 큰데 유지관리비가 지원되지 않다보니 스마트 양식장 지원사업에 대한 어업인의 참여가 저조한 상황”이라고 전했다.

이와 함께 만 18세 이상~만 40세 미만 청년 농업인의 경우 ‘스마트팜 청년창업 보육사업’을 신청할 수 있다. 선발 시 경영실습과 영농정착금 등을 지원받게 되며 현재 60명의 1기 교육생들이 교육을 받고 있고 매년 새로운 기수가 모집될 예정이다.

또한 만 40세 미만 청년농업인 중 농업계고등학교, 대학의 농업 관련 학과를 졸업했거나 정부가 지정한 스마트팜 청년창업보육센터 교육을 이수한 사람은 ‘스마트팜 종합자금 지원’을 받을 수 있다. 한도는 1인당 최대 30억원(1.5% 이내 저금리)이다.  

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