농업도 탄소저감 시대… 기후위기 대응 ‘K-스마트팜’ 뜬다

농식품부 '제1차 육성 기본계획' 발표
신재생에너지 활용 온실가스↓·생산↑
지능형 온실·친환경 냉난방 개발 속도
스마트팜연구개발사업단 역할 주목

최근 세계적 이슈 중 하나가 기후 변화 위기 대응이다. 신재생에너지를 활용한 스마트농업 연구개발에 집중하는 이유도 이 때문이다.

이와 관련 농림축산식품부는 이 같은 내용을 담은 '제1차 스마트농업 육성 기본 계획(2025~2029년)'을 발표했다.

이 계획에 따르면 농식품부는 에너지 효율성 제고를 위한 신재생에너지 기술 개발, 온실가스 배출 감소를 위한 에너지 기술 개발, 폐열 등 신재생에너지 농업 활용 확대를 주요 과제로 설정해 추진하고 있다.

이를 통해 2025년 현재 2개소인 신재생에너지 기술 개발 실증단지를 2029년까지 4개소로, 온실가스 배출 감소 실증단지(2개소)도 4개소로 늘리겠다는 게 농식품부의 목표이다.

이런 가운데 스마트팜연구개발사업단이 '기후 위기 대응 연구개발(R&D)' 요람으로 자리매김하고 있어 주목받고 있다.

농림축산식품부, 농촌진흥청, 과학기술정보통신부는 국가연구개발사업 '스마트팜 다부처 패키지 혁신 기술개발사업'의 운영·관리를 위해 스마트팜연구개발사업단을 2020년 12월 설립했다.

스마트팜연구개발사업단 관계자는 27일 "'K-스마트팜'의 연구개발과 보급을 통해 노동력 감소, 생산성 증대 등 영농 효율성을 높이고, 우리나라 농촌에 활력을 불어넣고 있다"면서 "'K-스마트팜'의 해외 시장을 개척해 농업 발전을 위한 선도적 역할을 하겠다"고 말했다. 특히 'K-스마트팜'의 글로벌 시장 진출의 전초 기지 스마트팜연구개발사업단이 최근 기후 위기 대응 연구개발 성과를 내놓고 있어 주목받고 있다.

우선 스마트팜 다부처 패키지 혁신 기술 개발사업 중 하나인 '지능형 K-Farm 온실 구현을 위한 기존 유리온실의 리모델링 최적화 기술 개발'이다.

이 연구 사업은 내·외부 공기 혼합형 사계절 운영 기능 리모델링 유리온실을 위한 최적의 환경 기술을 개발해 안정적인 작물 재배 및 효율적 에너지 저감 실현을 목표로 한다.

이를 통해 스마트팜연구개발사업단은 소규모 및 대규모 농가에 적용할 수 있는 범용적 시스템 구축, 온실 재배 방식의 안전성 강화와 스마트 농업기술 기반 구축, 일반 벤로형 유리온실 대비 운영비 30% 절감·생산성 30~50% 증대, 식량 안보와 글로벌 시장 주도를 통한 국가 경쟁력 향상 등의 효과를 기대하고 있다.

사계절 온실 환경 변화 대응형 친환경 냉난방 시스템을 적용해 에너지 저감 및 저장 기술 상용화를 목표로 하는 '스마트 온실 맞춤형 친환경 냉난방 시스템 실증 및 상용화' 연구개발 역시 주목할 만하다.

국립목포대 산학협력단이 주관 연구기관으로, 한국생산기술연구원과 에너지팜스, 그리트가 공동연구 개발기관으로 참여해 연구개발을 진행했다. 이 결과 작물 생육단계 및 계절에 따른 에너지 공급 최적화, 복합형 온실 냉난방 시스템 스케일업 설계(안) 개발, AI를 활용한 에너지 부하 예측 등을 고려한 통합 운영·제어 시스템(SW) 개발, 작물 기관 기반 국소냉난방 기술 개발 등의 성과를 올렸다.

이 같은 기술은 이상 기후 대응이 가능한 온실 냉난방 제어 시스템의 고효율화 관련 원천기술 확보, 핵심 부품의 국산화로 스마트 온실 산업의 경제성 향상 도모 수단으로 활용할 수 있을 것으로 예상된다. 또한 친환경 에너지 절감형 냉·난방 시스템 개발을 통한 시설원예 농가의 경쟁력 제고 및 수출 증대 견인 방안으로 사용도 가능하다.

스마트팜연구개발사업단은 연구개발 성과를 현장에 제대로 적용하면 하천 수열, 폐열, 지열 등 복합 열원의 시설 재배 최적의 활용 방안을 도출하고, 농업 분야의 난방 연료 소비량을 줄일 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또한 온실가스 저감용 친환경 히트펌프와 증발냉각 기술을 함께 적용하면 기후 변화 위기에도 생산성 효율의 극대화를 도모할 것으로 예상된다.

아울러 화석연료 기반의 기존 에너지원을 대체해 온실가스 발생을 줄이는 데 기여할 것이라는 게 스마트팜연구개발사업단의 관측이다.

신재생에너지 및 복합열원 등을 활용한 '온실 에너지 기술 상용화' 역시 스마트팜 다부처 패키지 혁신 기술 개발사업의 대표 사례이다. 이 연구개발은 중소형 온실을 중심으로 복합열원을 활용할 수 있는 최적의 냉난방 시스템 구축과 기존 화석연료 사용 시 발생하는 온실가스 및 탄소 저감 실현을 목표로 추진됐다. 연구개발 성과는 초고효율 친환경 온실 에너지 통합 시스템 개발의 핵심 기술로 활용할 수 있다. 또한 복합열원 열병합 발전 기반 온실 통합 에너지를 최적화하는 데 쓰일 수 있다.

[스마트팜연구개발사업단·아시아투데이 공동기획]