환경문제 해결을 위한 OECD 국가들의 센서기술 (Sensor Technology) 활용사례 연구
※ 본 자료는 OECD 정보통신위원회(ICCP) 산하에 있는 정보경제 작업반(WPIE)의 Working paper인
"Sensor, Sensor Networks and the Environment: Technologies, Applications and Impacts (2009.10.2)"의 내용을 요약 정리한 것임
< 요 약 >
◇ 환경문제 해결에 정보통신 기술(ICT)이 활용되고 있는 분야는 지능형 전력망 (smart grid), 지능형 빌딩(smart buildings), 지능형 교통시스템(intelligent transportation system), 지능형 모터 관리시스템(smart motor control system), 정밀농업 및 가축 이력추적 시스템(precision agriculture and animal tracking) 등으로 다양
◇ GeSI(2008)의 연구결과에 따르면 스마트 그리드를 통해 2020년 BAU(Business As Usual) 시나리오에서 2.03 GtCO2e 규모의 감축 효과가 있음
o 미국은 경기부양정책의 일환으로 USD 110억을 스마트 그리드에 투자할 계획 이며, 이탈리아 등은 스마트 미터기 사용을 의무화하는 등 OECD 국가들은 기존 전력망을 스마트 그리드로 대체하는데 집중적인 투자를 진행 중
◇ ICT가 접목된 스마트 빌딩으로 2020년 약 1.68 GtCO2e 규모의 감소 효과를 거둘 수 있을 것으로 분석
o 일본은 “친환경 건축물 포괄 평가시스템(CASBEE: Comprehensive Assessment for Building Environment Efficiency)”을 시행하고 있으며, 미국은 그린빌딩 인증제도(LEED: Leadership in Energy and Environmental Design)를 운영 중
◇ 지능형 교통시스템(ITS)는 교통을 최적화하여 교통 및 물류비용을 절감시키는데 기여하는 반면, 비용감소로 인해 교통량을 증가시키는 반동효과도 초래하는 측면이 있음
◇ 환경문제를 해결하는데 있어 다양한 분야에서 센서 기술이 활용될 가능성이 크지만 기술발전 정도는 초기수준에 머물고 있으므로 민관공동의 R&D 추진 및 시범사업 실시 등을 통해 센서기술의 활용을 장려하고, 모든 산업에 적용 할 수 있는 솔루션 개발, 개방된 표준정책 등이 필요
o 또한, 센서기술이 에너지 효율성을 향상시켜 도리어 에너지 소비를 촉진시키는 반동효과를 수반할 수도 있으므로 에너지 및 원료 가격인상 등 환경 비용을 내재화하는 등 공급측면의 관리가 병행될 필요가 있음
1. 사회경제적 목적달성을 위한 ICT 응용분야와 기술적 구성요소
가. ICT 응용분야
□ 최근 정보통신 기술(ICT)은 전력, 빌딩, 교통 및 물류, 산업, 농축산, 보건, 안전 등 다양한 분야에서 효율성 향상을 위한 수단으로 활용되고 있으며, OECD 국가들의 ICT 정책도 ICT 부문 자체만을 고려한 전략에서 사회경제 전체의 문제해결에 ICT를 효과적으로 활용하는 전략으로 전환되고 있음
o 특히 정보통신 기술(ICT)은 환경문제 해결을 위해 다음과 같은 분야에서 활용되고 있음
- 지능형 전력망(smart grid), 지능형 빌딩(smart buildings), 지능형 교통시스템 (intelligent transportation system), 지능형 모터 관리시스템(smart motor control system), 정밀농업 및 가축 이력추적 시스템(precision agriculture and animal tracking) 등
o 이 밖에도 ICT는 보건(health monitoring, medical diagnostics), 안전관리 (security and surveillance), 오락(entertainment), 환경감시(environmental monitoring) 등의 영역에도 활용되고 있음
나. 기술적 구성요소
□ ICT가 활용될 수 있는 분야는 위와 같이 다양하지만, 기술적으로는 센서 및 센서 네트워크 기술(sensors and sensor network technology)이 공통적으로 적용되며, 센서 네트워크는 센서 노드(sensor node), 액츄에이터(actuator), 데이터송수신장치(sink) 및 게이트웨이 등으로 구성됨
<Typical wireless sensor and actuator network
(OECD based on Verdone
et al., 2008)
>Sink
Actuator
Node
Gateway Other Networks
e.g. Internet
(i) 센서 노드(sensor node)
- 센서 노드(sensor node)는 센서 네트워크의 최하위 단위를 구성하는 요소로서 외부 환경의 정보를 읽어 들이는 센서(sensor), 중앙처리장 치(central unit), 배터리, 저장장치, 통신모듈로 구성되어 있음
<Architecture of a sensor node (OECD based on Verdone et al., 2008)>
Sensor
Central Unit
(Microprocessor) Memory Battery
Communication module
Queries Data
- 센서는 온도, 강도, 속도, 흐름, 위치, 빛의 강도 등 다양한 물리적 속성을 감지․측정하는 기능을 하며 전자 센서(electronic sensors), 바이오 센서 (biosensors), 화학 센서(chemical sensors) 등이 있음
(ii) 액추에이터(actuator)
- 액추에이터는 센서와는 정반대로 전자적인 신호를 속도․온도 표시 등 물리적인 현상으로 재생시키는 기능을 수행
(iii) 무선 네트워크(wireless sensor and actuator networks)
- 무선 네트워크는 센서 노드 간, 센서 노드와 액추에이터 간, 센서 노드- 액추에이터-싱크-게이트웨이 간 정보를 교환하여 인간 또는 컴퓨터와 외부 환경간의 통신을 연결하는 기능을 함
2. 환경문제 해결을 위한 센서기술 응용사례와 환경적 영향 가. 스마트 그리드(smart grid)
(1) 스마트 그리드 기술 개요
□ 스마트 그리드는 ‘발전-송전․배전-판매’ 단계로 구성된 기존 전력망에 정보통신 기술(ICT)을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 상호간에 실시간으로 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화하는 지능형 전력망을 가리킴
□ 스마트 그리드에서는 센서 및 스마트 계측기(smart meter)․통신기술․의사결정 지원 프로그램․중앙통제 시스템 등 디지털 기술과 초전도체(superconductor) 등 비디지털 기술이 종합적으로 적용됨
o 수많은 센서들이 발전소, 송․배전소 및 가정 등 전력망 곳곳에 부착되어 송배전 선로 등 전력망의 상태, 온도 등을 감지하고, 정전 및 누전여부를 진단하여 무선 네트워크를 통해 중앙 통제실에 정보를 보냄으로써 실시간 대응이 가능하도록 지원
o 스마트 미터(smart meter)는 가정 등 전력 소비자에게 설치되는 지능형 계측기로서 소비자의 전력사용에 관한 정보를 정확하게 측정하고 분석된 정보를 제공함으로써 가장 효율적인 전력소비를 유도
- 또한 전력공급의 안정성과 정전 여부 등을 감지하여 소비자가 원격으로 전력소비를 조절하고 차단할 수 있도록 하며 전기 절도도 방지
- 스마트 미터를 통해 소비자는 자신들의 전력 소비행태를 정확하게 파악하여 불필요한 전력소모를 최소화하고 가격이 가장 저렴한 시간대에 필요한 전력을 소비함으로써 에너지 효율성을 극대화
- 전력 공급자는 스마트 미터를 통해 얻어지는 개별 소비자들의 전력소비 행태에 관한 정보를 바탕으로 소비자에게 다양한 요금제를 제시하는 등 새로운 가격설정 메커니즘을 개발할 수 있음
- 이탈리아, 노르웨이, 스페인, 스웨덴, 네델란드 등 일부 OECD국가들은 이미 가정 내 스마트 미터 설치를 의무화하고 있음
o 광역(WAN: Wide Area Network) 또는 로컬(LAN: Local Area Network) 통신 네트워크는 스마트 그리드의 핵심 요소로서 센서, 스마트 미터, 전력 공급자, 소비자 간 정보전달을 매개하는 역할을 수행하며, 통신네트워크 기술 선택은 안정성, 비용, 안전 및 기존의 네트워크 인프라 활용 가능성 등에 따라 달라 질 수 있음
GeSI (2008) EPRI (2008) IPTS (2004)
연구제목
Smart 2020: Enabling the low carbon economy in the information age
The Green Grid Energy Savings and Carbon
Emissions Reductions Enabled by a Smart Grid
The Future Impact of ICTs on Environmental Sustainability
비교연도 2020 2030 2020
대상지역 전 세계 미국 유럽
스마트 그리드의 CO
2e 감축 기여 방법
◆ 송배전 과정상 전력손실 감소
◆ 재생에너지원 활용 가능성 제고
◆ 사용자 정보를 바탕으로 한 소비자들의 에너지 절감
◆ 수요측면의 관리
◆ 지속적인 상업빌딩 전력관리
◆ 송배전 과정상 전력손실 감소
◆ 최대 전력 수요 통제 및 관리
◆ 실시간 에너지 사용 정보 확보
◆ 전력공급자의 측정능력 제고
◆ 재생에너지원 활용 촉진
◆ 하이브리드 전기자동차 시장형성 촉진
◆ ICT(스마트 그리드)가 재생에너지원의 비중확대에 미치는 영향
- WAN 기술은 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line), Cable Modem, FTTH(Fiber to the Home), 전력망 통신(PLC: Power Line Communications), 이동통신, 위성통신 등의 종류가 있음
- LAN 기술은 무선 IEEE 802.x 표준[Wi-Fi(IEEE 802.11), WiMAX(IEEE 802.16), ZigBee(IEEE 802.15.4), Bluetooth(IEEE 802.15.1)], 유선 Ethernet, 건물내부 전력망 통신(in-building power line communications; Home Plug, X10) 등이 존재함
o 스마트 그리드를 구성하는 다른 기술 요소들로는 의사결정 지원 프로그램과 휴먼 인터페이스, 최첨단 통제시스템이 있으며, 이들은 인공지능, 시각화 기술, 경보 장치 등을 통해 전력 공급자와 소비자들의 의사결정을 실시간으로 지원 하고 컴퓨터 알고리즘을 통해 자가 진단 및 자동 대응 기능을 수행
(2) 스마트 그리드의 환경적인 영향과 OECD 국가들의 정책방향
□ GeSI(Global e-Sustainability Initiative, 2008), EPRI(Electric Power Research Institute, 2008), IPTS(Institute for Prospective Technological Studies, 2004) 등에서 스마트 그리드의 환경적 효과를 계량화하는 작업을 추진
o 이들 연구에서는 스마트 그리드의 긍정적인 측면을 계량화 하는데 성과를 거두었으나, 스마트 그리드로부터 초래되는 부정적인 환경적 영향을 측정하는 데는 한계를 가지고 있음
<GeSI, EPRI 및 IPTS 연구 비교>
o GeSI(2008)는 인도에 대한 사례연구와 세계적인 긍정적 영향을 계량화하여 평가한 바 있으며, 스마트 그리드가 이산화탄소 배출량 감소에 미치는 영향을 (i) 전력배급 과정상 손실 감소, (ii) 재생에너지 활용증대, (iii) 사용자 정보를 토대로 한 에너지 소비 절감, (iv) 수요측면의 관리(demand-side management) 등 네 가지 측면에서 분석
- 동 연구결과에 따르면 2020년 BAU(Business As Usual) 시나리오에서 2.03 GtCO2e* 감축효과가 있는 것으로 나타남
* GtCO2e : Gt는 Giga ton을 의미하며, CO2e는 다양한 종류의 온실가스를 이산화탄소(CO2)로 환산한 단위
o EPRI(2008)은 미국을 대상으로 2030년까지 스마트 그리드에 의한 이산화탄소 배출량 감소 효과를 측정
- EPRI는 2030년 스마트 그리드를 활용한 미국의 이산화탄소 배출량 감소 규모를 60~211백만 톤으로 추정
- 특히 야간 잉여전력을 활용하여 충전하는 하이브리드 전기자동차(plug-in hybrid electric vehicle)가 전체 이산화탄소 배출량을 10~20% 정도 감소시 키는 데 기여하는 것으로 예측
o IPTS(2004)는 위의 두 가지 연구와는 달리 스마트 그리드가 재생 에너지원에서 차지하는 비중을 기준으로 이산화탄소 배출량 감소에 미치는 영향을 측정하 였으며, 긍정적인 영향과 부정적인 영향을 모두 평가
- 동 연구에 따르면 2020년까지 스마트 그리드 ICT의 활용으로 재생에너지원의 비중이 2~7%까지 증가하는 것으로 나타났으며, 이는 이산화탄소 배출량 감소에 1.5~3.1% 정도 기여를 하는 것으로 평가
- 동 연구는 에너지 공급 효율성이 증가함에 따라 수반되는 반동효과 (rebound effect)를 고려하였으나, 스마트 그리드의 확산에 따르는 부정적인 환경적 영향을 정밀하게 분석하는 데는 역시 한계를 가짐
□ 스마트 그리드가 가지고 있는 긍정적인 환경적 효과로 인해 많은 OECD 국가들은 기존의 전력망을 스마트 그리드로 대체하는데 집중적인 투자를 진행 중에 있음 o 미국의 경우 2009년 2월 발표한 경기부양정책에서 USD 110억을 스마트 그
리드에 투자할 계획
o 이탈리아, 노르웨이, 스페인, 스웨덴, 네델란드 등은 스마트 미터기 사용을 의무화하였으며, EC 또한 스마트 미터기의 역할을 강조
o 스마트 그리드가 조기에 확산되기 위해서는 에너지 공급자들이 협조하여 전력산업 전체에 적용할 수 있는 솔루션을 채택하고 개방된 표준을 개발할 필요가 있음
나. 스마트 빌딩(Smart Building)
(1) 스마트 빌딩의 의의 및 기술적 구성요소
□ 스마트 빌딩은 건축, 통신, 사무 자동화, 빌딩 자동화 등의 4가지 시스템을 유기적으로 통합하여 첨단 서비스 기능을 제공함으로써 경제성․효율성․
쾌적성․기능성․신뢰성․안전성을 추구한 빌딩으로 냉·난방, 조명, 전력시스템의 자동화와 자동 화재 감지 장치, 보안 경비, 정보통신망의 기능과 사무 능률 및 환경을 개선하기 위한 사무 자동화를 홈 네트워크로 통합한 고기능 첨단 건물임
□ 스마트 빌딩에서 ICT, 특히 센서 및 센서 네트워크는 냉난방, 조명, 환기, 창문 조절 등 건물의 에너지 소비 상태와 수요를 모니터링하고 자동으로 조절하는데 활용 o 스마트 빌딩에 사용되는 센서들의 종류는 온도 및 열감지기, 빛 감지기, 동작
감지기, 연기 및 가스 감지기, 상태 감지기, 유리 파손 감지기 등이 있음
(2) 스마트 빌딩의 환경적인 영향과 OECD 국가들의 동향
□ GeSI(2008) 연구에 따르면 2020년 전세계 이산화탄소 배출량의 22.5%인 11.7 GtCO2e가 빌딩부문에서 발생될 것으로 예측
o 동 연구는 BAU 시나리오의 경우 ICT가 접목된 스마트 빌딩으로 1.68 GtCO2e 감소 효과를 거둘 수 있을 것으로 분석
0,11
0,06 0,02 1,68
0,45
0,39
0,24
0,15
0,13
0,12 CO2reduction potential in GtCO2e
Total CO2 reduction potential
Reduced building space through design Improved
building design
BMS Bench-
marking and building recom- missioning
HVAC Voltage
optimi- sation
Lighting auto- mation
Intelli- gent commis- sioning
Venti- lation on demand
o IPTS(2004)에서는 ICT가 에너지 효율 향상에 기여하는 시설관리 분야에 있어서 스마트 빌딩의 환경적 영향을 평가
- 스마트 빌딩은 2020년 건물의 에너지 소비를 3.5~7.1% 절감하는 데 기여하고, 이에 따라 이산화탄소 배출량을 3.5~6.5% 감소시키는 데 기여하는 것으로 나타남
o 두 연구는 모두 스마트 빌딩의 확산을 통한 에너지 소비 및 이산화탄소 배출량 감소를 위해서는 모범사례 확산, 경제적인 동기부여, R&D투자 등 정부의 역할이 매우 중요하다는 점을 지적
□ OECD국가들은 빌딩의 에너지 효율향상을 위한 정책들을 적극적으로 추진하고 있음 o 대표적으로 일본은 “친환경 건축물 포괄 평가시스템(CASBEE: Comprehensive
Assessment for Building Environment Efficiency)”을 시행하고 있으며, 미국은 그린빌딩 인증제도(LEED: Leadership in Energy and Environmental Design)를 운영 중에 있음
o 국제에너지기구(IEA) 또한 국가 간 비교가 가능한 빌딩의 에너지 효율성 규범과 표준에 관한 데이터베이스 구축을 추진
다. 지능형 교통 및 물류 시스템(intelligent transport and logistics)
(1) 지능형 교통 및 물류 시스템의 의의 및 기술적 요소
□ ICT와 센서 네트워크는 화물․승객운송 등 교통 및 물류 시스템 전체적인 효율성을 증가시키는 데에도 기여
o ICT는 원격근무, 원격회의, 출판물․음원 등의 디지털화 및 온라인 전송 등을 통해 교통수요를 억제 또는 대체함으로써 에너지 소비 및 온실가스 배출을 감소시킴
o 센서 및 센서 네트워크는 교통 흐름 등에 관한 정보를 실시간으로 제공함으로써 가장 효율적인 교통관리가 가능하도록 함으로써 에너지 소비 및 이산화탄소 배출을 절감
- 물류분야에도 센서 및 센서네트워크가 적용되어 배송물품과 차량에 대한 추적이 가능하게 됨으로써 재고관리의 효율성을 획기적으로 개선(재고관리를 위한 인프라를 대폭 감소)
□ 센서 및 센서 네트워크를 활용한 지능형 교통 시스템(ITS; Intelligent transportation System)은 교통 인프라와 차량에 모두 적용 가능
o 교통 인프라 부문에서는 도로면에 부착된 센서는 교통량과 흐름에 대한 정보, 교통신호에 대한 정보를 실시간으로 제공
- 공용 버스 진입여부를 감지하고 교통신호를 자동으로 통제함으로써 공용 버스가 예정된 시간표대로 운행될 수 있도록 지원
- 주요 간선 도로의 요금 정산소에서 RFID 태그를 부착한 차량을 인식하여 자동으로 요금을 정산하는 시스템이 보편화되고 있음
- 센서들은 교량의 진동상태 등을 감지하여 교량의 안전조치를 사전적으로 취하도록 하는데도 기여
o 센서기술은 차량에도 적용되어 속도, 위치, 정차 등을 자동화하여 무인 지하철 운행도 가능하게 됨
- 버스 출입문의 개폐감지, 내부 온도 조절 등도 센서를 통해 가능
- 승용차에 적용되는 센서기술을 통해 차량의 위치․속도․온도 등에 대한 정보가 운전자에게 실시간으로 제공됨으로써 운전자는 가장 효율적인 경로 선택이 가능하게 되며, 승용차 부문에서는 승용차와 승용차간의 통신에 초점을 둔 연구가 진행되고 있음
- 또한 안전과 관련하여 차량의 상태를 정확하게 분석하여 운전자에게 미리 위험신호를 보내주고, 타이어 압력 등의 상태를 측정하여 실시간으로 운전 자에게 알려줌으로써 차량의 안전을 확보하는데도 활용
(2) 지능형 교통 및 물류 시스템의 환경적 영향
□ 지능형 교통시스템(ITS)은 교통을 최적화하여 교통 및 물류비용을 절감시키는데 기여하는 반면, 비용감소로 인해 교통량을 증가시키는 반동효과도 초래하는 측면이 있음
□ GeSI(2008)는 지능형 교통시스템이 전 세계 이산화탄소 배출량을 2020년 1.52 GtCO2e 정도 감소시키는 효과가 있는 것으로 평가하였으며, 물류 네트워크의 최적화를 통해서 가장 큰 감축 효과가 나타나는 것으로 분석
□ 반면, 승객 및 화물 운송 분야에서 ITS의 영향을 측정한 IPTS(2004) 연구에서는 ITS의 확산으로 교통 흐름이 빠르고, 효율적이고, 유연하게 되고 궁극적으로 에너지 비용을 절감시켜 줌으로써 교통량이 상당히 증가하는 반동효과가 나타나 1.9~2.7% 정도 이산화탄소 배출량이 증가할 것으로 예측
□ GeSI와 IPTS의 연구결과는 지능형 교통시스템이 초래하는 반동효과의 영향으로 상반된 결과를 보여줌
o 이는 교통 분야에서 수반되는 반동효과를 억제하는데 정부의 에너지 가격정책이 매우 중요하다는 점을 시사
o 또한 ITS가 공공 교통수단의 효율성을 크게 개선시킴으로써 개인들의 차량 이용을 억제하는데 활용가능
라. 산업적 응용(industrial applications)
(1) 센서 기술의 산업적 응용 사례
□ GeSI(2008) 연구에 따르면 산업부문에서 차지하는 온실가스 배출량 규모가 2002년 전체의 약 23%를 차지하고, 전 세계 전기 사용량의 50% 정도를 차지하여 주요 온실가스 배출원이 되고 있음
□ 센서 및 센서 네트워크는 산업 부문에서도 생산관리, 자원관리, 공작기계의 통제 등에 활용될 수 있음
o 생산관리에서 센서 및 센서 네트워크는 생산과정에서 실시간으로 정보를 수집하며 분석함으로써 제품생산이 완료된 이후가 아니라 생산과정 자체에서 오류나 결함을 보정함으로써 제품의 하자를 최소화시키는 역할을 함
- 온라인 레이저-초음파 계측시스템은 강관 제련과정에서 절삭 두께 등 정확한 계측정보를 제공함으로써 자원낭비와 에너지 소비를 최소화
o 센서 및 센서네트워크 기술은 생산과정에서 사용가능한 재료의 양과 혼합비율 등에 대한 정보를 정확하게 제공함으로써 가장 효율적인 방식으로 정확한 생산이 이루어지도록 하여 결과적으로 에너지와 자원의 소비를 감소시키는 역할
o 공작기계의 상태를 관리하고 통제하는데도 센서와 센서 네트워크가 활용 - 센서는 공작기계에 부착되어 온도, 압력, 습도 및 진동 등의 상태를 계측하여
부품의 교체시기 등에 대한 정보를 제공
- 모터 시스템의 경우 정확한 산출목표에 따라 가동률을 조정하는데 센서 기술이 적용되어 에너지 소비 측면에서 가장 비효율적인 모터의 에너지 효율성을 크게 개선
(2) 지능형 산업 응용기술의 환경적 영향
□ GeSI(2008)는 전체 산업부문의 에너지 사용의 65%를 차지하는 모터시스템 분야에 있어서 센서 및 센서 네트워크의 환경적 영향을 분석
o 기존의 모터 시스템에 센서 및 센서 네트워크를 적용하여 모터의 가동상태를 조절하는 경우 2020년까지 970 MtCO2e*까지 감축할 수 있는 것으로 나타났으며, 모터의 속도조절과 ICT를 활용한 생산자동화를 통해 주로 감축효과가 실현됨
* MtCO2e : Mt는 Mega ton을 의미하며, CO2e는 다양한 종류의 온실가스를 이산화탄소 (CO2)로 환산한 단위
□ 산업부문의 응용에 있어서는 다양한 센서와 센서 네트워크들 간의 통신이 전체 생산 효율성을 제고하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 분석되며, 기술 측면 뿐만 아니라 생산 과정을 합리화하는 과정설계(process planning)도 중요
마. 정밀농업(precision agriculture) 및 가축 이력추적(animal tracking)
(1) 정밀농업과 가축 이력추적 시스템에서 센서 및 센서 네트워크의 역할
□ 센서 및 센서 네트워크는 토양과 수질 상태를 측정하고 모니터링 함으로써 농작물 생산 환경에 가장 부합하는 농업(정밀농업)이 가능하도록 함
o 정밀농업에서 센서 및 센서 네트워크는 농작물 모니터링, 토양 모니터링, 기후 모니터링, 해충․질병․잡초 모니터링 등에 사용
o 농작물에 부착된 센서는 온도, 엽록소 성분 및 수분 상태 등을 측정하여 농부로 하여금 실시간으로 문제에 대한 대응 조치를 취하도록 지원
o 농작물의 성장에 가장 중요한 역할을 하는 토양의 산출력, 수분 및 압밀 (compaction) 등에 대한 정보를 제공하고, 미세 온도와 습도를 감지하여 해충이 확산될 수 있는 조건을 미리 포착하는데도 센서기술이 활용
o 목초지의 상태도 원격 센서기술에 의해 실시간으로 분석되며, 호주의 경우 위성과 센서기술을 활용하여 목초지 상태지도를 제작하여 목초지의 상태와 문제소지가 있는 목초지를 발견․관리하는데 활용
o 무선 센서들은 정밀 관개(precision irrigation)에도 활용되는데 센서들은 자신이 수집한 정보와 날씨 정보들을 결합하여 관개 시스템을 자동으로 통제
□ 가축 이력추적(animal tracking)에서도 센서 및 센서 네트워크는 가축의 이동 및 건강상태, 목초지의 상태를 정확히 분석하는데 활용
o 센서 및 센서 네트워크는 가축들의 섭생 습관, 환경과의 상호작용 행태 등 가축의 행태를 정확하게 분석하고 목초지의 상태를 파악하여 기존의 축산 자원들을 가장 효과적으로 활용할 수 있도록 함
o 축산 농가는 이러한 정보들을 토대로 목초지의 과잉사용(overgrazing)이나 토양의 부식 등 환경적 문제를 예방하면서 가장 효율적인 축산이 가능
o 가축들에 RFID 태그를 부착하여 개별 가축들의 신원(ID)을 관리하고 개별 가축들의 특성과 음식에 관한 정보를 통합적으로 관리
(2) 정밀농업과 가축 이력추적시스템의 환경적 영향
□ 센서 및 센서 네트워크는 토양, 기후 및 농작물 상태를 모니터링 하여 정밀 관개를 가능하게 함으로써 수자원의 소비를 크게 감소시키는데 기여
o 농작물의 성장에 가장 중요한 역할을 하는 수분공급이 센서 기술의 적용으로 토양의 상태 및 농작물의 유형에 각각 가장 적합한 방법으로 이루어지게 됨 - 스페인에서 1,500 ha 규모의 농지를 대상으로 한 실험에 따르면 정밀 관개로
30∼60%의 수자원을 절감
- 2002년 미국 농무성(USDA: United States Department of Agriculture)의 실험에서는 279 에이커의 농지에서 정밀 관개로 5.7백만 갤런의 수자원 절 감효과를 거둠
□ 정밀농업은 비료와 살충제 사용을 감소시키는데도 크게 기여
o 센서 및 센서 네크워크를 통해 토양, 미세기후, 농작물에 대한 상태를 모니터링 함으로써 문제가 있는 특정 농작물에 대해서만 비료와 살충제를 살포할 수 있게 됨
□ 가축 이력추적 분야에서 축산 농가들은 가축들의 행태에 관한 정보를 토대로 목초지를 관리할 수 있게 됨으로써 목초지의 과잉사용 및 토양 부식을 피할 수 있게 되며, 한정된 목초지를 가장 효과적으로 관리할 수 있게 됨
□ 센서 및 센서 네트워크는 자원을 가장 친환경적으로 사용하는데 기여를 할 수 있으나, 정밀농업을 위한 해당 기술개발은 아직도 초기 상태이며 광범위 하게 활용하기에는 아직도 비용이 높은 상황
□ 정부는 농부들에게 새로운 ICT기술을 활용함으로써 토양과 목초지의 질을 개선하고 비료와 살충제 사용을 억제함으로써 얻어지는 경제적 이득에 대해 충분히 인식하도록 홍보하고 기술지원 등을 통해 정밀농업을 확산시키는데 노력할 필요가 있음
3. 정책적 시사점
□ 센서 및 센서 네트워크는 자원의 효율적인 사용과 온실가스 배출량 감소에 큰 기여를 하는 것으로 나타남
□ 스마트 빌딩의 경우 에너지 효율향상과 관련된 정부의 표준 정책이 전기 사용과 온실가스 배출 감소에 결정적인 역할을 수행하는 등 환경문제 해결을 위한 센서 및 센서 네트워크의 보급 및 확산에 있어 정부의 정책이 중요한 역할을 수행
o 센서기술이 에너지 효율성을 향상시켜 도리어 에너지 소비를 촉진시키는 반동효과를 수반할 수도 있으므로 에너지 및 원료 가격인상 등 환경 비용을 내재화하는 등 공급측면의 관리가 병행될 필요가 있음
□ 환경문제를 해결하는데 있어 다양한 분야에서 센서 기술이 활용될 가능성이 크지만 아직도 기술발전 정도는 초기수준에 머물고 있으므로 민관공동의 R&D 추진 및 시범사업 실시 등을 통해 센서기술의 활용을 장려하고, 모든 산업에 적용할 수 있는 솔루션 개발, 개방된 표준정책 등이 필요
― 주OECD 대표부 류제명 일등서기관(원 소속: 방송통신위원회) ―
