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생명을 디자인하는 유전자 가위의 기술·산업 동향 및 연구 과제

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4차 산업혁명시대의 한국 농업

산업기술리서치센터 오유진 선임연구원

Ⅰ. 한국 농업의 현황

Ⅱ. 4차 산업혁명 시대의 농업

Ⅲ. 향후 과제

한국 농업은 녹색혁명을 통해 쌀 자급자족에 성공하는 등 생산성 향상으로 경제발전의 밑거름이 되었다. 최근 농산물 시장 개방에 따른 식량자급률 하락, 생산비 증가로 농업소득 정체, 경지면적 감소, 농가인구의 지속적 감소 속 노령인구비율 증가로 향후 농업 인력유지와 생산가능성이 불투명한 상황이나 농가당 경지면적이 늘고 농업 전문경영인이 증가하는 등 긍정적 측면도 있다.

세계는 현재 비료, 제초제 등의 남용에 따른 환경오염, 단일작물 집중재배에 따른 기상이변이나 병해에 대한 취약, 급증하는 세계 인구, 식생활 변화에 따른 식량에 대한 추가수요, 석유와 물 등 자원의 고갈 등으로 미래 식량에 대한 위기감이 커지고 있고 중산층과 고령층의 증가로 식품의 질과 안전성, 그리고 다양한 식품에 대한 수요가 늘어나고 있는 가운데 선진국들은 농업이 가진 다양한 공익적 기능을 인지하고 농업에 대한 지원을 지속하고 있다.

4차 산업혁명시대를 맞아 전 세계적으로 커다란 변화가 예상되며, 농업 또한 예외는 아니다. 선진국에서는 ICT기술을 농업에 적용, 생산성과 효율성을 고취하고 미래 성장동력으로 이용하기 위해 노력중이며 우리나라 또한 농업에 대한 투자 필요성을 인식하고 관련 정책을 수립하고 예산을 편성하여 노력하고 있으나 아직도 초기 단계를 벗어나지 못하고 선진국과 기술격차가 존재하는 것이 사실이다.

농업이 다원적 기능을 가지고 있다는 인식은 하지만 재정적 지원에 대한 필요성에 대해 여전히 국민의 합의가 부족하고, 하나의 컨트롤타워에서 장기적이고 거시적인 계획을 수립하여 표준화와 플랫폼 구축, 농가에 대한 지속적이고 체계적인 지원방안 마련이 필요하다. 여전히 초기 개발 중인 새만금에 농・식품업 중심 첨단 ICT 요람을 육성한다면 새만금의 속도감 있는 개발과 한국 미래성장산업의 발굴 두 가지를 모두 이룰 수 있다.

* 본고의 내용은 집필자의 견해로 당행의 공식입장이 아님

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Ⅰ. 한국 농업의 현황

1. 경제개발과정에 큰 역할을 담당한 농업

녹색혁명1)으로 쌀 자급자족에 성공하고 농업 생산성 향상

❍1960년대 멕시코에서는 밀, 필리핀에서는 쌀의 신품종을 성공적으로 수확한 후 인도, 브라질 등에서 이를 재배해 생산량이 크게 증가

- 화학비료, 살충제, 제초제, 기계의 이용이 신품종과 더불어 녹색혁명의 핵심이며, 1961-1985년 사이 개발도상국의 곡물생산은 두 배 이상 증가

- 세계 인구는 1950년부터 2005년 사이 약 50억명이 증가하였으나 녹색혁명 이후 인구증가율보다 식량생산 증가율이 더 빨라 인류 식량 섭취량이 평균 25% 증가2)

❍ 우리나라에서는 1970년대 초 한국 실정에 맞는 통일벼 신품종 육성 성공 및 다양한 품종 개발로 1977년 ’녹색혁명 성취‘ 선언

<그림 1> 세계인구 (10억 명) <그림 2> 1인당 식량 생산량, 1961-2005

자료 : Gail Tverberg(Mar 12, 2012), “World Energy Consumption Since 1820 in Charts”

: *Per capita - 1인당 곡물 생산량 자료 : World Resources Institute(2006)

1) 제2차 세계대전 이후 개발도상국을 중심으로 인구가 폭발적으로 증가하며 식량이 부족하자 질소를 포함한 화학비료를 발명하고 새로운 품종개발을 주축으로 관개시설, 살충제, 제초제 등 적극적인 과학기술개발로 개발도상국의 식량 생산에 눈부신 성장을 일으킨 것을 일컫는 것

2) Conway, Gordon(1998), “The Doubly Green Revolution: Food for All in the Twenty-first Century”

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농업은 산업화의 기반이자 원동력

❍ 농업생산성 향상이 산업화의 시작

- 1800년 유럽 남성의 65~80%가 농업에 종사하였으나 잉글랜드의 경우 농업 생산성의 급속한 성장으로 남성의 40%만이 농업 종사자였으며, 이에 따라 더 많은 노동자가 지방의 제조업에 진출, 최초로 산업화한 국가가 됨

- 농업 생산성이 향상되어 인구보다 식량 공급이 더 빨리 늘어나야 인구의 일부가 농업이 아닌 부가가치가 더 높은 산업으로 전환이 가능

❍ 한국 산업 구조전환의 원동력은 농업3)

- 한국의 농업과 비농업의 실질 GDP연평균 성장률을 투입요소와 함께 살펴보면 비농업부문 성장의 주된 원인은 농업에서 빠져나간 생산요소 투입이고 농업부문 성장의 주된 요인은 생산성 향상이었음

- 산업화에 성공한 국가들의 산업화 정도는 수렴해 왔으며 한국은 산업화 속도가 빨라 구조전환과 경제발전을 압축적으로 경험

- 산업화가 진행되며 노동인구가 농업에서 비농업으로 이동하고 농업의 실질 GDP 비중이 줄어드는 패턴은 어느 국가나 동일

2. 한국 농업의 현주소

농산물 시장 개방 이후 국내 자급률 하락

❍ 한국은 2004년 한・칠레 FTA를 시작으로 현재까지 총 54개국과 FTA 체결, 농산물 개방시대를 맞이하였으며 FTA 체결국과의 농산물 무역거래는 지속적으로 증가하다 2011년부터 안정세4)

3) 정혁(2015), “농업부문 개발과 구조전환을 통한 한국경제 발전” 중 제2장 “한국의 구조전환과 경제발전 관계에 대한 거시경제 이론적 고찰 및 실증분석”, KDI 연구보고서 2015

4) 지성태・이현근・이수환・유정호(2016), “FTA 이행에 따른 농산물 수입구조 변화와 정책과제”, 농촌경제연구원

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- 농산물 수입액은 2004~1010년 연평균 8.4% 증가하다 2011년부터 약 307억달러 수준에서 증감을 반복하였고 축산물과 과일이 전체 농산물 수입 증가를 견인하고 있으며, 반면 수출액은 수입액의 20% 수준

<그림 3> 농산물 수입액 <그림 4> 농산물 수출액

자료 : 지성태 외(2016), “FTA 이행에 따른 농산물 수입구조 변화와 정책과제”

❍ 식습관 변화, 수입 증가로 농축산물 자급률 하락

- 2016년 식량자급률 50.9%, 곡물 23.8%, 사료제외 곡물 자급률 48.4%

- 소비 증가 추세인 육류와 과일의 자급률 또한 국내생산 증가에도 불구, 수입량 증가 속도가 빨라 자급률 하락추세

- 대체 식품의 소비 확대로 쌀 소비량은 2000년대 들어 연평균 2.6% 감소하고 재고량은 확대 추세에 있어 재고 조기감축과 쌀 시장 안정 도모를 위해 2016양곡년도에 처음으로 재고미 91천톤을 사료용으로 이용하기 시작

농가인구는 고령화되고 농지면적이 감소한 반면 농업생산비 증가

❍ 농가인구의 감소, 65세 이상 인구 증가로 농업 인력 유지 및 재생산 가능성이 매우 불투명하며, 고령 농가에 대한 복지 필요성 증가

- 우리나라는 세계에서 가장 빠르게 고령화되어 2017년 8월 인구의 14%가 65세 이상인 고령사회 진입

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- 농촌은 이보다 훨씬 더 심각해 농가인구 중 65세 이상 인구비중이 40%가 넘어 신규 취농 인구를 확보하지 않으면 농업 인력 유지가 어려운 수준

- 고령 농가에 대한 복지정책과 더불어 농업경영자원 이양 및 신규취농 인구에 대한 적극적인 지원 필요

<그림 5> 농가인구 중 65세 이상 인구비중 <그림 6> 농업인구와 농업면적 추이

자료 : 통계청 자료 : 통계청

❍ 쌀 소비량 감소 및 농가인구 고령화로 경지면적 감소세

- 2016년 경지면적은 1,667천ha로 1990년 2,109천ha에 비해 28.3% 축소

- 논 면적 1990년 1,345천ha → 2016년 896천ha로 50% 감소, 경지면적 감소 주도

❍ 농가소득에서 농업소득보다 농업외 소득 비중이 확대되었고, 인건비 인상 등으로 인한 농업 경영비 상승으로 도・농간 소득격차 커짐

- 2007년을 기점으로 농가소득에서 농외소득이 농업소득을 추월

∙ 2007년 농업소득 10.4백만원, 농외소득 11.1백만원

- 농업총수입 대비 경영비 비중(%): 2006년 55.8 → 2016년 67.8 - 농가소득(백만원): 2006년 32.3 → 2016년 37.2

- 도시근로자 가구소득(백만원): 2006년 41.3 → 2016년 58.6 - 도시가구 대비 농가소득(%): 2006년 78.2 → 2016년 63.5

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<그림 7> 농업 및 농업외 소득 추이 <그림 8> 농업수입 및 경영비 비중 추이

자료 : 통계청 농가경제조사(2017.4) 자료 : 통계청 농가경제조사(2017.4)

농가수가 줄면서 농가당 경지규모가 확대되고 있고 농업 전문경영인 또한 증가하는 추세

❍ 농가인수 감소 속도가 경지면적의 감소속도보다 빨라 2016년 농가호당 경지면적은 1.56ha, 농가인구 당 경지면적은 3.3ha로 각각 전년대비 0.9%, 1.3% 증가하며 상승 추세

❍3천만원 이하의 자급형 농가가 86%를 차지하고 있으나 농축산물 판매소득 3천만원 이상 농가 비중이 2010년 12.9%에서 2015년 14.0%로 증가하였으며, 농축산물 판매소득 1억원 이상 농가수도 동 기간 동안 12.3% 증가

<그림 9> 한국 농가: 농축산물 판매금액별 구분

자료 : 통계청, “2015년 농림어업총조사”- 농축산물 판매금액별 농가

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Ⅱ. 4차 산업혁명 시대의 농업

1. 세계 농업 트렌드

식량생산의 불확실성 증가

❍ 녹색혁명의 부작용

- 화학비료와 제초제 등의 사용으로 토지가 황폐화되어 토양 생산성 고갈5)

- 효율성만 강조하면서 생산량이 가장 많은 단일 품종만 생산하여 병해와 기후변화 등에 취약

- 녹색혁명 이후 미국, 브라질 등 주요 농산물 수출국은 생산량 증가로 국제 곡물시장에서의 영향력 확대

❍ 환경오염과 기후변화에 따른 식량생산의 변동성 확대

- 지구 온난화와 기상이변 등 환경오염으로 인한 흉작으로 가격폭등과 수출 제한 등 식량위기 발생 빈도가 잦아지고 그 규모도 커짐

- 폭염, 가뭄 및 해수면 상승과 같은 기후변화가 진행될 경우 생산성 저하로 인하여 2030년까지 빈곤인구는 최소 3,500만명~최대 1억2,200만명 증가 예측6)

❍ 주요 자원의 고갈

- 석유: 식품운송과 농기계의 주요 연료이며 화학 비료, 살충제의 기본 성분이기에 석유가 부족해지고 가격이 오르는 경우에 대한 대안 필요

- 물: 농업은 현재 담수 사용량의 약 70%를 사용하며, 인구 증가추세를 고려할 때 현재와 같은 식량 섭취 추세로는 2025년이면 인류의 ⅔가 물 부족 국가7)

5) 비료의 과다사용으로 비료 내 질소가 방출됨에 따라 강과 호수 등에서 녹조가 발생하며 산소와 결합하여 아산화질소가 만들어지는데, 인간이 만드는 아산화질소의 70%가 농업에서 발생

6) FAO(2016), “2016 세계식량농업보고서 - 농업과 식량안보에 대한 기후변화의 영향분석과 대응방안”, Food and Agriculture Organization of the United Nations

7) FAO(2017.4.12), “Water Scarcity - One of the Greatest Challenges of Our Time”

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❍ 과점체제 강화 및 투기자본으로 인한 가격변동성 확대

- Cargill (Monsanto), Bunge, Louis Dreyfus, ADM8) 등 대표적인 다국적 곡물기업들은 생산, 저장, 운반, 유통 전반에 대한 수직적 계열화를 이루어 곡물시장에서 과점력을 더욱 키우고 곡물가격 상승 유발

- 곡물선물시장에 대한 투기자본 또한 가격 불안정성에 영향을 미침 - 2007년 이후 급격히 변동성이 확대됨(그림 10 참고)

<그림 10> Food Price Index로 나타낸 식량가격추이

: Food Price Index - 3년 이동평균가격(2002-2004=100) 자료 : FAO 2013

지속되는 식량 수요 증가로 식량부족현상 재현될 우려

❍ 세계 인구의 지속적 증가

- 2017년 현재 76억명인 세계 인구는 2050년에는 96억명으로 증가할 것으로 전망되며, 증가하는 인구의 절반 이상이 현재 기아에 시달리고 있는 사하라사막 이남 아프리카 지역일 것으로 예상

- 현재 세계 인구의 10.8%에 해당하는 약 7억9,300만명이 식량부족상태9)로 세계자원 연구소(WRI)의 추산에 따르면 2050년에는 2006년 식량생산량 기준 69% 증산 필요10) 8) 4개사가 세계 곡물시장의 약 80% 차지

9) FAO(2016), “2030 지속가능개발의제 달성을 위한 식량안보와 영양현황 모니터링 - 현황점검과 미래 전망”

10) Searchinger, Tim, Craig Hanson, Janet Ranganathan, Brian Lipinski, Richard Waite, Robert Winter bottom, Ayesha Dinshaw and Ralph Heimlich(December 2013), “Creating a Sustainable Food Future:

Interim Findings”, World Resources Institute

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❍ 식생활의 변화로 식량 수요 증가 가속화

- 급속한 도시화, 소득 증가로 인하여 1인당 육류와 유류 소비가 늘어나고 있으며 특히 중국과 인도를 중심으로 더욱 빠른 속도로 증가할 것으로 예상되어 식량수요는 더욱 증가할 전망

- 500g의 육류를 생산하기 위해서는 평균 1.8kg의 곡물이 필요

❍ 바이오 원료를 에너지원으로 사용

- 2007~2008년 세계 식량가격폭등을 겪으며 바이오연료는 식량원료에서 비 식량원료로 전환

- 인디언옥수수 등 비식량 바이오원료 경작을 위한 토지 사용 증가

중산층 확대와 고령화에 따른 다양한 식품 수요로 맞춤형 생산 요구

❍ 세계경제 성장으로 인한 소득수준 향상으로 양보다는 고품질의 안전한 식품, 간편한 식품을 찾는 소비자가 증가

❍ 선진국을 중심으로 인구가 고령화함에 따라 건강식품이나 기능성식품 등 다양한 식품에 대한 수요 증가로 대량생산보다는 맞춤형 식품 생산 필요성 증가

농업의 다원적 기능을 인지하고 농업에 대한 지원 지속

❍1980년대 세계 자유무역의 흐름 속에 각국의 농업보호에 대한 대치 국면에서 등장한 개념으로 ‘다원적 기능’이라는 용어는 1992년 리오 정상회의에서 최초 등장하여 농업과 농촌에 대한 인식과 개념을 변화시킴

❍ 농촌은 단순한 농산물 생산뿐만이 아니라 국토의 균형발전을 통한 사회・ 정치안정, 환경보호, 식량안보와 식품안전, 전통・지역문화 보전 등 농업의 다양한 공익적 가치를 인지하면서 선진국에서는 농업에 대한 지원을 지속

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2. 4차 산업혁명시대의 농업

4차 산업혁명시대의 도래, 그리고 농업에의 적용

❍4차 산업혁명: ICT기술을 이용하여 사람과 사물, 사물간, 현실과 가상세계가 연결되며 기존의 산업과 사회에 일으키고 있는 커다란 변화11)

- ①기하급수적인 속도 ②다양한 과학기술을 융합, 개인 뿐 아니라 경제, 기업, 사회의 패러다임전환을 유도한다는 면에서 남다른 범위와 깊이 ③국가, 기업, 산업간 뿐 아니라 사회 전체 시스템의 변화를 수반한다는 면에서 3차 혁명의 연장선이 아니며 개인과 사회에 미치는 파급효과가 가장 큼

❍ 기후 변화와 환경오염에 따른 식량 생산 우려 속에 증가하는 식량수요로 생산성과 효율성을 끌어올릴 수 있는 혁신적 기술 적용 필요

- 1980년대 미국에서 처음 개념이 설정되었으나 기술부족으로 구현하지 못했던 센서를 통해 채집된 다방면의 방대한 데이터를 분석, 자원의 투입을 최소화하면서도 생산성을 향상시킬 수 있는 정밀농업(precision farming)이 가능

- 돌발 상황 발생시 이에 대한 대처방안을 인공지능을 통해 제안 받을 수 있으며 생산 뿐 아니라 유통, 소비, 농촌지역사회 등 전체 가치사슬에 적용하여 생산성과 효율성・품질 향상이 가능

<표 1> 4차산업혁명으로 인한 농업의 변화

생산

・ 자동화시스템으로 노동력 부족 문제 해결

・ 드론과 센서를 통해 날씨와 토양, 생육상태 등에 대한 정보를 수집, 분석하여 비료와 살충제 등의 투입량과 투입시기를 조절하는 등 자원을 효율적으로 이용하고 환경오염을 최소화하며 최적의 생육환경을 조성, 생산량 제고

・ 도시 옥상 수경재배, 실내경작 수직농장, 집약적 실내 부화장 등 식품생산 확대를 위한 새로운 기술 개발

유통 ・ 농산물 전 과정을 모니터링할 수 있는 이력관리시스템으로 위해요소 관리 등 식품안전성 제고

・ 온라인과 모바일 등 중간상을 거치지 않은 직거래

소비 ・ 빅데이터 분석을 통한 적기 생산 및 제공, 소비자 맞춤형 상품 제공 가능 농촌경제 ・ 공동체에 대한 다양한 정보 제공으로 공동체 기능 강화, 관광정보로 활용 자료 : 논문 및 기사 등을 토대로 직접 작성

11) 1~3차 산업혁명은 아래와 같음

1차: 1760~1840년경에 철도 건설과 증기기관의 발명을 바탕으로 한 공장의 기계화 2차: 19세기말~20세기 초 전기와 생산 조립 라인의 출현으로 대량 생산체제 확립 3차: 1960년대부터 반도체와 PC, 인터넷으로 발달해온 디지털 혁명

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선진국은 시설농업, 축산, 과수 등 농업의 다양한 분야에 ICT 융복합 기술을 도입, 생산성과 효율성을 높이고 관련 기술을 수출

❍ 미국, 일본, 네덜란드 등 선진국들은 농업 전 분야에 ICT 융・복합 기술을 도입 - 고품질, 고수확 또는 재배비용 절감을 위한 다양한 요소 기술 개발

- 기후여건에 관계없이 1년 내내 농작물 생산이 가능한 첨단 기술이 융복합된 자동생산 시스템인 식물공장, 농업로봇 등 생산분야와 스마트유통으로 소비까지 연결되는 플랫폼 설계

- 단순한 자동화, 기계화를 넘어 빅데이터를 이용한 데이터 농업을 실현하기 위해 데이터를 수집하고 분석기반 구축

❍ 미국, 대기업 중심으로 빅데이터에 적극적 투자하며 정밀농업을 확대

- 농업의 성장이 식량안보에 직접적 해결방안이 된다는 인식으로 1990년대부터 장기 지속가능한 농업 및 환경 촉진을 주요 전략으로 설정하였으며, 정부는 비용의 기반기술 개발과 산학협동으로 이루어지는 R&D를 지원

- JohnDeere, Dupont 등 대기업들은 센서를 이용하여 모은 데이터를 빅데이터 기법으로 분석, 해당 지역에 최적의 농법을 처방하는 ‘처방(prescription) 농법’의 본격 적용을 표방

∙ Monsanto: 세계 종자시장의 1위이자 유전자변형작물의 선구자로 2012년 Precision Planting을 인수한데 이어 2013년 처방 농법의 선두 기업인 Climate Corporation을 인수하며 빅데이터를 이용한 정밀농업분야의 선두주자로 나섬

∙ JohnDeere: 주력부문인 농기계 등 농업장비에 ICT기술을 접목하였으며 데이터 관리 및 분석을 위해 R&D 투자를 늘리고 AI 벤처회사 Blue River Technology 인수

∙ Dupont: 화학, 비료 전문회사로 인공위성 위치정보와 기상정보를 결합한 ‘Progressive Farmer’라는 시스템을 출시하며 빅데이터를 이용한 정밀농업 시장에 본격 진출, Monsanto와 경쟁

❍ 네덜란드, 기계화・표준화된 시설을 바탕으로 농업 기술 수출국으로 성장

- 20여 년 전 지속가능한 농업에 대한 국가적 목표를 세우고 최소의 자원을 이용해 최대의 생산량을 내기 위해 정부가 적극 지원

(12)

- 바헤닝언대학 겸 연구소가 네덜란드의 농・식품업 실리콘밸리인 Food Valley의 중심에서 민・학 협동 혁신을 이끌고 있음

- 생육 분석 플랫폼, 영상 분석 기술 등 데이터 기반 생산기술과 생산・품질관리, 수출까지 전 과정을 자동화하여 과학영농 실현12)

- 농업분야 전문 민간 ICT 기술회사들이 관련 기술 수출

∙ Priva: 온실 내 온도・습도・조명・영양 요소를 자동으로 관리할 수 있는 온실환경 제어시스템 개발・보급 회사로 세계 최고 수준의 기술 보유

∙ LeLy: 세계 최고의 착유로봇기를 개발해 60여 개국에 수출

∙ Hortimax: 복합환경제어기 전문회사로 축적된 날씨 정보를 기반으로 한 온도 조절 등의 재배기술을 보유, 우리나라 파프리카 온실에도 다량 보급

❍ 이스라엘, 불리한 자연환경을 혁신적인 시스템으로 극복하여 농산품과 기술 수출13) - 집약온실을 개발하여 신선채소, 과일 수출함과 더불어 관련 기술도 수출

∙ 고객 맞춤형 온실 설치 및 유지보수와 컨설팅을 패키지 형태로 수출

∙ 연간 하수발생량의 75%를 재처리, 관개용수로 활용 - 농업 기술 수출회사

∙ Telit: 사람과 사물이 통신하는 M2M 기술 보유한 회사로 SK텔레콤과 함께 우리나라 스마트팜 시스템개발 참여해 성주참외농가 온실에 시범 적용중

∙ AutoAgronome: 세계적인 전자동 관개기술 회사로 13개 국가와 70가지 작물 유형에 맞춤형 전자동 액비 및 관개기술을 보유하며 중국에서 매입

∙ Netafirm: 온실의 점적・미량 관개시스템 공급업체로 110개국에 재배솔루션 플랫폼 판매

❍ 일본, 고령화 사회를 맞아 식량안보를 위해 정부에서 적극적으로 농업분야의 ICT융합 기술 연구개발 지원

- 일본은 우리나라보다 앞서 수요 감소 및 수익성 악화로 농업소득이 감소하면서 신규인력 진입 둔화로 고령화가 가속화되어 농업종사자 평균연령이 66세에 달하며 경작포기지가 늘어나고 농촌사회가 공동화되고 있음

12) 임지아(2016), “농업이 첨단 산업으로 도약하고 있다”, LG경제연구원

13) 이재한・박경섭・여경환・백조드・이중섭・권준국(2016), “이래서 스마트 스마트 하는구나!”, 농촌진흥청

(13)

- 2003년 임차에 의한 기업의 농업 진입을 특구에 한정적으로 허용하고 2009년 전국 확대, 농업에 자본과 기술을 투입하려는 노력을 시작하였으며 농업시장개방에 대비하여 2013년부터 농정개혁을 통해 농업의 경쟁력 강화를 위해 노력

∙ 기업이 운영하는 농장 2005년 8,700개 → 2016년 20,800개

∙ 농업 경영 기업의 정규직 종사자 2005년 52,888명 → 2015년 104,285명 - 다양한 분야의 기업들이 협력을 통해 농업에 뛰어듦

∙ NTT Facilities: 해외로 이전한 국내기업의 공장을 활용한 유닛 형태의 식물공장 중점 추진 중

∙ NEC: 장기데이터를 수집하지 않아도 기 보유한 과학적 데이터를 통해 솔루션을 제공할 수 있도록 식품회사인 Kagome와 협력하여 현장 테스트를 거쳐 ICT solution을 제공

∙ Kubota: 세계 110여국에 농기계를 수출하는 업체로 2014년 ICT를 이용하는 스마트 농업시스템 KSAS를 개발하여 농가에 보급하고 2016년 세계적인 ICT기술을 보유한 NTT Group과 협약을 맺어 농기계에 발전된 ICT 적용

∙ ROHM: 일본의 반도체회사로 미국의 초소형정밀기계체계(MEMS) 센서의 선구자인 Kionix사를 2009년 인수해 농업분야에 센서기술을 적용

<표 2> 주요 선진국의 농업 분야 ICT 활용 사례

구분 추진내용

시설 원예

네덜란드

・ 불리한 농업환경을 자동화 온실 등 첨단 농법으로 극복

・ 첨단유리온실이 핵심으로 적기 수분 공급, 비료배합 등 관리업무 자동화를 통한 최적의 생산재배 조건을 유지

이스라엘

・ 재배환경 모니터링 분야의 선두주자로 농작물의 크기, 줄기의 변화, 잎의 온도 등 농작물 생장정보를 자동 측정, 급수 주기와 급수량 자동조절 등으로 정확한 수확량 예측

・ 농작물 스트레스 감지 센서 개발로 생산량 40% 증대

양돈

덴마크 ・ 농가, 도축장, 가공공장 등 돼지 사육에서 판매 전 단계 자동화(양돈농장 관리프로그램 사용)로 고품질 돈육 생산 및 수출

독일

・ 양돈 사양관리에 RF형 사료급이기 등 IT 컨버전스화된 과학적 시설설비를 제작, 보급

・ 가축분뇨 자동분리시스템 활용으로 습기저감, 청소 및 소독 간편, 폐사율 저하, 온실 가스 감축 등의 효과

과수 일본

・ 농산물 생산 과정의 온습도 변화 감지를 위해 농장에 센서 설치, 관련 데이터의 측정과 분석을 통해 생산 환경 개선

・ 적외선 센서를 이용한 농작물 도난방지 시스템 도입 자료 : 농림축산식품부 농정 중간보고서(2016: 10)

(14)

3. 우리나라 농업의 4차 산업혁명 도입 현황

스마트팜14)의 단계별 추진

❍ICT 융합 스마트팜을 기술개발을 3단계로 나누어 추진하고 있으며 2세대를 2018년까지 보급확대 목표로 하고 있음

- 1세대: 원격관리 등 농업 관리의 편의성 증진을 통한 노동력 절감으로 인력부족에 해결책을 제시하는 것에 초점을 맞춤

- 2세대: 생산성을 극대화하기 위해 정밀 관리기술 도입

- 3세대: 에너지 효율의 최적화와 더불어 로봇 등을 활용한 무인 자동화시스템 구축을 위한 기반기술을 도입, 시행하는 것

❍ 시설원예와 축산 분야 중심으로 스마트 팜 추진

- 시설원예(ha): 2014년 60 → 2015년 769 → 2017년 4,000 목표 - 축산농가(호): 2014년 30 → 2015년 186 → 2017년 730 목표

❍ 스마트팜 기 도입 농가의 생산성과 효율 향상으로 총수입 증가15)

- 농림축산식품부에 따르면 단위면적당 생산량 27.9% 증가, 1인당 생산량 40.4% 증가, 고용 노동비 15.9% 절감, 병해충・질병 53.7% 감소로 농가 총수입이 31% 증가

<표 3> 한국형 스마트 온실 추진 단계

구분 1세대 2세대 3세대

의사결정(제어) 주체 관리자(사람) 컴퓨터+사람 컴퓨터(인공지능)

목표(효과) 편의성 향상 생산성 향상 플랜트 수출

주요 기능 원격 모니터링+제어 지능형 정밀생육관리 전 과정

시스템화/자동화

기술개발내용 기존기술+ICT 적용

1세대 + 빅데이터 생육 모델 활용

정밀생육관리기술

2세대+로봇・무인자동 화 및 지능형 시스템 통 합제어기술

투자비용 낮음 중간 높음

기술구현시기(기본형) 2016년 2018년 2020년

자료 : 농업진흥청 제출자료(2016.12)

14) 농업에 ICT를 융복합하여 정밀한 농산물 생산, 효율적인 유통, 맞춤형 소비 등 혁신을 꾀하고 부가가치를 창출하는 것을 통틀어 광의의 스마트팜으로 정의

15) 농기자재신문(2016.11.03), “농식품부, 2016년 스마트 팜 성과분석 결과 발표”

(15)

ICT 기기 표준화, 데이터 수립 등 사업추진 중이나 활용도 낮은 편

❍ 표준화, 센서 및 제어기 등 ICT 기기 규격을 통일해 산업화를 촉진하고 생육・환경 빅데이터 수집・활용, 국내 환경에 맞는 생육관리 S/W를 개발・보급하고 A/S・교육 등 현장지원을 강화하고자 함

❍ 농산물 유통 등에서도 ICT를 접목한 사업 확대를 추진중이나 아직 초기단계로 현장 활용도가 낮은 상황

- 초기에 개별사업, 단위사업장을 대상으로 한 정보화 추진사업에서 사업장간의 연계, 정보의 통합 활용, 가치사슬간의 데이터 연계활동 등으로 범위 확대 필요

❍ 한국농촌경제연구원의 스마트팜 도입 농가 분석 결과 아직 개선의 여지가 많이 있음16) - 시설원예나 과수 부문에 집중되어 있어 노지채소 부문의 기술개발이 미흡

- 정부지원이 있으나 여전히 자기자금 부담이 있고 특히 축산부문의 부담이 큼

- 기 도입농가들의 만족도가 높고 추가 교육에 대한 의지도 높으나 지속적인 컨설팅과 교육이 부족

<표 4> 우리나라 농업과 ICT 융복합의 주요 유형 및 사례

구분 추진내용

생산

시설원예 환경제어

・ 센싱기반 시설물 제어 및 생장환경 관리 - 환경센서: 온습도, CO₂, pH, LED - 시설센서: 정전센서, 창문, 차양, 환풍기 등 지능형

축사관리

・ 센싱기반 축사환경 제어 및 사양・질병관리 - 환경 및 시설센서: 온・습도, 암모니아, CCTV 등 - 웹 기반 클라우드 서비스

유통 산지유통센터 ERP

・ 유통센터 경영 및 생산・가공・유통 관리

・ POS-Mall 및 가상스토어를 통한 농산물 전자거래 - ERP(입고-선별-가공-포장-저장-출하)

- SCM(수・발주), POS, NFC 등

소비 식재료 안심유통

・ 학교급식 등 식재료 안전・안심 정보 모니터링

・ 생산/가공/유통 이력・인증정보 제공 - RFID 기반 이력추적관리(Farm 2 Table)

농촌 u-농촌관광

・ 농촌관광(체험정보, 주말농장, 문화, 축제 등) - GIS/GPS기반 위치정보 서비스

- 문화재, 관광지 등 화재센서 서비스 자료 : 농림축산식품부 농정 중간보고서(2016: 14)

16) 김연중・박지연・박영구(2016), “스마트 팜 실태 및 성공요인 분석” 한국농촌경제연구원

(16)

선진국과의 기술격차는 여전

❍ 한국 농림식품 분야 기술수준은 최고 기술보유국인 미국 대비 78.4% 수준17) - ICT 융합 관련 농업기술은 최고국인 미국 대비 76.5%로 4.5년 뒤쳐져 있음

- 첨단 농림기계기반기술 부문과 수익형 식물공장비즈니스 모델 개발부문에서 격차가 가장 큼

- 전문연구인력 및 연구 인프라 부족이 가장 큰 원인으로 꼽히고, 인프라 부족, 연구비 부족 등이 뒤를 이음

<표 5> 국내・외 스마트팜 수준 비교

17) 농림수산식품기술기획평가원(2017), “2016년 농림식품 기술수준평가”

분야 농업선진국

원예: 네덜란드, 축산 : 덴마크 한국

ICT 기자재 표준화・

국산화

원예

- 온・습도, 일사, CO₂ 센서 등 대부분 기자재를 생산・보급, 기자재 대부분 규격화 되어있고 내구성과 신뢰성 우수

- 센서소자 구입, 조립품 생산수준 - 온도 습도 및 CO₂센서는 업체별 다

양하게 개발, 호환성 부족, 스마트팜 기 자재 규격화 미흡

축산

- ICT 센서는 네덜란드의 네답, 오스트 리아의 샤우어에서 RFID칩 개발, 농 가 보급률 40%

- 네덜란드, 덴마크 회사 중심으로 축 산 기자재 생산・보급중

- 축산센서 개발 대부분 수입 - 양돈분야 RFID칩 전량 수입

- 양돈 필수 자재 중 자동급이장치, 사료 빈 관리기, 환경제어기 3종 국산화 진 행 중, 성능 개선 필요

스마트팜 시설 표준화

원예

- 설계기준, 시방서 국가표준 정립 - 복합환경제어가 가능한 환경조절장치

및 재배시스템이 일체형으로 구성된 온실 설계서 보급

- CASTA 프로그램에 의한 기본설계서 를 토대로 현장여건에 맞는 설계도면 제작

- 설계기준과 시방서 없이 시공업체 제 각기 운영

- 시공시 설계에 공사비의 5~10%

소요

- 내재해형 설계서 및 시방서가 있으나 구조측면만 명시, 환경조절장치 및 재 배시스템 일체형 설계서 부제

축산

- ICT 적용 축산표준설계도, 농가지도 매뉴얼 존재

- 추천 환기방식 표준설계도 보급 - 축종별, 사육규모별 적합 기자재 및

센서 보급

- ICT 적용 축산 표준설계도 개발 시도 중이나 현장상황이 다양, 표준화에 애

- 환기방식 표준설계도가 있으나 실증 및 검증을 거치지 않아 현장 적용성이 떨어져 미활용

(17)

자료 : 농림축산식품부(2016), “농업과 ICT 융합, 한국형 스마트팜 확산”

Ⅲ. 향후 과제

국민의 지지 토대 하에 농업에 대한 지원을 늘려야 하며, 일원화된 컨트롤타워를 두고 장기적 계획 하에 기반시설에 대한 적극적인 투자 필요

❍2016년 말 한국농촌경제원에서 발표한 농업・농촌에 대한 국민의식 조사결과, 농업을 미래 성장산업으로 키우기 위해서는 적극적인 홍보를 통해 국민의 이해와 지지를 위한 홍보 필요18)

18) 김동원・박혜진(2016), “농업・농촌에 대한 2016년 국민의식 조사 결과” 한국농촌경제연구원

분야 농업선진국

원예: 네덜란드, 축산 : 덴마크 한국

빅데이터 기반 생장 (사양)관리

원예

- 국가 표준매뉴얼 없이 업체별 최적생 육관리 프로세스 정립

- 환경제어모델이 복합환경제어시스 템에 탑재

- 파프리카, 토마토, 화훼류 등 재배 품목이 단조로워 최적생육관리 기술 개발 용이

- ICT 기반의 최적 생육관리는 일부 선도 농가 중심으로 진행

- 국내 여건에 적합한 ICT 기반 최적생육 관리 개발 중이나 재배품목이 다양, 지 역별 환경요소도 상이하여 최적생육관 리모델링에 애로

축산

- 사양시설 및 환경관리 표준 매뉴얼 작성, 축산농가에 보급

- 사양 및 환기관리 방식 ICT 기반 3~5가지 패턴으로 요약관리

- 무창축사(양돈, 양계)는 센서에 의한 환경(온도, 환기)관리에만 집중하는 경향

- ICT 기반 표준 매뉴얼 없음

스마트팜 확산모델

원예

- 원예시설 중 99%가 유리온실로 벤로 형이 87%로 규격화

- 보급 온실의 대부분이 시설현대화 되 어 있으며 ICT+에너지+내재해형이 결합된 표준 모델 보급중

- 시설면적 중 비닐온실이 98.8%로 온실 형태도 품목별, 지역별 다양

- 유리온실 등 첨단온실은 대부분 자동화 - 연동온실은 천창과 측창, 보온커튼

장치, 양액, 난방기 등 자동화 진입중 - 단동온실은 반자동 또는 수동으로 자재

활용

축산

- 축산시설이 현대화되어 있어 스마트 팜 농장 실행중

- 축사 사육환경(온・습도, 위해요소) 관 리, 경영프로그램 분석 등 활용

- 선도농 중심으로 양돈, 양계 분야는 환경 관리 및 경영프로그램 이용 중 - 일반농가는 스마트팜 기술 적용 시도

중이나 경제성 등으로 추진 미흡

(18)

- 농업・농촌이 우리 사회를 지탱해온 근간이며 농업이 우리나라 미래 성장동력이라는 데 과반수 동의

- 농업은 노동력 부족상황이 심각한 상황으로 농업에 최첨단 기술을 도입, 농사를 보다 편리하고 효율적으로 만들어 농업 종사자의 환경개선, 인식 전환으로 젊은 농업 종사자 유인 가능19)

❍ 일원화된 컨트롤타워가 시급하며 급속히 발전하는 기술을 고려, 유연한 예산적용정책이 필요

- 관계기관이 다양하여 관심이 있다 하더라도 어느 기관에 어떤 식으로 접근하는지 알기 어려우며 예산도 지나치게 세분화되어 있어 ICT 농업분야 정부배정 예산 불용처리된 것이 2013년 이후 353억원에 달함

- 스마트팜 관련 일원화된 창구와 컨트롤타워를 두어 효율적이고 수요자 지향적인 운영 - 급속하게 산업을 망라하여 발전하고 있는 점을 감안, 예산 지원의 범위를 특정하기

보다는 포괄적으로 유연하게 적용해 R&D 연구 또한 현장수요와 연계된 곳을 우선적으로 지원하여 실제 연구된 결과가 바로 적용되도록 함

❍ 향후 빅데이터 축적 후 분석을 통한 정밀농업을 실행하고 유통・소비의 전 가치사슬로 확산하기 위한 기반기술에 대한 투자 확대 필요

- 현재 무인화, 자동화를 통한 생산비, 노동력 절감, 품질관리 등에 초점을 맞추어 도입되고 있는 상황

- 향후 2세대, 3세대 추진을 위해서는 개발단계부터 표준화를 하여 향후 모든 센서가 호환될 수 있도록 정부주도로 기반을 마련하고 여러 관련 기관에 축적되어 있는 기존 데이터를 취합, 오픈형 플랫폼을 구축해야 함

- 조류독감, 살충제 계란 등 농산물의 안전성 논란으로 소비자의 관심이 높아진 만큼, 이력관리시스템 등 유통과 소비까지 연결되는 것을 동시에 도입할 필요성 증대

❍ 도입 농가들에 대한 지속적, 체계적인 지원방안 필요

- 초기 도입비용 및 유지비용 부담이 있어 적극 도입이 어려운 점을 감안, 자기부담금에 대한 금융지원방안

19) 임현우(2016.11.13), “농촌에 젊은층 유입위해 ‘스마트 파밍’ 확대해야” 농민신문

(19)

- 예비 도입자를 대상으로 한 교육, 기 도입농가들에 대한 지속적인 컨설팅을 위한 체계적인 계획과 전문인력 양상

- 전체 보급률을 강조하기 보다는 실제로 도입하여 활용할 수 있는 강소농에 타깃을 맞추고, 고령농가 등 영세농에 대해서는 공공부조 대상으로 보고 복지차원에서 접근해야 함

새만금20)을 ICT 융복합 기술의 테스트베드로 활용

❍ 새만금 농업특화단지를 익산 국가식품클러스터와 연계, 네덜란드 Food Valley처럼 농・식품업 중심 ICT의 요람으로 육성

- 네덜란드 Food Valley에서는 바헤닝언 대학겸연구소, NIZO 식품연구소 등 농업 관련 연구 및 교육기관이 네슬레, 유니레버, 하인즈, 하이네켄 등 글로벌 식품기업과 R&D 센터 등과 협력하여 네덜란드의 농・식품의 혁신을 이끌고 있음

- 현재 익산에 식품기업을 주 대상으로 성공적으로 조성중인 국가식품클러스터와 연계하여 시너지 창출이 가능

- 주 생산자인 농가와 관련 기술에 투자하고 제공하는 기업의 협력이 필수이므로, 일본의 경우처럼 새만금을 특구로 지정하고 농가와 기업의 공생모델을 만들어 확대해갈 수 있는 방안을 마련

20) 새만금 개발사업은 군산~부안을 연결하는 세계 최장의 방조제 33.9km를 축조하여 간척토지 291㎢(서울시 면적의 2/3)를 조성, 이용하려는 계획으로 최초 농업식량생산기지를 조성하기 위해 시작되었으나 2007년 쌀 소비량 감소, 세계 식량 환경 변화, 중국의 급부상 등으로 산업과 관광기능을 포함하며 농지비율을 72%로 줄인 데 이어 2008년 동북아경제중심지를 겨냥한 복합개발로 전면 수정, 농지 비율을 30%로 대폭 축소하였으며 2014년 이후 투자활성화를 위한 수요자 맞춤형 열린 계획으로 변경, 경제협력특구를 도입하고 토지이용계획상 농업은 전체의 33.7%를 배정한 상태이며 예산부족, 환경에 대한 논란 등으로 공사중단 등 우여곡절 끝에 지난 해 4월 물막이 공사를 끝냈으나 아직 투자유치가 부진하여 내부개발 비율 10% 미만

(20)

참고문헌

[국문자료]

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(21)

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참조

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