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미래 농업 기술로 주목받고 있는 수직 농업

2018.02.12 FacebookTwitterNaver

▲ 미래에는 어떤 농업 기술이 떠오를까요?

지난 포스팅에서는 미래 먹거리, 그 중에서도 인공고기와 곤충음식, 유전자 가위에 대해 알아봤습니다(https://www.sktinsight.com/100691). 이번 시간에는 미래 먹거리를 위해 떠오르고 있는 미래 농업 기술에 대해 알아보고자 합니다.

미래 농업 기술 줄 가장 긍정적으로 평가되는 것이 식물 농장입니다. 식물 농장이란 건물의 한정된 공간에서 식물을 키우는 농장으로 생각하면 됩니다. 도시와 같이 경작면적이 없는 곳을 생각하고 만들었기 때문에 도시 농업이라고 부르기도 하고, 고층으로 쌓아 올린 건물의 각 층에서 식물을 재배하기 때문에 기존에 들판에서 하던 전통적인 농업 방식과 비교해 수직 농업이라고 부르기도 합니다. 이 글에서는 수직 농업으로 통일해서 부르도록 하겠습니다.

기존 농업의 한계를 극복한 수직 농업

수직 농업의 전형적인 방식은 다음과 같습니다. 실내에 선반을 여러 개로 쌓아 올리고 각 선반에는 흙이 담긴 화분과 빛 대용으로 사용할 수 있는 LED, 물과 비료 등을 줄 수 있는 파이프 등을 설치합니다. 화분에 종자를 파종하고 미리 계획된 프로그램에 따라서 온도와 습도 물과 비료 그리고 LED의 점등 시간을 조절하여 식물을 키워냅니다. 기존의 농업 방식과 매우 다른 방식으로 다음과 같은 장점이 있습니다.

A. 날씨나 계절과 상관없이 365일 24시간 재배할 수 있습니다.
B. 좁은 면적에 집약적으로 재배할 수 있어서 토지 활용률이 기존 경작보다 월등합니다.
C. 외부의 해충이나 병원균과 차단된 환경에서 재배할 수 있어서 무균 제품을 만들 수 있습니다.
D. 수확시기를 프로그램해서 조절할 수 있습니다.

미래의 농업 방식이라고는 하나 미국, 일본, 유럽 등 선진국에서는 1960년대에 연구가 시작되었습니다. 주로 우주인 식량이나 여객기 기내 음식, 외식 전문 업체에 공급하는 작물을 생산하고 우리나라에서도 1990년대에 연구가 시작되었습니다.

일본에서는 반도체 공장을 하던 업체들인 파나소닉이나 후지쯔 등이 반도체 공장의 청정 설비를 이용하여 재배하는 것을 시도하기도 했습니다. 아직 모든 작물에 적용 가능한 것은 아니고 주로 상추와 같은 옆 채소를 재배하는 데 사용되며 아직은 노지에서 태양 빛을 받으며 자라는 작물에 비해서 맛이 없는 것이 좀 문제이나 좀 더 연구가 이루어진다면 분명 중요한 농업 방식으로 각광받을 것으로 생각합니다.

스마트 팜과 드론으로 도전하는 농업의 무인화

▲ 스마트 팜은 모자란 농업 인력을 대체할 것으로 보입니다

우리나라 농업인구[1]는 2016년을 기준으로 257만 명으로, 전체 인구 100명 중의 5명 정도입니다. 거기에 농가 인구 10명 중 4명이 65세 이상의 고령자이기 때문에 앞으로도 농업인구는 빠르게 줄어들 예정입니다.[2] 따라서 모자란 농업 인력을 대신해서 농업 생산성을 높이는 문제가 중요합니다. 그런 의미에서 최근에 연구가 많이 되는 스마트 팜이나 농업용 드론은 이에 대한 해결책을 제시해 줄 수 있을 거라고 기대합니다.

스마트 팜이란 비닐하우스나 축사와 같은 건물에 IoT 기술을 이용하여 원격으로 작물이나 가축의 생육 상태를 조사하고 유지할 수 있도록 만들어진 시스템을 말합니다. 장점은 다음과 같습니다.

A. IoT 센서를 이용하여 작물의 키와 크기, 색깔과 같은 생육 상태를 조사하고 습도나 온도일사량과 같은 환경 정보를 측정하는 일들을 많은 인력을 사용하지 않고 원격으로 진행할 수 있습니다.
B. 센서를 이용해서 수집된 데이터는 서버에 자동으로 주기적으로 저장되며 이 데이터를 이용하여 최적의 생육환경을 만드는데 필요한 가이드를 자동으로 만들어 낼 수 있습니다.
C. 최적의 생육환경을 만드는 데 필요한 습도 조절, 온도 조절, 물 주기와 같은 일을 해야 할 시점을 정확하게 알 수 있습니다.

 

[1] 통계청, 농림어업총조사, 2016년
[2] 어업 인구는 더 빠르게 줄어들 예정이며, 2016년 기준 12만 9000명이고 중위 연령은 57살입니다.

▲ 드론을 활용해 살충제나 액화 비료를 뿌리는 데 필요한 인력과 시간을 줄일 수 있습니다

여기에 더해서 기존에 사람이 하던 일들을 대신하는 드론들이 개발되고 있습니다. AGRAS MG-1은 드론 업계의 최강자인 DJI에서 2016년에 선보인 농업용 드론입니다. 주요 용도는 액체 분사인데 한꺼번에 10L의 액체를 운반하고 분사할 수 있는 능력을 갖추고 있습니다. 살충제나 액화 비료와 같은 것을 뿌리는 데 필요한 인력을 줄이고 기존보다 40~60배나 빠르게 작업을 진행할 수 있습니다. 기존의 헬기를 이용한 것에 비하면 비용은 절반에서 사분의 일만 들어가는 것을 생각하면 매우 우수하다고 볼 수 있습니다.

이와 같은 살포용 드론 외에도 토양 및 농경지 조사용 드론, 파종용 드론, 작물 모니터링 드론, 관개 모니터링 드론, 작물 생육 평가 드론, 수확용 드론과 같은 것들이 활발하게 연구되고 있습니다. 앞으로 들판에 날아다니는 드론만 보게 될 날이 머지않았습니다.

이제까지 미래 농업 기술에 대해서 재미있는 부분들을 살펴봤습니다. 대부분이 우리가 볼 수 있는 상태이지만 아직 상업화에 이르지 못했습니다. 이러한 기술 발전의 배경을 보자면

A. 농작물 수요의 기하급수적 증가 (2050년 전 세계 인구는 90억을 돌파할 것으로 예상됨)
B. 농업 인구의 감소
C. 다양한 농작물에 대한 수요
D. 전 세계적인 기후 변화

이상 네 가지로 정리해볼 수 있습니다. 한편으로는 큰 위기이지만 다른 한편으로는 큰 기회라고 할 수 있는 만큼 설레는 마음으로 지켜봤으면 좋겠습니다.

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