스마트 팜 최근 동향과 시사점

<출처: 글로벌과학기술정책정보서비스>

 

1. 스마트 팜 정의 및 필요성

□ 빅데이터, AI, 무인자동화 등 융합기술을 온실･축사 등에 접목하여 원격･자동으로 작물과 가축의 생육환경을 관리할 수 있는 지능화된 시설농장 의미

º 농･축산 생산시설의 환경 및 생체정보의 계측과 판단을 통해 기존 관행적･경험적 농업기술에 의존하지 않고 언제 어디서나 적절한 제어･처방

- 최소한의 노동･에너지 투입을 통해 생산성 극대화 및 고품질의 농업, 축산 제품 생산이 가능한 기술

º 유럽 농기계위원회(2017)는 기술발달에 따라 농업의 발전과정을 구분, 녹색혁명을 통한 농업 생산성의 획기적 증가를 Agriculture 2.0, GPS를 활용한 맞춤형 정밀농업 기술의 등장을 Agriculture 3.0으로 정의
- 2010년대 초반 ICT기술 융합을 통해 정밀농업이 심화･발전된 형태인 스마트 팜은 Agriculture 4.0, 인공지능과 로봇을 활용한 무인･자율 의사결정 농업시스템은 Agriculture 5.0으로 정의

 

□ 국내는 농･축산업 인구 고령화와 젊은 층 유입 감소 및 생산면 축소에 따른 소득･수출･성장률 정체 등에 따른 관련 산업 지속가능성 위기

º 지난 10년간(2009~2019년) 농가 수 및 농가인구는 전년대비 지속 감소
* 농가 수 감소율(전년대비 %) : (’16)△1.9→(’17)△2.5→(’18)△2.0→(’19)△1.3
* 농가인구 감소율(전년대비 %) : (’16)△2.8→(’17)△3.0→(’18)△4.4→(’19)△3.0

- 이는 국가 전체의 사회적 문제로 대두된 출산율 저하와 농가의 고령인구 증가에 따른 농업포기, 전업 등 복합적인 요인으로 작용
* 농가 고령인구(65세 이상) 비율(%): (’16)40.3→(’17)42.5→(’18)44.7→(’19)46.6

º 따라서 스마트 팜은 융･복합 기술을 통한 농업 경쟁력 강화와 동시에 청년유입을 통한 농가의 다양한 연령대 확보 등의 핵심 수단으로 인식
- (생산성 향상) 최적화된 생육환경 제공으로 투입재, 노동력 절감 가능
- (수출 확대) 통제된 첨단시설을 통해 연중 안정적 생산 및 바이어 요구 대응
- (일자리 창출) 전문 재배사, 소프트웨어 개발자, 사물인터넷 서비스 기업 등 청년 일자리 창출
- (환경 친화적) 병해충･질병 감소, 악취 관리, 불필요한 양분 공급 감소 등

º 정부의 스마트 팜 확산을 위한 정책지원 확대 및 성과인식에 따라 스마트 팜 확산이 가속화되고 있음
- 스마트 팜 성과에 대한 인식이 점차 확산되면서 파프리카･토마토 등 시설채소 중심으로 스마트 팜 보급 면적이 급격히 증가 추세
- 축산분야에서는 최근 3년간 성과확산 및 홍보로 대상 축종 및 농가가 빠르게 확대. 특히 2022년을 목표로 정부는 축산농가의 스마트 팜 도입을 적극 권장
* 대상 축종 : (’14) 양돈 → (’15) 양계 → (’16) 한우, 낙농 → (’17) 오리, 사슴

 

2. 스마트 팜 산업 동향 분석

□ (시장) 연 평균 9.8% 시장 확대로 지속적인 산업 외형 증대

º 2021년 전 세계 스마트 팜 시장 규모는 148억 달러로 추정, 앞으로 지속 증가하여 2025년에는 220억 달러로 연평균 9.8% 시장 확대
- 각 국의 스마트 팜 기술혁신과 정책이 뒷받침되어 경쟁력이 향상되고 있는 만큼 스마트 팜 시장의 성장세도 가파르게 증가
- 또한 스마트 팜은 화학물질 및 이산화탄소 배출 억제, 토양 및 지하수 오염을 감소시키고 지속 가능한 농업으로의 전환을 촉진시키는 핵심요소로 부각

º 전 세계 스마트 팜 시장은 미주와 유럽시장이 각각 42%, 31%로 전체 시장의 73%를 차지하고 있으며, 아시아 및 그 외 지역은 27%의 비중
- 스마트 팜 시장의 주요기업들은 미국에 거점을 두고 사업을 추진, 향후에도 시장 형성 추세는 현재와 비슷할 것으로 전망
※ Deere & Company (US), Trimble (US), AgJunction (US), Topcon Positioning Systems (US), Heliospectra (Sweden), and DeLaval (Sweden)
- 중국, 호주, 인도 등 인구가 급증하는 국가들은 스마트 팜의 시장 초기 단계에 있으며, 앞으로 아시아 및 그 외 국가에 비해 높은 성장세를 보일 것으로 전망

□ (정책) 지속가능한 스마트 팜을 향한 해외 농업주도국의 움직임 활발

º (해외) 스마트 팜 관련 기술개발 및 생태계조성을 위해 각국은 정부차원 미래 성장산업으로 적극 육성하고 있으며 환경적 특성에 따라 스마트 팜 시장 조성
- (미국･호주) 농업에 이용할 수 있는 땅이 넓은 조방농업(Extensive Agriculture) 국가로서 노지농업이 특히 발달
- (네덜란드) 좁은 면적을 효율적으로 활용, 생산성을 극대화하기 위해 첨단유리 온실 및 차세대 식물 생산시스템 등의 식물공장에 대한 R&D 추진
- (일본) 국토가 좁은 특성상 효율적으로 토지를 활용하고자 네덜란드를 벤치마킹하여 일본 환경에 맞는 식물공장을 개발, 식물공장을 통해 유기농 채소 및 과수원예 관련 분야 기술 특화
- (덴마크･독일) 축산･낙농분야에 강점을 가지고 있으며, 양돈･사료･도축 및 축유 등에서 뛰어난 기술력을 가지고 있는 것은 물론 농장 관리 솔루션을 보유

º (국내) 제5차 경제관계장관회의(4.16.)를 통해 정부의 혁신성장 핵심 선도과제 중 하나인 「스마트 팜 확산 방안」을 발표
- 스마트 팜 확산･고도화를 위한 주요 정책 과제로 ①청년 창업생태계 조성, ②산업 인프라 구축, ③스마트 팜 혁신밸리 조성
- 정부는 ‘스마트 팜’을 혁신성장 선도 사업으로 선정하고 기존 농가 단위 스마트 팜 보급 전략을 보완, 정책대상을 청년 농업인 및 전후방 산업으로 확대하고 집적화된  확산거점 조성
- 2018년 4개 지자체를 선정하여 시설원예 농업을 위한 스마트 팜 혁신밸리를 구축, 농업인-생산, 기업-연구･개발을 담당하고 개발한 기술 및 신제품을 향후 농촌에 보급 방식으로 운영 예정
* 2018년 8월과 2019년 3월 1, 2차에 걸쳐 경북 상주시, 전북 김제시, 전남 고흥군, 경남 밀양시 등 총 4개의 혁신 밸리 선정

 

□ (투자) 스마트 팜에 집중되는 투자자금과 농업분야 비즈니스 생태계 변화 심화

º 스마트 팜의 발전과 관련 시장 확대로 어그테크(Agtech)에 대한 국내･외 벤처 투자자들의 관심도 증가, 농업분야의 새로운 패러다임으로 부상
* 어그테크(Agtech)는 농업과 기술을 결합한 합성어(Agriculture+Technology)로 농업생명공학기술, 정밀농업, 대체식품, 식품 전자상거래 등을 아우르는 분야
- 2010년부터 2019년까지 PE･VC･액셀러레이터를 중심으로 한 글로벌 투자자가 스마트 팜 및 어그테크 분야 기업에 투자한 건수는 연평균 24.5% 증가
- 2019년 한 해 동안 관련 분야에 대한 투자건수는 495건으로, 이는 2010년 69건과 비교하면 약 7배 이상 증가

 

□ (해외) 글로벌 투자자는 신규 농업시스템 관련 분야, 혁신 식품 등 다양한 분야의 기업에 투자하며 폭넓은 포트폴리오 구축

- 주요 글로벌 투자자가 2016년 부터 2019년 12월까지 투자한 농업관련 스타트업･벤처기업은 농장･축사관리 SW･센싱･IoT 관련기업, 로보틱스･기계화･농업장비분야가 가장 활발
- 특히 데이터 수집 및 분석이 스마트 팜을 이루는 핵심요소로 대두. 투자자는 축적된 데이터를 바탕으로 농장 및 농작물･축사관리 및 진단을 돕고 예측 대응을 가능하게 하는 농장･가축관련 솔루션 개발 기술기업에 관심

º (국내) 세계적인 어그테크 투자열기에 힘입어, 국내 투자자 역시 친환경 먹거리 및 스마트 팜에 주목하고 활발한 투자 시도 지속
- 사모펀드 운용사를 중심으로 한 국내 주요투자자는 친환경, 건강식품업계에 투자를 추진하고 해외 진출을 통한 성장여력을 갖춘 국내 농업법인을 주요 투자처로 두고 물색 작업에 한창
- 현재 카카오 산하의 투자 전문회사 카카오 인베스트먼트는 2015년 만나CEA에 100억원을 투자해 지분33%를 인수하며 주목
- LG화학은 2016년 4월 ㈜동부팜한농을 인수, 작물 보호제･종자 중심으로 한 그린바이오 관련 사업을 자사 포트폴리오에 추가

 

3. 스마트 팜 D.N.A 활용 동향

□ (데이터) 오랜 기간 축적된 데이터는 예측 정확성을 높이기 위한 필수 요소

º 글로벌 농화학기업은 데이터 주권 확보를 위해 디지털 파밍(Digita lFarming), 데이터 농업 분야에서 기회 모색
- 디지털 파밍의 핵심요소는 단연 빅데이터로, 농업분야에서의 빅데이터는 작물 종류별 기상변수, 토양 영양소, 환경조건, GIS(지리정보시스템) 데이터, GPS 데이터, 파종에서부터 수확에 이르는 농작업 기록, 수확량, 작물 보호제 및 비료양 등을 포함
- 각종 스마트시설과 장비에 데이터와 센서가 결합되어 농업의 패러다임이 첨단산업으로 변화되면서 농업생산성이 대폭 증가

º (클라이밋 코퍼레이션) 2006년 구글 출신 엔지니어 2명이 만든 기업으로 미국 내 주요 농업 현장에서 발생하는 다양한 데이터를 분석, 농가의 의사결정을 지원 서비스 제공
- 주요 농지의 과거 60년간 수확량 데이터, 1,500억 곳의 토양데이터, 250만 개 지역의 기후정보 데이터를 확보하고 빅데이터 분석을 통해 농업인들이 리스크를 피하고 수확량을 높일 수 있는 과학적인 방법을 제시
- 클라이밋 코퍼레이션은 세계적인 종자기업 몬산토그룹이 2013년 10월, 9억 3,000만달러에 인수
※ 이 후 다국적기업인 바이엘이 몬산토를 630억 달러에 인수하면서 현재 클라이밋 코퍼레이션은 바이엘의 자회사

º (존디어) 세계 최대 농기계 회사인 존디어社(미국)는 2017년 인공지능 벤처기업 블루리버 테크놀로지를 인수, 농업용 빅데이터 및 인공지능 기술을 접목하는 데 주력
- 블루리버 테크놀로지는 빅데이터 및 인공지능 기술을 기반으로 See & Spray 기술을 도입, 효율적으로 제초제를 분사하여 제초제 양의 90% 절감
- 레티스 봇(Lettuce Bot)은 경작지의 잡초를 찾아 제거하는 장치로 수백만 장의 식물 이미지가 저장된 데이터베이스에서 식물과 잡초를 즉각적으로 구분･선별 비료 살포

 

□ (네트워크) 5G 기술 도입으로 농업 생산성과 품질 등 크게 개선될 것으로 전망

º (무인트랙터) 글로벌 기업은 인공지능(AI) 및 빅데이터를 트랙터에 도입하여 5G 기술을 접목한 완전 자율주행 무인 트랙터를 개발하여 상용화를 추진 중
- 경작면적이 넓은 미국과 영국에서는 대형 농기계를 주축으로 하는 존디어(미국)와 CNH(영국)의 점유율이 높으며, 중소형 농기계 시장에서는 구보타(일본)의 점유율이 높은 상황
- (미국) 존디어社는 완전 자율주행 트랙터에 가까운 트랙터 개발을 완료하였으며 기계학습･딥 러닝 기능을 장비에 추가하였고, 최근에는 5G를 이용한 네트워크 기술을 접목시켜 보다 효율적인 무인트랙터 개발 중
- (일본) 농촌 지역 고령화 심화에 따른 작업능력 저하에 대처하기 위해 무인 자율주행 트랙터를 적극적으로 개발, 구보다･얀마 등 대형 농기계 브랜드에서 무인 자율주행 트랙터 출시

- (중국) 신장 위구르 자치구에서는 이촌향도현상으로 농업 노동력이 크게 감소, 바이두 위성 항법시스템(중국에서 구축한 독자 위성항법 시스템)과 5G 기술을 접목시켜 자율 운행 트랙터를 개발･시범 운영 중
- (국내-LG유플러스) LG유플러스와 LS엠트론은 5G를 기반으로 한 트랙터 원격제어 시스템을 개발 중으로 2019년 3월 직진 및 회전을 할 수 있는 ‘자율주행 트랙터’를 시험 운영하였으며 2022년 상용화를 목표로 개발 중
* LG유플러스는 5G 기술과 미국 PTC사의 사물인터넷(IoT), 증강현실(AR) 기술을 접목한 트랙터 원격진단서비스(차량정보 수집, 운행 및 정비 이력 등) 개발 중 

º (드론) 드론의 특성상 5G의 개선된 속도와 초저지연 기술을 적용할 경우 수집된 정보의 실시간 통신이 가능해져 다양한 용도의 농업용 드론 활용 확대 예상
* 농업용 드론 주요 용도 : 토양상태 측정, 종자 파종, 비료 및 농약 살포, 작물 모니터링, 생육상태 측정 병충해 진단 등
- 드론 통신을 위해 사용되는 주파수 대역이 한정(2.4GHz/5.8GHz)되어 있어 드론 운용이 증가하면서 상호 전파 간섭이 발생, 이에 대한 해결책으로 이동통신망을 이용하여 드론을 조종하는 기술 개발
- 주요 업체는 서비스 중인 4G를 기반으로 한 이동통신망 활용 기술을 개발, 현재 구글, 인텔, 차이나모바일 등에서 5G를 적용한 드론을 개발 중
- 고흥군은 고흥 항공센터 일원에 2020년부터 2023년까지 164억원을 투입(5G기반 드론활용 스마트 영농 실증･확산사업)해 5G통신을 기반으로 무인드론운용시스템 설비와 드론 성능평가 장비 등 구축

 

□ (인공지능) 농업이 인공지능을 만나 농업이 안고 있는 많은 난제 해결

º 농업 시장에서 인공지능 기술은 농업 산업 생태계를 개발하는데 있어 핵심적인 기술이며, 기계학습, 컴퓨터 비전, 예측 분석 기술 등으로 분류
- 인공지능 기술을 로봇, 무인 항공기, 작물 관리 시스템 형태로 통합함으로써 농민들은 농작물의 수확량과 산출량을 증대시키고 농장 운영의 이익을 극대화 가능

º (미국) 현재 농업 시장에서 인공지능 기술이 가장 큰 비중을 차지하며, 작물 탐색 및 수확량 모니터링과 같이 다양한 분야에 인공지능 활용이 미국 농업 시장을 주도
- 구글 모기업 알파벳 산하 구글 벤처스는 미국의 농업 스타트업인 파머스 비즈니스 네트워크*에 1500만 달러(약 177억원)를 투자, 관련 시장 선점 위한 준비
* 파머스 비즈니스 네트워크는 컴퓨터 시스템을 활용해 공공･민간 업체 작물 수확량, 날씨 패턴, 재배 방법 등 농업에 관한 제반 데이터를 평가･분석하는 업체
- MS는 2050년까지 전 세계 식품 생산량을 현재보다 70% 늘리는 계획인 ‘MS 팜비트’ 사업을 진행, 미국 스타트업 센스플라이와 정밀 농업을 위한 파트너십 체결

º (네덜란드) 렐리(Lely)는 1992년 세계 최초로 로봇착유시스템을 상용화한 기업으로, 한국을 포함 세계 60개국에 로봇착유기를 판매하는 축산분야 스마트 팜 대표 기업
- 세계 최초로 개발한 자동로봇 착유시스템이 주력상품으로, 대표제품인 로봇착유기 “Astronaut”은 우유 생산, 관리 등 전 과정을 자동화하여 시간과 노동력 절감하고 있으며, 이 외에 자동급이시스템, 축사청소로봇 등의 제품을 생산･판매
- 특히, 가축의 목에 스마트센서가 부착된 밴드를 착용시켜 건강상태 등의 데이터를 수집하여 행동패턴을 분석하고 이상발생 시 대처할 수 있는 솔루션을 제공

º (이탈리아) 수확량 개선 및 최적의 자원 관리와 수익성 및 작물 수확량의 증가 등을 위해 드론, 로봇 및 위성 항법 위성 시스템을 이용하는 등 인공지능 기술 적극 도입
- 이탈리아 기업 Omica는 IoT 기반의 무선 센서 네트워크를 구축하여 농부들에게 농업 정보 솔루션을 제공, 작물 생장 기간 동안의 물과 양분을 조절해 작물 수확량을 개선하는 역할 담당

º (국내) 농촌진흥청에서 개발한 한국형 스마트 팜 기술은 소재기술과 신재생에너지를 활용한 복합에너지 최적관리 및 로봇과 지능형 농기계를 활용한 스마트 농작업 구현을 통해 농산업을 성장 동력화
- 실시간으로 수집되는 작물의 재배환경과 생체정보를 클라우드의 인공지능 시스템이 분석 처방하고 재배환경 및 생체정보를 실시간 AI로 분석하여 의사결정

 

4. 결론 및 시사점

□ 스마트 팜의 경쟁력 제고를 위한 법･제도 정비 및 우수 인력 양성 필요

º 우리나라가 스마트 팜 보급 확대에 중점을 둔 정책을 펼치고 있는 가운데, 스마트 팜 산업의 활성화를 위한 법･제도 정비 및 인재양성 뒷받침 중요
- 특히, 산업+기술이 융합되면서 다양한 관련 부처(농림축산식품부, 농촌진흥청, 과학기술정보통신부 등)가 정책에 참여함에 따라 법･제도 정비 등을 위한 부처 간 협업 등이 중요
- 스마트 팜 관련 시장동향, 국내･외 제도･정책변화, 기업 간 경쟁상황, 소비자 트렌드를 종합적으로 분석･반영한 커리큘럼 개발 등 인력양성 전략 필요

º 어그테크(AgTech)에 대한 적극적인 투자 및 M&A로 비즈니스 기회 모색

□ 스마트 팜의 유망 하위 분야를 찾아 해당 분야의 성장가능성이 높은 투자 대상 기업을 선별하여 장기적 관점에서 지속 투자를 통한 비즈니스 기회 모색 필요

- 국내 대기업 역시 스마트 팜 관련 기술력을 보유한 국내･외 기업을 지속 주목하고 적극적인 투자･M&A를 통해 비즈니스 기회 모색
- 기업 내 자사가 보유한 다양한 역량과 시너지를 낼 수 있는 어그테크 유망기업을 포착, 해당분야의 경쟁력을 확보하면서 투자 효용을 극대화를 위한 노력 필요

□ 농업환경 전반에 걸쳐 데이터수집이 가능하도록 시스템･플랫폼 확보 선행

º 스마트 팜 환경에 필요한 데이터를 축적하고, 분석 역량을 솔루션에 담아내어 디지털 농업을 선도적으로 수행하기 위한 시스템 개발 필요
- 국내 표준화된 시스템 및 플랫폼 구축을 통해, 다양한 농가에서 쉽게 스마트 기술을 활용할 수 있는 환경 조성 필요
- 육종-채종-육묘 등 종자 산업에서부터 생육-수확-유통-소비에 이르는 밸류체인 각 단계에 필요한 적절한 IT시스템 및 플랫폼 구축을 개발, 스마트 농가를 만드는데 집중

 

<기사원문: https://now.k2base.re.kr/portal/issue/ovseaIssued/view.do?poliIsueId=ISUE_000000000000993&menuNo=200046&pageIndex=1 >

 

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