농촌진흥청 농업공학부는 농업을 누구나 편하게 일해보고 싶은 매력적인 산업으로 만들고 소비자들에게는 보다 좋은 품질의 농산물을 공급할 수 있는 기술을 개발하는 국가농업연구기관이다. 농업 생산작업의 자동화·로봇화기술, 농가경영 안정을 위한 에너지절감기술, 농산물 부가가치 향상을 위한 수확 후 품질관리·가공·유통 기계기술, 농업재해 예방관리 기술개발 업무를 수행하고 있다. 농업공학부 스마트팜개발과는 △로봇, IT기술 융복합을 통한 농작업의 자동화·로봇화 및 스마트팜기술 △식물을 연중 안정적으로 생산할 수 있는 식물공장시스템 △축산자동화 및 가축 사양관리기술연구 등을 수행하고 있다. 성제훈 스마트팜개발과장을 만나 국내·외 스마트팜 산업동향과 보급계획에 대해 들었다. ■ 농업선진국의 스마트팜 현황은일본은 민간기업 주도로 경영분석 및 생산기술, 판매, 물류, 회계 등의 정보를 농산물 생산자에게 제공하는 농업 클라우드 서비스를 운영하고 있다. 후지쯔(Fujitsu)는 축적된 데이터를 기반으로 SaaS(Software as a Service) 형태의 ‘Akisai 食·農 클라우드 서비스’를, 토요타 미디어서비스는 단순 환경제어 자동화를 넘어 재배기술 노하우를 소프트웨어화해
대영지에스(대표 배두직)는 1993년 설립 이후 오랜 경험과 노하우를 바탕으로 국내 시설원예시장을 선도하고 있다. 농가 생산성 향상을 위해 네덜란드, 미국, 이스라엘 등 농업선진국의 시설원예 전문기업과 협력해 양질의 스마트팜시스템을 국내에 소개하고 노하우를 보급하고 있다. 국내 최초 반밀폐형 유리온실을 비롯해 31개소 약 61ha 이상의 첨단온실 시공경험을 보유하고 있으며 재배과정에 필요한 고품질의 비료 및 배지, 기타 농자재를 엄선해 공급하고 있다. 100여개소 이상의 환경제어시스템 설치경험으로 국내 최고 수준의 환경제어설비를 구축할 수 있으며 자체 A/S 및 재배관련 전문컨설팅을 제공한다. 온실건설뿐만 아니라 농가의 재배 성공가능성을 높이기 위한 지속가능한 파트너십을 추구한다는 류광섭 대영지에스 이사를 만나 이야기를 들었다. ■ 스마트팜 경쟁력은대영지에스는 최첨단 유리온실 시공부터 △복합환경제어 시스템을 비롯한 온실 내부시스템 설치 △비료와 배지 등 농자재 공급 △재배 및 시설 컨설팅 등 시설원예 전반에 관한 전체적인 설계를 통한 통합솔루션을 제공하고 있다. 지질조사에 기반한 설계를 통해 일반 토지는 물론 간척지 및 산악지형 등 다양한 조건에서의 온실시공
농업과 신재생에너지의 융·복합을 통해 새로운 미래먹거리산업을 창출하고 있는 국제에너지(대표 이인규)는 농업전문가가 이끄는 에너지솔루션 전문기업이다. 국제에너지를 이끌고 있는 이인규 대표는 20여년전 일본 및 유럽의 농업관련 글로벌기업에서 첨단농업의 전문성을 쌓았다. 스마트팜 구축사업을 진행했던 동부팜한농의 프로젝트 총괄, 셀트리온의 러시아 현지농장 운영 등을 맡으며 농업현장 전문가로 입지를 다졌다. 또한 농업법인 옥토앤자인의 대표를 맡아 충남 홍성 첨단유리온실(1만평)을 직접 운영하며 명실공히 국내 최고 스마트팜 전문가로 자리매김했다. 지난해 5월 국제에너지를 맡으며 수열에너지를 활용한 에너지저감형 스마트팜을 국내·외 보급한다는 포부를 밝힌 바 있다. 국제에너지가 개발한 울트라히트펌프는 냉난방 동시생산이 가능한 고효율기기로 산업폐열을 스마트팜 난방에 사용하는 솔루션을 제공, 농업과 산업을 융·복합시키는 핵심열쇠와 같은 역할을 한다. 환경민원 해결·친환경이미지 제고국제에너지는 최근 산업체에서 버려지는 공정수를 히트펌프로 열을 회수해 스마트팜에 공급, 기존 화석원료에 비해 난방비를 50~80%를 절감할 수 있다. 또한 기후변화로 인해 점차 증가하고 있는 냉방수요
대성히트에너시스(대표 유지석)는 신재생에너지인 지열을 이용한 냉난방시장에 진입해 공기열, 해수열, 폐열, 복합열원 히트펌프를 개발·보급하고 있다. 또한 에너지절감사업인 ESCO사업과 산업용·건물용 히트펌프시스템은 물론 심야전기를 이용한 수축열, 지열 및 공기열 히트펌프시스템의 설계에서 시공까지 원스톱서비스를 통해 꾸준히 성장하고 있다. 특히 지열을 이용한 아파트 냉난방 국책과제 주관기관으로서 과제를 성공적으로 수행, 집단주거시설에도 활발히 지열냉난방시스템을 보급하고 있다. 다양한 열원을 활용한 히트펌프기술을 바탕으로 국내 여러 시설원예 현장에 냉난방시스템을 공급하고 있으며 사용자들로부터 호평을 받고 있다. 다양한 열원·용량 라인업 기술보유대성히트에너시스는 스마트팜 대응이 용이한 히트펌프기술과 시스템설계화 시공기술을 가지고 있다. 특히 지열히트펌프의 경우 60℃ 고온수 히트펌프를 개발해 전남 유리온실 등에 성공적으로 설치, 운영되고 있으며 수직밀폐형과 개방형(SCW)기술의 풍부한 시공경험과 설계기술을 바탕으로 시장을 확장해 나가고 있다. 지열그린홈 보급률 1위를 자랑하는 대성히트에너시스는 현재 KS인증을 획득한 3~150RT 13개 지열모델을 보유, 업계 최다
히트펌프 제조전문기업인 이너지테크놀러지스(대표 최윤식)는 그동안 탄탄히 다져온 기존 사업영역을 발판으로 농업분야로 진출, 온실 냉난방 전문기업으로 성장했다. 이너지테크는 고품질의 농산물, 편리한 재배관리, 에너지비용 저감을 동시에 구현할 수 있는 첨단온실의 수요가 꾸준히 증가하는 시장트렌드를 파악하고 이에 적합한 냉난방솔루션을 2009년부터 꾸준히 개발, 공급하고 있다. 이너지테크의 온실사업은 2009년 정부의 농업에너지이용 효율화사업을 통해 농업용 지열시스템으로 시작했다. 시설비의 80%를 정부보조금으로 지원하는 농업용 지열사업은 지열공, 히트펌프뿐만 아니라 축열조, 냉난방기까지 포함하며 각 온실별, 작물별 특성에 적합한 설계, 장비, 시공기술이 필수적이다. 성공적인 시스템 구현을 위해 이너지테크의 엔지니어들은 네덜란드 첨단온실을 견학하고 한국기후에 적합한 시스템설계기술, 장비 및 시스템 시공기술을 개발·보급해 현재까지 13곳의 온실이 성공적으로 운용되고 있다. 온실에너지절감 노하우 보유냉난방 동시형 히트펌프는 최근 정부가 추진하고 있는 스마트팜 혁신밸리에도 도입이 추진되고 있는 장비다. 혁신밸리의 특성은 1개의 대형온실 내 격벽을 두고 고온작물과 저온작물
국내 지열시장을 선도해왔던 코텍엔지니어링(대표 민경천)이 사명을 지엔원에너지로 변경하고 지난 3월9일자로 코스닥시장에 상장했다. 지엔원에너지는 정부 그린뉴딜정책의 핵심분야인 스마트 제로에너지시티와 수열에너지 및 융복합사업 관련, 다년간 국책과제를 수행하며 신시장 개척을 준비해왔다. 그린에너지분야 1등 기업이 되고자 제2의 도약을 준비하고 있다. 특히 국내 최대규모 유리온실(면적 10ha)인 우일팜에 1,600RT 규모의 지열냉난방시스템을 설계, 시공한 실적을 보유하고 있다. 또한 정부가 전국 4개 거점지역에 추진하고 있는 스마트팜 혁신밸리 조성사업에 참여하고 있다. 경북 상주에 설치되는 온실은 정부에서 추진하는 4개 현장 중 하나로 지엔원에너지의 스마트팜 기술력이 적용될 예정이다. 농가 냉난방 최적화지엔원에너지는 아시아 최대 원예영농기업인 우일팜의 유리온실 기획단계부터 참여해 네덜란드의 세계적인 유리온실관련기업들의 노하우를 전수받아 설계와 시공을 수행했다. 준공 후에도 수년간 유지관리 및 운전현황을 모니터링하고 경제성, 효율 등을 분석하는 과정에서 국내 최고 수준의 기술을 축적해왔다. 우일팜의 유리온실은 1,600RT 지열시스템을 설치, 2012년 당시 국내
2000년대 들어서 농업은 4차 산업혁명의 핵심기술이 적용돼 작업과정에서의 무인화·지능화가 이뤄지고 노동력 및 지식과 경험 등은 데이터가 대신하고 있다. 농업 데이터를 이용한 팜 인텔리전스(Farm Intelligence)가 농업현장에 적용돼 기존에는 불가능했던 △수확량 계산 △병충해 진단 △토지 수분량 측정 △지표 상태 측 정 △수확시기 진단 △작물상태 모니터링 등이 이뤄지고 있다. 이러한 기술이 적용된 농장이 스마트팜(Smart Farm)이다. 이는 정보통신기술(ICT)을 활용해 시공간 제약없이 원격으로 작물의 생육환경을 관측하고 최적의 상태로 관리하는 과학기반의 농업방식이다. 농산물 생산량증가, 노동시간 감소를 통해 농업환경을 획기적으 로 개선하기에 많은 연구 및 실증이 진행 중이다. 스마트팜은 크게 △스마트온실 △스마트과수원 △스마트축사 세 가지로 나뉘는 데 이중 스마트온실은 시설원예에 ICT를 접목시킨 분야다. 시설원예란 비닐하우스나 유리온실을 이용해 농작물을 재배하는 방식으로 스마트팜을 도입했을 때 작물생 산성 및 농가소득을 각각 31%, 28.6% 증가시키고 자가 노동시간은 5.6% 감소시켜 큰 효과를 낼 수 있다. 그러나 에너지효율화를 위한 기
이번 ‘2020년도 농업에너지 자립형 산업모델 기술개발사업’은 농림축산식품부 산하기관인 농림식품기술기획평가원(이하 농기평)이 기획, 발주한 대규모 과제다. 농기평은 농식품 과학기술 육성을 위한 연구개발사업의 기획·관리·평가를 효율적으로 지원하고 있다. 이번 과제 총괄담당자인 이상호 농기평 팀장을 만나 기획 의도를 들어봤다. ■ 이번 과제 추진배경은온실에서 재배된 작물은 대부분 겨울을 나고 출하된다. 남부지방으로 내려가면 온도가 높아진다 해도 동절기 저온을 제대로 견디는 농작물은 많지 않다. 이러한 계절성 때문에 농가에서 난방사용은 필수적이다. 문제는 난방시설에 들어가는 연료로 화석에너지가 쓰이기 때문에 기름값이 등락할 때마다 농가의 부담은 커지게 된다. 난방비는 전체 경영비의 30~40%로 가장 큰 비중을 차지하고 있으며 기름값이 폭등한 때는 60%까지 올라가기도 했다. 종자값보다 더 부담이 되는 난방비만 해결해줘도 농업생산성은 훨씬 향상될 수 있다. 이에 일정부문 개발이 된 다른 산업분야의 신재생에너지 기술을 농업에 적용해 문제를 해결해보고자 이번 과제를 기획했다. 현재 농업용 신재생에너지 지원은 지열, 펠릿 등 일부 말고는 없는 상황이다. 하지만 이마저도
이번 농림식품기술기획평가원(이하 농기평) ‘태양열을 활용한 에너지 생산·저장·관리 및 실증모델 구축’ 과제는 한국에너지기술연구원(이하 에너지연)이 주관을 맡았다. 총 책임자인 이경호 에너지연 신재생열융합연구실 실장은 태양열을 비롯한 재생열 저장식 신재생에너지시스템 개발·운영분야의 전문가로 매년 꾸준히 연구개발을 진행해오고 있다. 이 실장을 만나 핵심기술인 태양열을 활용한 장기계간축열기술에 대해 들었다. ■ 과제참여 배경은 이번 과제는 열에너지가 많이 쓰이는 시설원예에 태양열을 적용해 농촌 에너지자립을 돕기 위한 실증형 연구과제로 신재생에너지 저장기술과 농업기술과의 융합형 산업화 모델개발에 의미가 있다. 태양열은 건물뿐만 아니라 다양한 산업에 응용가능한 기술이지만 그동안 태양열을 이용한 열공급기술은 건물부문을 중심으로 개발이 이뤄졌다. 이번 농식품부에서 지원하는 연구과제와 같이 시설원예분야에도 태양열을 효과적으로 사용할 수 있다. 특히 여름철 남는 열을 저장했다가 겨울철 온실 열공급에 활용하는 계간축열 시스템과 연계하면 시설원예 에너지절감에 큰 도움이 될 수 있겠다는 생각이 들어 이번 과제에 참여하게 됐다. 그동안 에너지연과 대학, 산업계가 다져온 기술 및 경
지열은 매우 효율적인 열공급기술이지만 경제성을 이유로 대규모 단지에 주로 적용되고 있다.이에 따라 최근 농림식품기술기획평가원(이하 농기평)에서 공고한 농업에너지 기술개발사업에 지열을 활용한 에너지 생산관리 모델이 선정돼 관련분야의 기대가 커지고 있다. 사업 총괄책임자인 임용훈 숙명여대 기계시스템공학과 교수를 만나 전반적인 사업내용에 대한 설명을 들어봤다. ■이번 과제는 어떤 의미를 갖는가농업에너지이용효율화사업의 대표적인 사례라 할 수 있는 지열히트펌프사업의 경우 기술관점에서 보면 전력을 이용한 매우 효율적인 냉난방공급기술임에는 의심의 여지가 없다. 그러나 실제 보급에 있어선 일부 대규모 시설원예단지를 제외하고 국내 시설원예 온실의 98%를 차지하는 중소규모 비닐하우스 등에 적용하기 어려워 정부 지원의 혜택이 보편적으로 적용되기 어려운 문제점이 있다. 이번 과제는 지열히트펌프의 보급확대 장애요인인 △경제성에 따른 중소규모 시설원예 수요처 적용 어려움 △중장기 열원 소모에 따른 히트펌프운전 성능저하 문제 △지속·체계적 관리부재에 따른 불편함 등의 문제를 해결할 수 있는 기술적 방안을 마련하고 중장기적으로는 농업용 전력가격 인상요인을 극복할 수 있는 새로운 실험적
이번에 농기평의 ‘고체산화물연료전지(SOFC)를 활용한 에너지 생산·관리 및 실증모델 구축’과제로 SOFC가 농업에 처음 도입됐다. 이에 관련 산업계의 관심이 커지고 있으며 실증이 성공적으로 마무리되면 농업부문도 국가 수소경제로드맵 활성화에 기여할 것으로 보인다. 이번 과제 책임자인 홍종은 에너지기술연구원(이하 에너지연) 선임연구원을 만나 과제내용에 대한 얘기를 들어봤다. ■ 과제 수주 배경은건물용이나 대규모 발전에 쓰이던 SOFC 열병합발전시스템을 원예에 적용하면 농업에너지생산 고효율화가 가능해진다. 또한 시스템모델을 사업화해 친환경, 고효율 on-site 농업에너지 생산·소비 자립형 신규시장을 창출하고 중소형 및 대규모 분산발전형 SOFC 열병합발전 기반을 마련하고자 한다. ■ 농업에 SOFC 도입시 장점은현재 국내 시설원예에서 난방비는 경영비의 큰 비중을 차지하며 농가소득 저하를 일으키고 있다. SOFC는 열을 발생시킴과 동시에 현행 연료전지 중 가장 높은 발전효율을 가진다. 열병합발전으로 이용 시 종합효율을 90%까지 달성 가능하고 화력발전대비 온실가스를 45%정도 감소시켜 친환경적이다. 이를 통해 발생하는 열에너지를 농가에 공급하면 난방문제를 해결할
농림식품기술기획평가원의 과제인 융복합 저장·관리기술개발은 한국에너지기술연구원(이하 에너지연)이 주관을 맡아 진행한다. 과제 총 책임자인 오정석 에너지연구 책임연구원은 스마트팜·보일러연소·수소냉방시스템 등을 전문으로 연구하고 있다. 이번 과제내용에 대해 오 연구원과 만나 과제의 구체적인 내용 및 진행사항 등을 들어봤다. ■ 과제참여 배경은에너지연의 에너지네트워크연구실은 전부터 열병합보일러기반의 지역난방 열에너지네트워크기술을 연구해왔다. 지구온난화에 대응한 냉난방시스템 관련 에너지수요관리 기술에도 관심을 기울이던 참이라 이번 영농-에너지 융복합기술은 에너지연의 전문성과 부합한다고 여겨 참여하게 됐다. 지난 3년간 수행했던 출연연간 융복합 스마트팜 연구개발 경력이 있는 인력들을 주축으로 지원했다. ■ 지하대수층 계간축열이란신재생에너지원은 친환경이미지와 함께 기후변화 대응기조에도 부합하지만 지리적 조건 및 에너지생산 간헐성 등을 고려해야 한다. 이번 과제의 핵심은 이러한 단점을 보완하고 신재생에너지원간 장점을 증폭시킬 수 있는 융복합에너지원의 조합이다. 온실 상시운전 및 기저부하에 대응하는 대수층 계간축열기술은 충적층 또는 암반층에 있는 연평균 10∼15℃ 사이의
농림식품기술기획평가원 ‘태양열·지열 융복합 에너지 생산·저장·관리 기술개발’은 한국에너지기술연구원(이하 에너지연)이 주관기관으로 참여한다. 이번 과제 목적은 난방부하 80%와 냉방부하 50% 이상을 담당할 수 있는 계간축열식 태양열 및 지열히트펌프 융복합시스템을 구축하고 연간 에너지비용 70% 이상을 절감하는 통합시스템을 제시하는 것이다. 과제 총괄책임자인 김민휘 에너지연 선임연구원은 신재생에너지 융복합시스템·친환경공조시스템·제로에너지빌딩 등을 주로 연구해 왔다. 이번 과제의 구체적인 내용을 들었다. ■ 과제참여 배경은국내에서는 최근 고부가가치 작물의 안정적인 생산량 확보를 위해 냉난방공조가 이뤄지는 온실 비중이 점차 증가하고 있다. 이번 연구과제에서는 해당 온실을 대상으로 재생에너지 융복합시스템을 개발하고 실증모델을 구축하는 것이다. 이번 농식품부의 농업에너지 자립형 산업모델 기술개발과제 중 △태양열·지열 융복합에너지 생산 △계간축열시스템 활용 저장·관리 △에너지 최적화 관리·운영시스템 등을 개발하고 실증하는 분야가 공고됐다. 에너지연의 신재생열융합연구실은 태양열 관련 오랜 노하우와 기술을 축적해왔고 진천 친환경에너지타운을 통해 태양열 계간축열 기반 신재생
지엔에스엔지니어링(대표 박성민)은 산· 학·연 연계를 통한 관련기술의 끊임없는 연구와 개발을 통해 인간활동에 필수적인 수자원 및 에너지를 효율적으로 관리하는 수자원개발·환경·에너지관련 전문 컨설팅기업이다. 특히 지반조사, 토양지하수 오염조사, 지하수 영향조사 등을 위한 수리지질시험 및 모델링, 지하수개발이용시설 사후관리사업, 주택·시설재배지 등에 높은 기술력과 노하우를 확보한 전문기술팀들이 과학적인 컨설팅을 제공하고 있다. 지엔에스엔지니어링은 한국에너지기술 연구원이 주관하는 ‘융복합 에너지 생산·저장·관리 및 실증모델 구축’사업의 참여기관으로 시설원예시설에 안정적 냉·온열을 생산·저장·공급하는 충적대수층을 이용한 계간축열 시설원예 냉난방시스템 개발을 맡았다. 충적대수층을 이용한 계간축열시스템의 조사·설계·시공·운전 및 유지관리 등 지중 시설 구축 전체 공정을 담당하고 있다. 3,000m² 규모의 연동형 유리온실을 대상으로 검증된 충적대수층 계간축열 기술기반 바이오설비(목재펠릿보일러) 기술 및 자연냉각 계간축냉기술을 적용함으로써 면세등유 보일러대비 운영비용을 50% 이상 절감할 수 있는 융복합 영농에너지 자립화 플랫폼을 구축하고 실증한다. 시설원예시설 에너지관
2012년 7월 설립된 HS쏠라에너지(대표 송영철)는 태양광발전시스템과 전기공사업 전문기업이다. 태양광발전시스템 관련 △태양광모듈 결속장치 △태양광발전장치 종합보호시스템 △친환경 수상태양광발전시스템 외 3건의 특허를 보유 중이다. 과제수행 경험으로는 한국에너지공단에서 주도하는 농촌태양광 및 영농형태양광사업을 비롯해 2016~2018년도 세종시 외 기타 지역 5곳 신재생에너지 융복합지원사업 등이 있다. 이중 영농형 태양광 실증과 관련해서는 충북 청주시 2,100m² 규모의 태양광발전시설 설치를 맡아 농작물의 성장을 고려한 태양광 설치로 벼농사만 지었을 때에 비해 6~7배의 수익을 냈다. HS쏠라는 산업부에서 인증하는 소규모 전력 중개사업으로 등록돼있다. 자체 태양광인버터를 이용한 태양광발전 모니터링시스템 운영경험이 있으며 녹색기술인 증 및 GS인증을 보유하고 있다. 이번 과제에서 HS쏠라에너지는 지열원 히트펌프·태양광 융합 시스템의 최적화 기술개발을 맡는다. 연결된 각 온실마다 작물의 특성을 고려한 하우스태양광시스템, 식물공장 태양광시스템 등의 설치를 통해 농업안전성을 확보하고 전체 시스템효율을 높인다. 이에 따라 각 요소기술을 통합하고 최적화하기 위한 적정
에이치에스 테크놀로지(대표 홍석진)는 2011년 5월 설립된 △환경·에너지 설비 △ 반도체·LCD △바이오·제약 △UTILITY분야 전문기업이다. 연료전지, 바이오가스, 신재생에너지 설비 등이 주요 사업영역이다. △수출목적형 건물용 연료전지시스템 기술개발 △상용급 액체수소 플랜트 핵심기술개발 △고온 전해반 응용 금속분리판 소재 및 제조공정기술 △ 수소충전소용 100Mpa급 대용량(350N㎥/h) hydraulic compressor 등을 현재 연구 중이다. 이번 과제에서 HST는 SOFC 배열을 활용한 온실 열공급시스템 구축과 SOFC·열공급·시설원예 통합시스템 구축을 맡는다. 이에 실증에 적합한 △단위시스템 및 통합시스템 상세설계 △시스템 구축·운영 및 유지·보수 △SOFC·열공급·시설원예 통합시스템 사업화 모델 등을 개발할 예정이다. 이 중 사업화모델은 SOFC· 중장기축열조·CO₂포집설비 등 각 단위별 모듈화 설계로 이뤄지며 모듈별 확장성을 검토해 난방 뿐만 아니라 냉방까지 가능하도록 설계한다. 상업화를 위해 △기존 설비 호환성 조사 △실증모델 시장성 조사 △실증 모델 상용화 설계 패키지 검토 등을 거칠 예정이다. 이러한 패키지형태는 수요처의 요구에 따