스마트팜 기술

 

인류에게 미래 먹거리는 여전히 가장 큰 고민거리 입니다.

노동집약적이고, 기후에 의존적인 기존 농업의 패러다임을 디지털전환을 통해 변화하는 시도가 있는데요,

바로 스마트팜(Smart Farm)입니다

이번 편은 스마트팜이란 무엇이고, 시장은 얼마나 형성되어 있고, 기술은 어떻게 발전되어 가고 있는지,

그리고 주요 선도기업의 동향에 대해서 알아보겠습니다.

 

 

목차

 

1. 스마트팜 개요

스마트팜(Smart Farm)은 정보통신(ICT), 사물인터넷(IoT), 센서 등의 기술에 추가하여, 인공지능, 빅데이터, 지능로봇, 클라우드서비스등 4차산업혁명기술을 응용한 농업 생산방식입니다. 즉, 농작물 재배 시설의 온도 · 습도 · 햇볕량 · 이산화탄소 · 토양 등을 자동 측정 분석하고, 분석 결과에 따라서 제어 장치를 구동하여 작물이 건강하고 풍성하게 성장할 수 있도록 해줍니다.

 

공장 자동화에서 사용되는 스마트 팩토리와 유사한 개념이며, 스마트 팜으로 농업의 생산 · 유통 · 소비 과정에 걸쳐 생산성과 효율성 및 품질 향상 등과 같은 고부가가치를 창출시킬 수 있습니다 흔히 생각하는 스마트팜, 식물공장 형태의 스마트팜은 해외에서 Vertical Farm, Vertical Farming이라 불립니다. 식물공장의 경우 대량재배가 목적이기 때문에 기존 수평재배에서 사용되지 않은 공간인 수직공간을 사용하기 때문입니다. 이때 수직재배가 가능하려면 결국 식물 LED가 탑재되어야 하고 흙이 아닌 양액으로 재배가 됩니다.

 

식물재배기나 메트로팜, 남극기지나 우주정거장에서 운영 중이거나 혹은 예정인 것들, 그리고 첨단 수직농장까지 이 모든 것은 스마트팜이자 식물공장의 개념을 모두 포함하고 있습니다. 소형 가전인 식물재배기의 형태로도 현재 판매되고 있습니다.

 

기존 농업 생산방식과 스마트 팜 생산방식을 비교했습니다.

 

 

스마트팜의 세대별 발전방향을 살펴보면 다음과 같습니다.

 

 

 

2. 스마트팜 시장 및 기술동향

(1) 스마트팜 시장동향

스마트 팜 시장은 '20년부터 '25년까지 연평균 글로벌 9.8%, 국내 8.4%의 성장을 이어갈 것으로 전문가들은 예측하고 있습니다

 

 

스마트팜에서 가장 비중이 큰 분야는 "정밀농업"으로 11.6%의 연평균 성장율을 예상하고 있습니다. "정밀농업" 분야란, 비료, 물, 노동력 등의 투입자원을 최소화 하면서 생산량은 최대화 시키는 생산방식으로 영농 면적단위별(필지 등)로 모니터링과 측정을 통해 진단하고 분석함으로써 최적의 처방과 처리를 추구하는 농업기술 접근 방법론 입니다.

 

(2) 스마트팜 기술동향

기존의 농업기계 및 전동화시설에 인공지능(AI) 영농의사결정 SW, 로보틱스등의 ICT기술이 융합 되고, 초기의 환경측정, 원격제어 설비위주에서 빅데이터와 인공지능 기반의 영농의사 결정을 중심으로 고도화되고 있습니다.

 

노지농업은 데이터 기반의 스마트팜으로 상용화가 될 것으로 전문가들은 예측하고 있습니다.

(빅데이터) 토양, 기상, 생육 측정센서/드론/위성의 데이터를 공유하는 빅데이터플랫폼 단계로 진입을 준비하고 있고,

(자율주행) GPS, 영상처리 등의 기술기반으로 농기계 자동 조향 및 주행 상용화로 2~3년 내 자율 작업단계로 진화하고 있습니다.

(로보틱스) 산업용 로봇이 농업에 적용되어, 수확, 제초 등 자율주행기술과 융합해 무인자동 농기계가 상용화될 것으로 예상하고 있습니다.

 

시설농업은 데이터분석 기술로 생산성을 극대화하는 방향으로 진화하고 있습니다.

(인공광원) 태양광 스펙트럼의 LED 기술로 식물공장에 적용되어, 비타민, 인슐린 등 고부가 기능식물 재배에 적용되고 있으며,

(자동제어) 최적의 생육조건을 유지하고, 최적의 수확시기 및 출하시기를 스스로 판단하여 정보를 제공할 것이며,

(로보틱스) 노지농업과 유사하게 농작업의 자동화, 무인화가 대세가 되고 있습니다.

 

 

3. 스마트팜 회사

(1) AeroFarms

미국을 대표하는 애그테크기업이자 농업계의 애플로 불리는 도심형 수직농업 전문기업으로 2019년 기준 세계에서 가장 큰 수직농장을 보유했으며, 'Dream Green' 브랜드로 온/오프라인 판매를 하고 있습니다. ICT와 고효율 에너지 기술 등을 결합한 특허받은 에어로포닉스 재배시스템을 통해 일반 농장대비 95%, 수경재배 대비 40% 적게 물을 사용하고 있습니다.

 

작물이 잘자랄수 있도록 영양소를 적시에 공급하여 생산성을 높이고 있는데, 새싹채소의 경우, 일반농장에서는수확까지 평균 약30~45일이 걸린 반면 AeroFarms는 약 12~14일이 소요됩니다. 23년 7월 파산 신청 이후 법정관리 및 새로운 전문 CEO영입을 통해 새로운 출발을 했으며, 사우디 국부펀드와 협약을 맺고 수도 리야드에 수직농장 프로젝트를 추진하고 있습니다.

 

 

(2) 팜에이트

2004년 설립한 국내 대표 스마트팜 기업으로 팜에이트의 슬로건은 ‘More than Freshness’로 소비자에게 최상의 신선샐러드 제품을 공급하는것입니다. 이를 실현하기 위해 365일 균일한 원재료 생산부터 위생적이고 안전한 가공, 유통까지 수직계열화된 공급체인망을 구축하고 있습니다.

 

특히 생산→가공→유통→마케팅의 선순환구조를 만들어내며 브랜드 인지도를 강화하고 지속적인 샐러드 제품수요를 창출하고 있습니다. 실내 수직농장, 완전밀폐형 순환식 수경재배 방식을 채택하고 있으며, 계약농가에 스마트팜을 지어주고 계약농가가 재배한 채소를 매입하여, 가공 및 유통까지 담당하며, 스타벅스, 서브웨어, 마켓컬리, 쿠팡 등 다양한 기업들에 샐러드 야채를 납품하고 있습니다.

 

팜에이트는 다양한 설치 지원 모델을 운영하고 있습니다. 수익성을 우선으로 하는 대규모 시설을 지원하는 "농장형", 농지 및 보조금 혜택이 가능한 모델인 "농가보급형 스마트팜" 인테리어 및 직접 재배한 친환경 채소를 통한 브랜드가치를 제고하는 "F&B 연계형", 도심 복합공간을 활용하는 "메트로팜" 모델을 운영하고 있습니다. 특히, "메트로팜" 모델은 세계 최초로 지하철 역사 내 수직농장을 설치하여 신선한 채소를 바로 구입할 수 있고, 지하철역 상가 공실문제를 해결할 수 있는 대안으로 주목도 받고 있습니다.

 

(3) 엔씽

국내 사물인터넷(IOT)기반의 대표적인 스마트팜 제조업체로 모듈형 컨테이너형 수직농장으로 CES 2020 스마트시티 부문 최고혁신상을 수상했고, 모듈형 수직농장 큐브와 작물재배 솔루션인 큐브OS의 탈중심 농장 솔루션으로 CES 2022 혁신상도 수상한 기업입니다. '21년 UAE 사리야그룹과 300만달러 규모의 모듈형 농장 "플랜티 큐브" 계약으로 중동까지 진출했습니다. 자체 개발한 큐브OS가 재배 데이터에 기반한 의사결정으로 자동으로 운영할 수 있는 환경을 제공해줍니다.

 

"플랜티"라는 제품은 스마트 화분으로 인터넷(wifi)에 연결 돼 있어 온도, 습도, 조도 등을 측정할 수 있는 센서가 탑재되어 있고, 화분에 물통이 탑재된 형태로 스마트폰 어플을 활용해 물주기로 화분을 관리할 수 있습니다 "플랜티 스퀘어"라는 제품은 플랜티의 개념을 한단계 더 확장한 것으로 플랜티 화분을 미니 사이즈로 만들어 규격화한 4개의 모듈형 수경재배 키트로 이용자가 원하는 만큼 모듈을 구매해서 레고 블록처럼 계속 연결하면 하나의 텃밭으로 완성할 수 있습니다.

 

"플랜티 큐브"라는 제품은 컨테이너형 스마트팜 제품으로 농가와 영농법인, 기업 등을 겨냥한 것으로 40ft 컨테이너가 기본 단위로 원하는 규모에 따라 컨테이너 여러 동을 연결도 가능합니다. 컨테이너 안에 적게는 수백에서 많게는 수천개의 플랜티 스퀘어가 층층이 설치돼 최대 1500~2000여종의 작물을 한번에 재배할 수 있습니다.