농업생산성 극대화하는 스마트팜에 대한 공학적 접근으로 안정성과 경제성 갖춘 기술 제시
농업생산성 극대화하는 스마트팜에 대한 공학적 접근으로 안정성과 경제성 갖춘 기술 제시
  • 박금현 기자
  • 승인 2024.06.03 16:21
  • 댓글 0
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국립공주대학교 스마트팜공학과 김락우 교수

정부가 스마트팜(지능형 농장)에 확산에 적극적으로 나서고 있다. 시설원예 작물은 물론 노지 재배 농작물에도 스마트 농업 기술을 적용하기 위한 민간 협력을 강화하는 등 농업혁신에 속도를 내는 모습이다. 스마트팜을 새로 도입하거나 기존 온실을 전환한 농업인들은 기존보다 평균 23% 이상의 생산성 향상 효과가 나타났으며, 농가 소득은 평균 22% 늘어났다고 답했다. 국립공주대학교 스마트팜공학과 김락우 교수는 농업에 관한 기초연구와 융복합 연구를 넘어 농민들에게 와닿는 변화를 이끌어낼 수 있는 연구에 집중하며 스마트팜 확산에 기여하고 있다.

국립공주대학교 스마트팜공학과 김락우 교수 / 박성래 기자

 

스마트팜 보급 위한 지역특화 임대형 스마트팜 조성사업 및 청년농 육성에 힘 보태

그린바이오와 농생명융복합 산업을 역점 사업으로 천명한 충남이 추진 중인 서산 지역특화 임대형 스마트팜 조성사업이 이르면 202612월 준공을 앞두고 있다. 농업인구 감소와 농촌 고령화로 인한 노동력 감소 문제의 대응을 목표로 부석면 가사리 일원 5ha에 총사업비 200억 원을 들여 임대형 온실 등을 꾸리는 것이 주요 골자다. 2개 동 총 4.1ha규모로 조성되는 임대형 스마트팜은 3년 간 청년 농업인에게 임대되며, 최대 24개 농가가 입주해 딸기, 파프리카, 오이, 토마토 등 작목이 재배될 예정이다.

또한 스마트팜 보급을 위해 중소원예농가 스마트팜 보급 청년자립형 스마트팜 지원 스마트팜 사관학교 운영 등의 사업을 진행한다. 우선 중소원예농가 스마트팜 보급사업은 시설 면적 1ha 미만의 원예 농가를 대상으로 스마트팜 시설 신축 또는 리모델링을 지원한다. 현재까지 12개 농가에 대한 지원을 완료했다. 청년자립형 스마트팜 지원사업은 스마트팜 활용 역량을 갖추고 사업 부지를 확보한 18세 이상 39세 이하의 청년 농업인의 스마트팜 온실 신축을 지원한다. 스마트팜 사관학교 영농 경험이 부족한 청년의 스마트팜 시설하우스 운영 경험 및 기술 습득을 지원하며, 농업기술센터 내 스마트팜 온실을 조성하고 2년 간 대여해 교육한다. 지난해 12월 교육장 공사가 완료되었으며, 시설 보강을 거쳐 올해 8월 본격 운영에 돌입한다는 계획이다.

서산시와 국립공주대학교 스마트팜공학과 김락우 교수는 202311월 농림축산식품부가 개최한 지역특화 임대형 스마트팜 기본계획 수립에 관한 공모에 선정, 지난 2월부터 3개월 간 해당 사업을 추진해왔다. 지난 달 개최된 지역특화 임대형 스마트팜 조성사업 기본계획 수립 용역 최종보고회에서는 지역 농업인 등의 다양한 의견을 청취하는 한편 사업대상지 분석 임대형 스마트팜 시설 및 설비 재배 작목 운영 방안 등을 공유하고 다양한 의견을 나눴다. 서산시는 6월 내 농립축산식품부의 승인을 통해 기본 계획을 확정하고, 속도감 있게 사업을 추진해간다는 계획이다. 김 교수는 지역특화 임대형 스마트팜 조성은 서산시 미래 농업발전에 마중물 역할을 할 것이라며, 기본계획을 바탕으로 임대형 스마트팜을 조성해나갈 것이라 말했다.

김 교수는 지난 1월 충남도가 청년농 육성 및 농업 성장 기반 마련 등 민선 8기 스마트농업 발전 전략 모색을 위해 개최한 민선 8기 스마트농업 발전 전략 전문가 포럼에서 충청남도 지능형 스마트팜·그린바이오클러스터를 주제로 발제하기도 했다. 이 자리에서 그는 스마트농업을 중심으로 그린바이오클러스터와 연계한 융복합 산업을 강조하며 충남형 전략으로 그린바이오 특양용 식물공장 시스템 개발 농업 전 분야에 탄소 저감 기술 적용 폐열 활용 농업 모델 적용 기술 개발 등을 제시했다.

수도권과 가까운 충남은 청년들이 귀농하기에도 좋은 지역이라 생각합니다. 또한 청년농을 육성하는 정책은 지역소멸 이슈에 대한 좋은 대안으로 작용할 것입니다.”

 

전국 유일의 스마트팜공학과, 스마트팜에 대한 공학적 접근으로 경쟁력 극대화

서울대학교 농업생명과학대학 지역시스템공학과에서 석·박사 과정을 밟고 스마트팜 환경 및 에너지조절을 연구해온 김락우 교수는 국립공주대학교에서 지능형 스마트팜 환경&에너지공학 연구실을 이끌고 있다. 스마트팜에 공학적으로 접근하는 것은 국립공주대 스마트팜공학과가 유일하다. 그는 사통팔달의 지역인 충남는 현장 연구가 필수인 농업 연구에 뚜렷한 장점을 갖는다고 설명했다. 스마트팜공학과가 있는 예산캠퍼스 교내에는 농림수산식품교육문화정보원(농정원) 사업으로 온실 등 농업 인프라를 구축한 외에도 돈사 등 축산 연구를 위한 시설을 확충하기도 했다.

농업이라는 게 생물을 다루다 보니 현장을 찾고자 지방에 내려가는 것도 힘들지만 농장에서도 외부에서 와서 작업하는 일들을 반기지 않으세요. 저희 때문에 해를 끼치면 안 되니 걱정되는 부분들이 많죠. 이제는 교내에서 다양한 실험을 수행할 수 있게 된 만큼 보다 깊이 있는 연구 및 교육이 가능하리라 기대합니다.”

김 교수는 시설 환경, 에너지 세이빙 등에 관한 연구를 수행해왔으며, 대표 연구로 농촌진흥청 주관 수소 연료 전지 3중 열 병합 시스템 농업 모델 적용 평가 연구’, 농림식품 기술기획평가원 주관 최적 냉난방 공조시스템 및 ICT 실시간 제어 시스템 탑재 스마트 부화기 고도화 기술개발 및 사업화’, 농림식품기술기획평가원 주관 가축질병 실시간 예찰 기술 및 지능형 방역/위생 시스템 개발’, 과학기술정보통신부 주관 고온기 양계 시설 냉방 시스템 적용에 따른 고온 스트레스 평가’, 농촌진흥청 주관 고온기 극복을 위한 작물 재배 기반 기술 연구등이 있다. 그는 자신이 2013년 처음으로 석사학위를 받을 때만 해도 스마트팜이라는 용어가 없던 시절이라며, 사람이 살아가는 데 반드시 필요한 농작물 및 가축을 위한 더 나은 환경 조성 방안을 고민하는 스마트팜 공학의 유망성을 확신하며 관련 학문을 연구하게 되었다고 말했다.

 

농업친화적 환경 갖춘 대한민국, 선진적 농법 도입할 때 글로벌 경쟁력 갖출 수 있어

농업생명과학에 대한 막연한 인식만으로 입학을 했지만 공부를 할수록 정말 필요한 산업이며 식량안보와도 직결됨을 여실히 깨닫게 되었습니다. 특히 지도교수님의 권유로 해외를 둘러보며 인식이 많이 바뀌었어요. 청년들이 기피하는 1차 산업이라는 생각은 선진화된 농경을 보며 달라졌습니다.”

네덜란드에서 연구를 수행하는 기회는 김 교수의 연구 방향을 설정하는 계기가 되었다. 지난해 세계 농산물 수출국 3위를 기록한 네덜란드는 우리나라처럼 국토 면적이 좁음에도 탁월한 농업 생산성으로 전 세계를 먹여 살리는 작은 나라라 불린다. 농가 수가 우리나라의 20분의 1 수준인 데다 1년 중 절반 이상 비가 내리는 등 농업에 불리한 조건 속에서도 스마트팜을 활용해 악조건을 극복하고 효율성을 극대화했다. 김 교수는 테크니션 한 명이 30년간 일정 농장에서 냄새 및 암모니아 등 각종 데이터를 모으는 등 장기간에 축적된 연구를 수행하는 모습이 인상적이었다고 말했다. 비록 우리나라가 네덜란드보다 농업에 유리한 기후조건과 풍부한 지하수를 가진 것은 아니지만, 뛰어난 선진기술을 갖추고 있기에 충분한 경쟁력이 있으리라는 긍정적 전망과 함께였다.

스마트팜에 대한 국가적 관심이 커지며 관련 과제를 주관하는 정부부처 또한 다양해지고 있다. 농촌진흥청 및 농림부 중심에서 이제는 과기부, 산업부 등으로 저변이 넓어지고 있다는 설명이다. 김 교수는 예전에는 농업에 종사하거나 농업 분야에서 학위를 받은 전문가들과 함께 연구했다면 이제는 한국전자통신연구원, 한국기계연구원 등 IT 및 기계공학을 전공한 전문가와의 협업이 늘어나고 있다고 말했다. 기초과학과 융합학문은 함께 발전해야 한다는 목소리를 높여온 그에게 이러한 변화가 반가울 따름이다. 그 역시 현재 다양한 정부 과제를 수행 중이다. 지역혁신클러스터 R&D 과제의 일환으로 진행하고 있는 충남 수소연료전지를 스마트팜에 이용하기 위한 연구가 대표적이다. 이외에도 한국전자통신연구원과 농업 및 축산시설에서 발생하는 탄소 및 메탄, 아산화질소 배출량을 측정하는 연구 및 스마트팜 관련 기술의 국산화 및 국제표준 활동에 앞장서고 있다.

일반적으로 스마트팜을 접할 때 손에 흙을 묻히지 않는 자동 농경 시스템을 떠올린다. 김 교수는 우리나라 농촌에서 보이는 비닐하우스에 들어있는 작은 기술까지도 스마트팜이라며 범위를 확장했다. 비닐하우스 설계에 있어 바람에 의한 피해를 줄이기 위한 방안을 고민하거나 내부 환기량 산정 등 기초적인 부분에 대한 연구 또한 여전히 중요하다는 설명이다. 그 또한 공기유동, 열환경, 수분환경 등 다양한 요소를 연구하며 농업의 생산성을 높이는 데 집중하고 있다. 무엇보다 환기의 중요성을 강조했다. 시설이 대규모화될수록 균질한 환경을 만들어주는 것이 중요한데, 이때 가장 경제적이면서도 효과적으로 공기유동을 만들어낼 수 있는 것이 환기라는 설명이다.

농업은 생명체를 다루기에 무엇보다 안정적이어야 한다는 측면에서 다른 산업과는 기술적으로도 뚜렷한 차이점이 있죠. 하지만 결국은 상품을 길러내는 산업이기에 안정성과 더불어 경제성 측면을 면밀히 살펴야 합니다.”

국립공주대학교 스마트팜공학과 김락우 교수 / 박성래 기자

 

변화 더딜지라도 결코 포기해선 안 될 국가의 뿌리인 농업의 경쟁력 창출한다는 자부심

식물공장과 같은 규모 있는 산업에 대한 관심이 커지자 최근에는 대기업 또한 스마트팜 사업에 뛰어들며 이에 관련 인력 부족 현상이 불거지고 있다. 이에 농업을 하지 않던 인재들도 대거 공급되고 있는 시점이다. 김락우 교수는 이러한 현상에 대해 반색을 표했다. 스마트팜은 결국 데이터 기반의 농업이기에 컴퓨터 공학 등 다양한 학문을 접한 사람들과의 융복합 연구가 활발히 이루어질 때 더욱 시너지를 낼 수 있을 것이라는 인식에서다. 전국 유일의 스마트팜공학자를 육성하는 그에게도 유의미한 변화다. 김 교수는 제자들에게 해외 학회에 참여할 기회를 적극적으로 제시하며 세계의 변화상을 직접 목도할 것을 장려하고 있다. 협업한 기관에서 제자들에 대한 긍정적 피드백을 보내올 때면 큰 보람을 느낀다는 그다.

농업에도 변화의 바람이 불고 있지만 일차 산업인 데다 고령자들이 많이 종사하기에 굉장히 보수적인 분야이기도 합니다. 하지만 농업은 결코 변화를 포기해서는 안 될 산업이기도 합니다. 국가의 근간을 책임지는 산업이기에 애착과 자부심을 갖고 있죠. 해당 분야의 인재들을 배출해 내 우리나라 농업의 선진화에 기여하겠습니다.”

김 교수는 기초연구와 융복합연구를 넘어 실제 현장에 적용할 수 있는 실용적인 연구를 수행해가겠다고 다짐했다. 수소연료전지나 ICT 관련 연구를 수행하면서도 농민들과 실질적 혜택을 나눌 수 있는 방법을 고민하는 그다. 김 교수는 자신의 연구는 결국 농업이라는 산업에 종사하는 농업인들을 위한 연구라며, 이러한 인식을 제자들과도 공유하고 있다고 말했다. 제자들에게도 선진화된 기술을 제시하는 외에도 농법의 기초와 역사적인 관행들을 상세히 공유하며 농업의 뿌리를 다지는 데 집중하는 모습이다. 그는 석사 시절에는 분야의 최고가 되고 싶다는 생각으로 연구에 임했다면 이제는 농업에 진심으로 필요한 연구를 수행하고 있다며, 자신이 키우는 연구실 학생들이 자신보다 성공했으면 한다는 바람을 전했다.

열심히 하는 사람은 많지만 잘하는 사람은 찾기 어렵습니다. 잘하기 위해 노력하다 보면 인생에 단 몇 번뿐인 기회가 왔을 때 잡을 수 있죠. 성취감 또한 클 것입니다. 저 또한 저의 분야에서 최선을 다하며 유의미한 성과를 내기 위해 노력하겠습니다.”

 

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