1차산업은 제주경제 성장의 근간으로 제주 발전에 기여를 해왔다. 하지만 제주의 1차산업은 현재 위기에 직면해 있다. 

제주의 1차산업을 되살릴 방안으로 1차산업과 정보통신기술(ICT)을 융합한 스마트팜(Smartfarm)이 부각되고 있다. 스마트팜은 기존 농·축·수산업에 ICT 기술을 접목해 IT기기로 생육 환경조건을 원격·자동 제어하고 최적화된 생산·관리를 통해 노동력 절감과 품질·생산량을 높일 수 있는 고도화된 시스템이다. 

‘지역의 미래를 여는 과학기술 프로젝트 제주사업단’(이하 사업단)은 재생에너지 발전전력을 이용해 스마트팜 설비의 전력수요를 충당하는 에너지저장장치(ESS)를 연계해 1차산업에 사용하고 남은 여유 전력을 저장했다가 다시 판매하는 에너지프로슈머 사업 모델을 개발, 실증에 나서고 있다.

▲스마트팜, 제이디테크=도내 농업용 온실 대다수가 설비를 운용하는데 화석연료를 사용한다. 이를 재생에너지 전력으로 대체하려는 것이 사업단이 수행 중인 과제 실증의 핵심 내용이다. 1차산업 종사자가 직접 에너지를 발전하고 블루배터리(장주기에너지저장장치)에 저장해, 농가(스마트팜)의 전력수요를 충당하는 것이다. 

㈜제이디테크는 첨단기술을 접목해 원격·자동으로 작물 생육환경을 유지ž관리할 수 있는 농장, 즉 스마트팜 플랫폼 관련 회사로 양액 자동공급기, 온풍기, 제습기 등의 스마트팜 구성요소들을 각 농가에 맞도록 적용하고 이를 제어할 수 있는 소프트웨어를 개발해 플랫폼을 제공한다. 

또한 IOT(사물인터넷·여러 사물에 정보통신기술이 융합돼 실시간으로 데이터를 인터넷으로 주고받는 기술)의 5대 요소인 자료수집, 자료 전송, 자료 모니터링, 자료 분석, 분석기반 통제를 활용해 작물에 적합한 생육환경을 조성할 수 있는 농가 맞춤형 스마트팜 플랫폼을 보급하고 있다.

스마트팜 설비를 갖췄다고 해서 농장의 모든 것을 다 해주지는 않는다. 다양한 재생에너지 기술을 적용해 에너지 비용을 낮추면서 농가의 부가가치를 높일 수 있는 기술을 접목해야만 지속가능한 농업경영이 실현된다.

스마트팜의 에너지 자립을 위해서는 다양한 재생에너지를 활용할 수 있는 전전화(全電化·사용하는 에너지원을 모두 전기로 충당) 시스템 도입이 필요하다.

전전화 된 스마트팜 시스템을 운영하기 위해서는 스마트팜의 열관리, 전력관리를 통합할 수 있는 새로운 에너지관리시스템과 분산에너지 자원을 활용한 다중발전시스템을 도입해야 한다. ㈜제이디테크는 스마트팜의 에너지 자립률을 100%까지 끌어 올린다는 목표로 과제를 수행하고 있다.

㈜제이디테크는 김녕지역의 대표적인 신재생에너지자원인 풍력, 태양광 등의 분산에너지자원 활용을 극대화할 수 있는 에너지저장시스템과 섹터커플링 기술 등 에너지 신산업의 기술수요처로 스마트팜의 경제성과 가능성을 확인하고 있다. 또한 ESS 개발과 생육 통합 IT플랫폼 관리를 통한 효율화, 저탄소 농업 환경 확대, 실증·검증을 통해 가상발전소 통합 운영 플랫폼을 완성한다는 목표다.

㈜제이디테크 김희찬 대표이사는 “에너지 재활용, 저비용 고수확 생작, 토지 이용률 향상을 통한 에너지 효율성을 확보하고, 규모의 경제를 달성해 유통구조 개선으로 다작, 다생산, 대규모 유통을 통한 농가 수익률 개선에 일조하고자 한다”고 밝혔다.

▲스마트 아쿠아팜, 비루트랩=스마트 아쿠아팜은 수산양식에 정보통신기술(ICT)을 융합해 원가를 혁신적으로 절감하고 고도화된 기술로 품질을 유지하는 등의 경쟁력을 가지고 시장 수요를 창출하는 사업이다. 

이번 과제에 공동연구개발기관으로 참여하고 있는 ㈜비루트랩은 스마트 아쿠아팜 시스템을 이용해 미세조류를 배양하는 기업이다. 스마트 아쿠아팜 시스템은 미세조류의 품질관리와 대량생산을 위해 반드시 필요한 첨단기술이다. 

미세조류는 성장과정에서 필연적으로 다량의 이산화탄소를 흡수하고 생산된 미세조류는 고부가가치 바이오헬스 자원으로 활용할 수 있다. 배양 중 이산화탄소를 포집해 제거하고, 전력수요를 재생에너지로 충당한다는 점에서 스마트팜(농업)과 마찬가지로 탄소중립사회로 전환에 기여하는 미래지향형 사업모델이 될 수 있다.

스마트 아쿠아팜 시스템을 구축해 미세조류를 생산할 경우 배양과정에서의 에너지 소비가 미세조류 생산원가의 약 70%를 차지한다. 따라서 다른 기업들과의 가격 경쟁력에서 우위에 서기 위해서는 배양과정에서 에너지 소비총량을 줄이는 것이 핵심이며 이를 위해서 신재생에너지 도입이 필요하다.

㈜비루트랩은 이번 과제에서 블루배터리와 연계해 배양시설의 전력수요를 분석하고 재생에너지로 대체해 사업의 경제성을 확보하는 것을 목표로 하고 있다. 이를 위해 스마트 아쿠아팜의 에너지 효율 최적화와 잉여전력 수요 대응 등의 기술적 해법을 연구할 계획이다.

㈜비루트랩 나오수 대표이사는 “현재 한국에너지기술연구원에서 개발 중인 블루배터리(10kWh급)를 스마트 아쿠아팜 축소 버전에 연계시켜 에너지 효율 최적화를 위한 실증을 진행하고, 이를 통해 수집된 데이터를 향후 미세조류 대량 배양 플랜트(미세조류 파운드리) 설계에 반영할 예정”이라며 “미세조류 배양기를 개발, 특허 출원을 완료해 스마트 아쿠아팜을 구축할 수 있는 1차 원동력을 확보했다”고 밝혔다.

▲에너지프로슈머=제주가 분산에너지 특화지역으로 지정될 경우 제주는 전력 직거래 등 혁신적 제도를 선제적으로 도입할 수 있다. 분산에너지 사업자는 발전과 판매 등 두 종류 이상의 전기사업이 가능해진다. 이와 맞닿아 있는 개념이자 실증하려는 과제가 바로 ‘에너지프로슈머(Energy Prosumer)’이다. 

프로슈머란 생산자(Producer)와 소비자(consumer)의 합성어로 소비하는 동시에 생산하는 주체를 말한다. 전기사업법을 완화해 적용받으면 개인은 에너지를 생산(발전)하는 동시에 소비·판매가 가능하게 된다. 

이번 프로젝트에서는 재생에너지자원 보유자(에너지프로슈머)가 발전한 에너지를 블루배터리에 안정적으로 저장해 1차산업에 연계하고, 사용 후 여유 전력을 판매할 수 있도록 플랫폼 형태의 사업모델을 만들어 에너지 신산업에 대응할 수 있는 자체 역량을 강화할 계획이다. 

개인사업자의 잉여전력은 ESS에 저장돼 통합발전소(VPP)의 한 자원으로 전력시장에서 거래될 수 있다. 이러한 사업들이 실증에 성공할 경우 안정적인 전력 공급으로 사업의 경제성을 확보하고 여유 전력을 판매해 추가적으로 수익을 얻을 수 있어 제주 1차산업을 부흥시킬 수 있는 혁신적 사업모델이 될 것으로 기대된다.<끝>

<과학기술정보통신부·제주특별자치도·연구개발특구진흥재단·한국에너지기술연구원·제주테크노파크·제주일보 공동 기획>
 

강재병 기자 kgb91@jejunews.com

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