최승묵 서기관(농식품부 농기자재정택팀)

◇ 농기계산업의 국내외 환경변화

세계 농기계시장은 연평균 4.04% 성장세를 보이고 있다. 2018년 기준 1025억달러 규모에서 2025년에는 1352억달러에 달할 것으로 예측된다. 특히 세계 농기계시장의 38.1%를 차지하고 있는 아시아·오세아니아 지역의 경우에는 인구증가와 경제규모 확대로 성장률이 더욱 커질 전망이다. 유엔식량농업기구(FAO) 자료에 따르면 2050년에는 세계인구가 100억명을 넘어설 것으로 관측되고 있어 식량증산을 위한 농기계 수요는 지속적으로 이어질 전망이다.

세계 농기계시장 점유율은 미국 John Deere社가 16.5%로 부동의 1위를 지키고 있고, 영국 CNH가 10.3%로 뒤를 따르고 있으며, 한국은 종합형업체 5개사를 모두 합쳐도 1% 수준인 14억달러에 불과한 형편이다. 농기계시장에서 가장 큰 비중을 차지하고 있는 트랙터의 글로벌 연간수요는 2013년 255만대에서 2023년에는 392만대까지 성장할 것으로 전망된다.

농기계 분야는 지속적으로 확대되고 있는 만큼 기술경쟁도 치열해 기존 기술·산업의 한계를 극복하기 위한 ICT 기술이 접목된 정밀농업기계, 친환경 농업기계의 개발이 속속 이뤄지고 있다. 이미 미국의 경우에는 데이터 기반의 디지털농업이 보편화되고 있으며, 친환경 영농을 위한 ‘무탄소 농장 프로젝트’를 통해 수소 가스, 수소와 암모니아 혼합물을 연료로 사용하는 트랙터 상용화에 나서고 있다. 유럽은 다양한 작업에 따라 모듈 탑재가 가능한 전동·자율주행 플랫폼인 ‘e-Tractor’를 2019년에 발표했으며, 중국은 5G 기반의 스마트 수소트랙터인 ‘ET504-H’를 개발하기도 했다.

이에 비해 국내 자율주행 기반 스마트 농기계의 기술수준은 글로벌 농기계 기업에 비해 70% 수준으로 낮게 분석되고 있으며, 친환경 에너지를 활용한 농기계는 아직 연구개발 전 단계에 머물러 있다.

◇ 농기계분야 탄소중립 추진방향

최근 지구촌 곳곳에서 나타나고 있는 기상이변의 주기와 강도가 점점 가속화되고 있어 기후변화가 아닌 기후위기로 받아들여지고 있다. 세계 각국은 2016년 채택한 파리기후변화협약을 통해 2100년까지 지구 평균기온 상승 억제목표를 2°C 이하로 설정하고, 5년마다 온실가스 감축목표치를 상향조정하기로 했다.

우리나라는 지난해 탄소중립선언 후 ‘2030 국가 온실가스 감축목표’ 및 ‘2050 장기 저탄소 발전전략’을 UN에 제출하고 전 산업분야에 대해 강력한 탄소중립(Net-Zero) 정책를 견지해 나가기로 했다. 농업 분야 온실가스 발생량은 국가 전체의 4% 수준으로, 농기계 연소시 발생하는 양도 무시할 수 없는 수준이다. 이에 따라 농식품부는 농기자재·에너지 고투입 농업에 따른 환경부담 완화 등을 위해 ‘농업분야 탄소중립((Net-Zero) 추진전략’을 수립하고, 향후 ICT 기반 정밀농업, 자원·탄소 순환, 화석연료 최소화, 신재생에너지 적용확대, 기반구축을 통한 친환경 농업육성 등의 제도 마련을 추진할 계획이다.

농기계 분야의 경우에는 국가 온실가스 감축목표 따른 미세먼지 저감대책(국정과제 58), 신기후체제 이행체계 구축(국정과제 61) 수행을 위해 화석연료 사용 최소화를 위한 전기구동·수소 활용 친환경 농기계 개발, 노후농기계 조기폐차 지원사업을 마련하고 사업추진에 힘쓰고 있다.

◇ 친환경 농업기계 개발 추진전략

트랙터로 대표되는 농기계산업은 자본·기술집약적 산업으로 Vehicle 산업과 동일·유사한 기술발전 단계를 거치고 있다. 선진 각국은 이미 ‘탈 내연기관 차량’ 개발보급을 가속화하고 있고, 내연기관에서 하이브리드로, 하이브리드에서 전기·수소차로의 라인업 전환 추세와 맞물려 농기계 분야의 성장 잠재력 또한 충분한 것으로 평가받고 있다.

탄소배출이 없는 친환경농기계 개발을 위해서는 화석연료를 대체할 수 있는 ‘탈 내연기관’ 동력장치가 우선되어야 한다. 내연기관 중심의 농업기계 동력원을 수소, 전기구동 등 친환경 에너지 동력원으로 적용·대체하기 위한 핵심기술개발을 위해 2022년부터 2026년까지 5년간 376억원의 사업비를 투입해 ‘친환경 농업기계 동력원 적용기술 개발’에 나설 예정이다.

전기동력원 적용기술 개발에는 구동모터·배터리 등 전기동력 분야 선행개발기술을 적용하고, 단기에 산업화가 가능한 소형농기계 기술개발을 통해 10마력 이하의 전기동력원으로 작동되는 다목적관리기, 승용정식기 등 15개 기종을 개발할 예정이다. 이렇게 개발된 소형농기계는 2026년부터는 임대용 농기계로 매년 1000대씩 보급하고 전기충전소 설치도 병행 추진하며, 일반 농가의 보급확대를 위해 전기용 농기계 구입시에는 보조지원 방안도 고려하고 있다.

수소연료 활용과 관련해서는 100마력 이상의 대형농기계에 특화된 수소연료전지 동력·발전시스템 적용 및 프레임, 차체 구조변경 등을 통한 범용 플랫폼 개발에 나설 계획이다. 농기계 관련 업체들은 수소연료전지 파워팩을 공급받아 독자적인 차체·새시·전장품 위주로 개발·생산에 나설 수 있을 것이다. 이와 함께 수소충전 인프라 등은 산업부와 연계해 자체 수소 생산 및 충전 가능한 이동식 충전시스템 개발 및 실증에 나설 계획이다.

Vehicle 산업기술 트렌드

◇ 첨단 무인자동화 생산단지 조성

농업인구 감소 및 고령화에 따른 농촌일손부족 문제에 대응하기 위한 디지털뉴딜 과제로 첨단 무인·자동화 기술을 적용한 미래 농업생산 시범단지 조성사업이 2020년부터 2023년까지 총 사업비 400억원이 투입돼 추진되고 있다.

전남 나주시 전라남도농업기술원 부지에 구축 중인 첨단 무인자동화 농업생산 시범단지에는 무인자동화 시스템 구축을 위해 무인·자동화 농작업, 데이터 수집, 실시간 모니터링 등 무인 농업생산에 필요한 인공지능(AI)·빅데이터 기반의 통합관제 플랫폼 기술적용이 이뤄질 예정이다. 또한 첨단 농기계 보관·점검·수리 등의 운영을 위한 시설과 농기계 통합제어실이 설치되고, 자율주행 농기계 제어·관리를 위한 시스템이 구축될 예정이다. 이와 함께 사물인터넷(IoT) 기술이 적용된 첨단농기계 운영에 적합한 미래형 농경지 조성 및 자동관수·배수 시스템이 설치된다.

시범단지는 관제센터(1500㎡), 농기계창고(2300㎡), 육묘장(1460㎡)이 들어서고, 논 2.5㏊, 밭 1.1㏊의 실증단지에서 쌀 및 콩·보리 등의 작물을 무인자동화로 생산하게 된다. 이미 지난해부터 기본설계와 실시설계를 끝냈으며, 단지조성 사업을 거쳐 2023년 하반기에는 시범운영에 들어갈 계획으로 있다.

◇ 노후농기계 미세먼지 저감대책

환경부 자료에 따르면 트랙터·콤바인 등의 내연기관 농기계의 대기오염물질 배출량은 연간 약 3만톤이 발생하고 있다. 지난 2019년 ‘미세먼지특별대책위원회’에서 경유사용 농기계를 미세먼지 대책 중점 추진계획에 포함시키면서 올해 시범사업으로 243억원의 총사업비가 투입되는 ‘노후농기계 조기폐차지원사업’이 진행되고 있다.

이번 시범사업에는 2012년 이전 생산된 경유사용 트랙터·콤바인 3200대에 대해 규격·내용년수에 따라 트랙터는 131만원~2249만원, 콤바인은 100만원~1310만원을 차등지원하게 된다.

농식품부는 2021년과 2022년에는 시범사업으로 추진할 계획이며, 올해 노후농기계 조기폐차 지원으로 미세먼지 감축량 및 사업목표 마련을 위한 연구용역 결과를 반영해 2022년 예비타당성 조사를 거치면 2023년부터 2026년까지 본 사업을 추진해 누적사업량 3만2250대를 조기폐차할 수 있을 것이다.

◇ 농기계산업의 경쟁력 제고방안

미래 농업은 데이터와 디지털에 기반한 정밀농업으로 구현될 수 있다. 정밀농업은 많은 양의 데이터가 상호 연결되어야만 가능하다. 데이터 처리가 가능한 농업기계가 상용화되기 위해서는 자동화·로봇화 등의 첨단 ICT 기술이 접목된 모듈화 기술, 디지털 요소기술 등이 원활하게 탑재·운영될 수 있도록 전기·전자장비의 적극적인 활용과 응용이 필수적이다. 또한 온실가스 배출을 줄여야 하는 세계적인 흐름을 감안할 때 내연기관을 사용하지 않는 전기·수소농기계 등의 친환경농기계의 개발과 보급은 불가피한 추세이다. 다행히 국내환경은 5G 등 ICT 디지털 기술, 수소연료전지, 전기동력의 핵심부품인 구동모터, 배터리, 통합전력제어장치 등의 기반기술이 충분히 확보되어 있기 때문에 농기계 접목을 통한 기술고도화가 충분히 가능할 것으로 생각된다. 이에 발맞춰 농식품부도 우리 농업의 후방산업인 농기계산업이 미래경쟁력을 갖출 수 있도록 첨단 무인자동화기술, 친환경농기계의 기반기술 구축 및 산업화 지원에 힘쓰겠다.

첨단 무인자동화 생산단지 조감도

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