농촌진흥청은 농촌의 발전을 위한 시험·연구개발 및 보급, 농식품산업 연구지원 및 농업인의 지도·양성과 농촌지도자의 훈련에 관한 업무를 담당하기 위해 설치된 기관이다.
본청 348명 외에 △국립농업과학원 △국립식량과학원 △국립원예특작과학원 △국립축산과학원 △농촌인적자원개발센터 등 5개 소속기관에 1,564명 등 총 1,912명 및 산하 공공기관인 농업기술실용화재단에 215명의 전문인력이 각 분야별 연구개발 및 보급·지원 등의 업무를 수행하고 있다.
특히 농업분야에서 발생하는 에너지부문 및 비에너지부문의 온실가스를 저감하고 탄소중립을 위한 다양한 연구개발·보급 및 정책지원 업무를 수행하고 있다.
농업에너지 이용효율 증대에도 역량을 집중해 온실, 축사, 버섯재배사 등에 적용가능한 태양광‧풍력 등 신재생에너지를 활용한 복합열원 이용 모델의 실증연구를 추진했으며 그린수소를 다양한 농업시설에 접목할 수 있는 기반을 닦아왔다.
농촌환경 개선 및 재생에너지 활용확대를 위한 ‘그린수소 기반 농업시설 에너지 공급시스템 개발 및 실증사업’의 총괄책임자인 윤남규 농진청 디지털농업팀장을 만나 농업분야 탄소중립과 이를 위한 연료전지의 적용가능성에 대해 이야기를 들었다.
■ 농업분야 에너지 사용현황은농림어업부문의 에너지소비량(2019년 에너지통계연보, 산업통상자원부)은 2018년 기준 271만2,000toe로 산업부문 전체소비량의 약 1.9%, 국가 전체소비량의 약 1.2%를 차지하고 있다. 농업분야의 주요 에너지수요는 농기계 운전, 농업시설의 냉난방 및 설비 구동, 농산물의 건조·
저장·가공 등으로 주로 석유류 및 전력을 통해 공급되고 있는 상황이다.
농식품부와 농진청은 농업분야 에너지이용 효율화 및 신재생에너지 활용 기술개발 강화를 통해 정부의 ‘2050 탄소중립’선언이행을 위해 노력하고 있다. 이를 위해 △영농형 태양광 표준모델 개발 △수소에너지 농업 응용기술 △농업부산물 활용수소생산 및 에너지화 기술 △발전 및 산업폐열의 농업적 이용 등 농업분야 신재생에너지 이용확대를 위한 기술개발을 더욱 강화할 계획이다.
국내 시설원예 가온면적은 2005년 1만2,700ha에서 2018년 1만7,400ha로 증가세를 보이고 있다. 시설원예 농가의 경영비 중 난방비가 차지하는 비중은 30~40% 정도로 네덜란드의 10~20%에 비해 여전히 높은 비중을 차지하고 있어 농가경영 개선과 국내 시설원예산업의 경쟁력 향상을 위해서는 에너지소비량 절감기술개발이 필요한 상황이다.
■ 사업개요와 목표는
‘그린수소 기반 농업시설 에너지 공급시스템 개발 및 실증’은 농촌환경 개선 및 재생에너지 활용확대를 위해 농업부산물을 이용한 수소 생산기술을 개발하고 미래 청정에너지인 그린수소 에너지의 농업적용 모델을 개발하는 사업이다.
사업목표는 △농업부산물을 이용한 수소생산 기술 개발 △온실용 수소연료전지 3중 열병합시스템 개발 및 농업적용 기준설정 △농촌형 에너지그리드 모델 개발 및 적용 방안도출 등이 포함됐다.
사업은 총 8개의 주관과제로 구성됐으며 목적에 따라 크게 4개 분야로 설명할 수 있다.
‘재생에너지 연계 농업부산물 이용 수소생산 그린화 기술연구’는 폐양액, 가축분뇨 등 농업부산물을 이용해 수소를 생산하는 기술을 개발한다. 이는 농촌의 환경개선과 친환경에너지원의 개발이라는 두 개의 큰 목표를 가지고 있는 만큼 지속적인 연구개발 투자로 실용적 기술이 개발될 수 있도록 지원할 계획이다.
‘수소 연료전지 3중 열병합기술 농업적용 연구’는 농업분야에서 에너지소비량이 많은 부문인 온실에 적용하기 위한 수소연료전지 3중 열병합시스템을 개발 및 실증한다. 수소연료전지를 통해 전력을 생산·공급하고 이때 발생하는 열을 난방 및 흡수식 냉방에 활용하는 온실용 에너지공급시스템과 스마트 제어시스템을 개발, 온실에서 재배실증을 통해 성능을 평가·검증한다.
‘농촌형 마이크로그리드 모델 개발’은 농촌마을 혹은 농업시설단지 등에 적용할 수 있는 에너지그리드 모델을 개발하고 실증을 통해 적용성을 평가한다. 농촌마을 혹은 농업시설단지의 스마트 에너지그리드와 에너지자립화를 위한 중요한 기술적 기준을 제시할 것으로 기대한다.
‘수소에너지 농업현장 활용 실증 및 적용 확대’는 수소에너지를 농업현장에 적용하기 위한 법·제도, 안전기준, 기반조성 등의 기술적·제도적 기준과 농업분야 에너지이용현황 조사를 통한 저탄소 에너지전환 방안을 제시하는 것이다.
■ 농업의 연료전지 활용잠재력은
연료전지는 열병합시스템을 통한 온실 등 농업생산시설의 냉난방 및 전력공급, 수소 트랙터, 수소 드론 등 친환경 농기계분야에 활용잠재력이 높은 것으로 판단된다.
하지만 농업은 자동차, 전자제품 등 제조업에 비해 생산물의 부가가치가 낮으므로 실제 현장적용을 위해서는 타 산업보다 오랜 시간과 투자가 필요하고 경제성 확보를 위한 기술개발이 필요하다.
특히 스마트팜분야에서는 에너지자립화, 스마트에너지가 중요한 기술개발 목표 중 하나다. 이를 위해 데이터를 활용한 온실·축사의 스마트 에너지관리 기술개발 연구를 올해부터 본격적으로 시작했다.
도시, 산업 및 건물분야에서 적용하는 BES, AMI(Advanced Metering Infrastructure), 스마트 그리드 등을 이용한 스마트에너지 기술을 농업분야에 적용하기 위한 융·복합 기술을 개발중이다.
현재 스마트팜의 신재생에너지 적용은 지열 냉난방, 펠릿난방기 등 미미한 수준이며 향후 태양광, 지열, 수소연료전지, 바이오에너지 등 신재생에너지의 복합적용과 이를 통한 에너지자립화를 확대할 계획이다. 농업시설 적용의 용이성 측면에서 볼 때 도입비용 등의 경제성이 확보된다면 연료전지의 비중은 더 커질 수 있을 것으로 기대된다.
■ 농업분야 에너지 연구계획은
그린수소 등 미래청정에너지의 농업적용을 위한 지속적 연구와 함께 농업시설 에너지절감을 위한 스마트에너지 기술, 농업부산물 이용 바이오에너지 기술, 친환경 농업기계 기술 등 농업분야의 탄소중립을 위한 신재생에너지 활용기술 개발을 지속적으로 강화·확대할 계획이다.
■ 농업분야 에너지 사용현황은
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