스마트농업의 글로벌 동향(1): 기술 현황, 성공 사례, 미래 전망 및 국제 협력 분석

I. 서론: 스마트농업의 부상과 중요성

스마트농업은 정보통신기술(ICT)을 활용하여 작물의 생육 환경을 원격으로, 그리고 자동으로 관리하는 과학 기반의 농업 방식이다. 이는 시간과 공간의 제약 없이 농업 생산성을 극대화하고 노동 시간을 줄이며, 빅데이터 기술과 결합하여 최적화된 생산 및 관리 의사결정을 가능하게 한다. 스마트농업의 핵심 기술 요소로는 지능형 농기계 및 로봇, 드론이 농작업과 농장 관리를 담당하고, 인공지능(AI) 기반 빅데이터 분석이 의사결정을 지원하며 데이터 농업 시대를 본격화한다. 또한, 센싱 기술을 통해 시간대별 작물의 생육 상태를 측정하여 농산물 생산 이력에 활용하고, 클라우드 기반 ICT 시스템이 농업의 디지털화를 가능하게 한다.  

현재 글로벌 농업은 기후 변화, 토양 염분화, 물 부족 등 심각한 환경 문제에 직면해 있으며, 숙련된 농업 인구의 감소와 고령화 또한 농업의 지속 가능성을 위협하고 있다. 이러한 도전 과제에 대응하기 위해 스마트농업은 필수적인 해결책으로 부상하고 있다. 스마트농업 기술은 농작물의 생산성을 높이고 자원 사용을 최적화하며, 기후 변화에 능동적으로 대응하여 식량 안보를 강화하는 데 중요한 역할을 수행한다. 자동화된 시스템은 노동력 부족 문제를 완화하고, 정밀한 데이터 분석은 농작물의 품질을 향상시키며, 이는 소비자에게 안전하고 신선한 농산물을 제공하고 농가에는 더 높은 수익을 가져다줄 것으로 기대된다.  

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II. 주요 국가별 스마트농업 기술 현황 및 정책 동향

각국은 자국의 농업 구조와 특성에 맞춰 스마트농업을 적극적으로 추진하고 있으며, 이는 기술 개발 및 정책 지원을 통해 가속화되고 있다.

미국: 대규모 노지 정밀농업 및 데이터 비즈니스

미국은 광대한 영농 규모를 바탕으로 노지 분야의 정밀농업과 데이터 비즈니스를 활성화하고 있다. 특히 동남부 지역에서는 목화, 옥수수, 대두 등 주요 작물 재배에 첨단 스마트농업 기술이 확산되고 있다. GPS 기반 자동화 시스템은 농업 기계의 움직임을 정밀하게 조율하여 작업 시간을 단축하고 투입 비용을 절감하는 데 기여하며, 2019년 기준 미국 목화 재배 면적의 64.5%, 수수 재배 면적의 72.9%에 이 시스템이 도입되었다. 또한, 비료와 살충제 사용을 최적화하는 가변율 기술(VRT)은 남부 목화 농장의 약 23%에 적용되어 비용 절감과 환경 보존에 기여하고 있다. 드론 및 위성 기술은 농작물 상태를 실시간으로 모니터링하고 토양 및 물 관리 상태를 정밀하게 분석하는 데 활용된다. 미국 농무부(USDA)는 2023년에만 약 3억 달러를 스마트농업 기술 개발과 지속 가능성 연구에 투자하며 확산을 지원하고 있다. 2020년에 수립된 ‘농업혁신어젠다(AIA)’는 민관의 농업 기술 연구, 사업화, 데이터 활용을 촉진하는 공통 목표를 제시한다.  

네덜란드: 시설원예 중심의 환경 제어 및 최적화

네덜란드는 작은 국토 면적, 부족한 일조량, 노지 재배에 불리한 낮은 기온에도 불구하고 세계 2위의 농산물 수출국으로 자리매김했다. 이는 최첨단 환경제어장치를 활용한 시설원예 중심의 스마트농업 덕분이다. 유리온실의 규모화, 집단화, 첨단화를 통해 토마토, 파프리카, 오이 등 고소득 작물의 단위 면적당 세계 최고 수확량을 달성하고 있다 (예: 토마토 80kg/m2). 인공지능(AI)과 빅데이터는 작물의 성장 상태와 수확량을 예측하고 최적화하는 데 적용되며, 로봇을 이용한 수확 자동화 기술(예: 파프리카 수확 로봇 ‘스위퍼’)도 개발되었다.  

지속 가능성은 네덜란드 스마트농업의 핵심 가치로, 20년 전부터 “절반의 자원을 활용하여, 두 배의 식량을 생산한다”는 슬로건 아래 노력해왔다. 2000년 이후 물 의존도를 최대 90%, 화학 살충제 사용을 97%, 가축 항생제 사용을 60%까지 줄이는 성과를 보였다. 화석 연료 사용을 지양하고 지열, 태양광 등 재생 에너지를 이용한 난방도 증가 추세이다. 바헤닝언 농업대학 연구소와 식품 클러스터를 중심으로 기업-대학-정부의 ‘산-학-관’ 협력 체계(푸드밸리)를 구축하여 시너지 효과를 창출하고 있다.  

일본: 로봇 및 ICT 활용 목표, 데이터 연계 플랫폼(WAGRI), 식물공장 육성

일본 정부는 2025년까지 농업 종사자 대부분이 스마트농업을 실천하는 것을 목표로 하고 있으며, 2020년까지 농기계의 완전 무인 운행 실현을 목표로 한다. 2019년부터 ‘스마트농업 실증 농장’ 69개소를 정비하고 62억 엔을 투자하여 대규모 실증 시험을 전개하고 있다. ‘미래투자전략 2018’에서는 농업 전반에 ICT 기기를 도입하고, 센서 데이터와 빅데이터 분석을 통해 재배 관리를 최적화하며, 숙련자의 노하우를 AI로 형식지화하고, 로봇 기술로 작업을 무인화하여 노동력을 절감하는 것을 핵심 과제로 삼고 있다.  

일본의 농업 데이터 연계 기반인 ‘WAGRI’는 농지, 농약, 비료, 기상, 품종, 토양 등 다양한 농업 관련 데이터를 통합하고 공유하는 플랫폼으로, 농민과 기업이 데이터를 활용하여 생산성 향상 및 경영 개선을 도모할 수 있도록 지원한다. 후지쯔의 ‘AKISAI’는 생산 관리뿐만 아니라 경영 및 판매 관리까지 가능한 농업 클라우드 솔루션이며 , 구보다의 ‘KSAS’는 벼농사 중심의 영농 클라우드 솔루션으로 수확량, 생육 정보 등을 수집하여 자동 제어 및 기록 기능을 제공한다. 식물 공장은 고령화와 기후 변화에 대응하는 해결책으로 주목받으며, 태양광형과 인공광형으로 나뉘어 다양한 산업 분야(식품 가공, 유통, IT, 제약 등)에서 참여하여 지속 가능한 개발 목표(SDGs) 달성에도 기여하고 있다. 일본은 고품질 농산물 수출 확대와 농기계 자율 운행 기술의 아시아 시장 수출을 목표로 한다.  

중국: IT 대기업 주도의 디지털 전환

중국은 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 클라우드 컴퓨팅, 5G 등 차세대 IT 기술을 전통 농업과 융합하여 스마트 농업 시스템 구축에 속도를 내고 있다. 2024년 중국 스마트 농업 시장 규모는 약 1,050억 위안으로 집계되며, 2025년에는 1,200억 위안에 이를 것으로 전망된다. 디지털 플랫폼 서비스(36%)와 스마트 재배(31%)가 가장 큰 비중을 차지하며, 농약 살포용 드론(20%), 스마트 사육(12%), 농기계 자율주행(1%) 등 다양한 분야로 활용 기술이 확대되고 있다.  

DJI Agriculture는 전 세계 농업용 드론 시장의 70% 이상을 점유하고 있으며, 화웨이는 ‘디지털 농업 클라우드 플랫폼’을 통해 물 사용량을 40% 절감하는 성과를 보였다. 알리바바 클라우드는 ‘농업·농촌 빅데이터 플랫폼’을 구축하여 전국 2,000여 개 현의 농산물 생산 및 유통 데이터를 통합 관리한다. JD닷컴은 ‘농장에서 식탁까지’ 추적 가능한 농산물 유통 시스템을 구축하여 이력 관리를 강화했다. 중국 정부는 ‘전국 스마트 농업 행동 계획 (2024-2028)’, ‘디지털 농촌 건설 가이드라인 2.0’ 등 강력한 정책을 통해 스마트 농업을 국가 전략 산업으로 육성하고 있다.  

이스라엘: 독자적인 절수 기술(점적관개), 농업-IT 융합, 낙농업 혁신

이스라엘은 건조한 기후와 사막 지형이라는 불리한 환경에도 불구하고 농업과 컴퓨터 산업의 융합을 통해 혁신적인 스마트농업 기술을 발전시켰다. 특히 독자적인 절수 기술인 점적관개체계는 스프링클러 대비 절반의 물로 관개가 가능하며, 막힘이 없는 파이프 소재나 여과 장치는 이스라엘 기술의 독무대이다. 온실에 설치된 엽면 센서는 온도, 습도, 작물 잎의 수분 정도까지 24시간 감지하여 질병 예방을 가능하게 하며, 이를 통해 농약 살포량을 70% 이상 줄이는 데 성공했다.  

낙농업 분야에서도 젖소의 발에 센서를 부착하여 발정을 자동으로 감지하는 생력 기술이 실용화되었으며, 젖소 한 마리당 11,000kg이라는 세계 최고 수준의 비유량을 자랑한다. 이스라엘은 400개 이상의 농업 기술 스타트업을 보유하고 있으며, 3년에 한 번 대규모 국제 농업 기술 전시회인 ‘애그리테크’를 개최하여 기술 교류를 활성화하고 있다. 공동 농장인 ‘기브츠’는 세계 각국에서 귀국한 유태인들의 높은 기술과 지식이 농업 경영에 접목되면서 농업 기술 발전에 기여했다.  

독일: 축산·낙농 중심의 자동화 및 동물 복지

독일은 축산 및 낙농 분야에서 뛰어난 스마트 ICT 기술을 보유하고 있다. 특히 양돈, 사료, 도축 및 농장 관리 솔루션이 강점이다. 로봇 착유 시스템과 자동 급이 시스템은 정밀 급이와 로봇 기술을 결합하여 효율적인 사료 급여를 제공한다. 자율 주행 첨단 트랙터, 착유 로봇, 사료 공급기는 이미 많은 독일 농부들에게 표준 장비로 자리 잡았다. 독일 농민들에게 스마트 농업은 효율적이고 자원 절약형 농업을 가능하게 하는 디지털 기술이며, 독일 농업의 미래로 인식된다.  

독일의 축산 정책은 동물 복지를 최우선 과제로 삼고 있으며, 유럽연합(EU) 내에서도 높은 동물 복지 기준을 적용하고 관련 정책을 강화하고 있다. 특히 분뇨 관리, 암모니아 배출 저감, 사료 효율성 향상과 관련된 정책을 추진하며, 농축산 비료 사용 규제를 강화하여 질소 과잉 및 수질 오염을 줄이고 있다. 또한 축산 분뇨의 효율적 관리 및 이용을 위한 규정을 강화하고 있다.  

프랑스: 어그테크 활성화 노력과 이력 관리 시스템

프랑스의 스마트팜 발전 현황은 현재 미국이나 다른 유럽 국가에 비해 미비한 수준이다. 그러나 농업 IT 기술에 대한 관심이 증가하고 있으며, 어그테크(AgTech) 활성화를 위한 노력이 이루어지고 있다. 프랑스는 농민 수가 점차 줄어드는 추세에 있다.  

프랑스는 가축 개체 식별의 필요성을 규정한 축산진흥법(1966년)과 동물식별법(1969년)을 제정하며 일찍이 이력 관리 시스템을 도입했다. 1998년부터 농장에서 도축까지 이력 제도를 의무화했으며, 2000년 7월부터 유통 단계까지, 2005년 1월부터는 유통되는 식품과 사료에 대한 이력 제도를 도입했다. 하지만 스마트 농업을 위한 지리정보 활용에 있어서 응용 소프트웨어의 높은 해외 의존율과 비즈니스 차원에서의 개발 업체 부재가 한계점으로 지적된다.  

대한민국: 스마트팜 혁신밸리, R&D 투자, 인력 양성 및 정책적 보급 현황

대한민국은 기후 변화, 경지 면적 감소, 농가 인구 감소 및 고령화 등 농업이 직면한 과제를 극복하기 위해 스마트농업을 미래 성장 산업으로 육성하고 있다. 정부는 스마트팜을 8대 혁신 과제로 선정하고, 2027년까지 스마트농업 기술 보급률을 30%로 끌어올리는 것을 목표로 한다. 2021년까지 시설원예 6,485ha, 축산 4,743호에 스마트팜이 보급되었으며, 도입 농가는 고품질 생산량 35.9%, 농업 소득 36.9% 증가, 자가 노동 시간 9.8% 감소 등의 효과를 보였다.  

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주요 국가별 스마트농업 기술 및 정책 비교

구분	미국	네덜란드	일본	중국	이스라엘	독일	프랑스	대한민국
주요 농업 특성	대규모 노지 농업	고밀도 시설원예	고령화, 소규모 농지	대규모 농경지, 급속 성장	건조 기후, 물 부족	축산·낙농 중심	농민 수 감소	소규모, 고령화, 기후 변화
핵심 기술 분야	정밀 농업, 데이터 비즈니스, 자율 농기계	복합 환경 제어, 자동화 로봇, 생물학적 방제	로봇 농기계, 식물 공장, 데이터 플랫폼	농업용 드론, 빅데이터, AI, IoT	점적관개, 농업-IT 융합, 센싱 기술	로봇 착유/급이, 분뇨/암모니아 관리	이력 관리 시스템, 어그테크	ICT 융합, 빅데이터, AI, 로봇, 수직농장
주요 정책 목표	생산성 증대, 자원 효율, 지속 가능성, 노동력 부족 해소	기후 중립, 자원 효율, 고부가가치 작물 생산	노동력 절감, 생산 비용 절감, 고품질 농산물 수출	농업 전 과정 디지털 전환, 식량 안보 강화	생산성 향상, 물 효율 증대, 기술 수출	동물 복지, 환경 보호, 자원 효율	농업 IT 관심 증대, 이력 관리	농업 혁신, 식량 안보, 청년 유입, 수출 확대
정부 지원	USDA 투자, AIA (농업혁신어젠다)	그린딜 정책, 산학관 협력(푸드밸리)	스마트농업 실증 농장, WAGRI(데이터 연계)	국가 전략 산업 육성, 대규모 투자, 시범 사업	친환경 에너지 전환, 보조금, 국제 협력	동물 복지 정책, 비료 사용 규제	이력 관리 제도화	스마트팜 혁신밸리, R&D 투자, 스마트농업법 제정
성공 사례/기업	존 디어, 클라이밋 코퍼레이션, 팜로그, 에어로팜, 플랜티	프리바, 호우헨도우른, 렐리, 코퍼트, 플랜트랩	후지쯔 AKISAI, 구보다 KSAS, SPREAD(식물공장)	DJI Agriculture, 화웨이, 알리바바 클라우드, JD닷컴	네타핌, MetoMotion, 우보시스템	로봇 착유/급이 시스템, 자율주행 트랙터	(특정 기업 미언급)	드림팜, 우듬지팜, 그린랩스, 팜에이트
특징/강점	광범위한 데이터 활용, 대규모 농장 자동화	고도화된 온실 기술, 친환경 농업 선도, 강력한 산학연계	완전 무인 농기계 목표, 데이터 공유 생태계, 식물 공장 발전	IT 대기업 주도 성장, 정부의 강력한 추진력	독보적인 절수 기술, 농업-IT 융합, 스타트업 생태계	축산 자동화, 동물 복지 중시, 환경 규제	가축 이력 관리 선도	인력 양성, 혁신 밸리 조성, 기술 개발 및 보급

스마트팜 확산의 거점인 ‘스마트팜 혁신밸리’ 4개소가 조성되어 청년 창업 보육, 임대형 스마트팜, 기자재 실증 기능을 수행하고 있으며, 지역 특화 임대형 스마트팜도 확대되고 있다. ‘스마트팜 다부처 패키지 혁신기술개발 사업(R&D)’을 통해 2021년부터 2027년까지 3,867억 원을 투자하여 2세대 스마트팜 현장 실증 및 고도화, 3세대 스마트팜 융합·원천 기술 개발에 집중하고 있다. 또한, ‘스마트농업 육성 및 지원에 관한 법률’ 제정을 통해 수직농장의 산업단지 입지 규제 완화, 스마트팜 기자재 부가가치세 환급 등 제도적 기반을 마련하고 있다. 인재 양성을 위해 청년 창업 보육, 영농 정착 지원금, 경영 실습 임대 농장 등을 지원하며, ‘스마트농업관리사’ 자격 제도도 도입될 예정이다.  

그러나 국내 스마트농업은 여전히 초기 구축 비용 부담, 고령 농민의 기술 접근 장벽, 시스템 오류 시의 위험, 유지 관리 비용 등 당면 과제를 안고 있다. 특히 소규모 농가 중심의 생산 구조는 규모의 경제 실현을 어렵게 하며, 데이터 수집 및 분석 활용률이 낮은 점도 개선이 필요한 부분이다.