스마트팜 - 왜 다른 길을 가야하는가(3) ; 성패의 갈림길-초기 투자비, 전력비, 그리고 수익성

이 자료는 7회에 걸쳐 정부의 스마트팜 계획과 이에 따른 문제점 그리고 해결을 위한 방안과  플랜을 게개합니다.

관심있는 분들의 구독을 부탁드리며 여러분에게 소개도 부탁합니다.

1회: 스마트팜 - 왜 다른 길을 가야하는가(1) ; 정부의 스마트팜 5개년 계획

2회:스마트팜 - 왜 다른 길을 가야하는가(2) ; 미국과 유럽의 실패 사례

3회:스마트팜 - 왜 다른 길을 가야하는가(3) ; 성패의 갈림길-초기 투자비, 전력비,그리고 수익성

4회:스마트팜 - 왜 다른 길을 가야하는가(4) : 대안은 무엇인가?

5회-7회 : 대안에 대한 설명으로 이어지겠습니다.

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(다층 LED 재배에서 전력비는 얼마나 무거운가)

스마트팜의 성패를 가르는 요소는 여러 가지가 있다.

기술, 자동화 수준, 데이터 활용, 유통 구조까지 모두 중요하다.  그러나 그 이전에 반드시 짚고 넘어가야 할 것이 있다.

운영비 구조, 그중에서도 ‘전력비’다.

특히  다층 구조의 LED 기반 재배 시스템에서는 전력비가 단순한 비용 항목이 아니라 수익성을 좌우하는 핵심 변수로 작용한다.

 1. 다층 재배는 왜 LED 전력 의존도가 높은가

다층(수직) 재배는 구조적으로 태양광 활용이 어렵다. 층이 늘어날수록 상부의 빛이 하부로 전달되지 않기 때문이다. 이로 인해 광합성에 필요한 빛을  LED 인공광으로 전량 대체한다.

여러 국제 연구와 리뷰 논문에 따르면, 수직농장(Vertical Farm)에서 LED 조명은 전체 에너지 사용의 약 40~80%를 차지하는 것으로 보고된다¹.

이는 냉난방·환기·양액 순환·제어 시스템을 모두 포함한 수치이며, 그중에서도 조명(LED)이 단일 항목으로 가장 큰 비중을 차지한다는 점이 공통된 결론이다.

 2. 상추 기준, LED 전력 소요량은 어느 정도인가

엽채류(상추, 로메인, 바질 등)를 대상으로 한 다수의 연구에서는  상추 1kg을 생산하는 데 필요한 전력 소요량을 약 10~18 kWh/kg 범위로 제시한다².

이 수치는    재배 밀도/  광량(DLI) 설정/  점등 시간/  품종/ 시 설 효율에 따라 달라질 수 있지만, 학계에서 반복적으로 인용되는 ‘보수적~중간 범위에 해당한다.

3. 국내 농사용 전기요금으로 환산하면 얼마인가

이제 이 전력 소요량을 우리나라 농가가 실제 적용받는 농사용 전기요금에 대입해 보자.

한국전력공사 요금표에 따르면 농사용 전력의 전력량요금은 대략  66~69원/kWh 수준이다³   (계절·전압별 차이 존재).

이를 상추 1kg 기준으로 환산하면 다음과 같다.

* 10 kWh × 66원 ≈   약 660원/kg

* 18 kWh × 69원 ≈  약 1,235원/kg

이는  냉난방비를 제외하고, LED 조명에 사용된 전력량요금만을 반영한 값이다. 기본요금, 부가세, 전력산업기반기금은 포함하지 않았다.

 4. 출하가 대비 전력비 비중은 어느 정도인가?

상추 가격은 계절·연도·산지에 따라 변동 폭이 매우 크다. 다만 장기적으로 보면  농가 평균 출하가는 kg당 약 2,000원 내외로 인식되는 경우가 많다⁴.

이 평균값을 기준으로 단순 비교하면,

* 전력비 660원 → 출하가의 약 33%

* 전력비 1,235원 → 출하가의 약 62%

즉, 냉난방비를 제외하더라도  LED 조명 전력비만으로 출하가의 1/3~2/3가 소요될 수 있는 구조가 된다.

여기에 냉난방, 환기, 순환펌프, 제어장치 전력, 그리고 기본요금까지 포함되면  에너지 관련 비용 비중은 더 커질 수밖에 없다.

 5. 이 수치가 의미하는 것

이 글의 목적은 “LED 다층 재배는 무조건 실패한다”는 주장을 하려는 것이 아니다.

다만 분명한 사실은 이것이다.

> 다층 LED 재배는

> ‘설비비 이전에 운영 전력비 구조 자체가

> 수익성을 강하게 압박하는 모델’이라는 점이다.

따라서 이 방식의 스마트팜을 검토할 때는

 기술의 정교함보다, 자동화 수준보다, 생산량 증가보다 전력비가 출하가에서 차지하는 비중을 먼저 계산해야 한다.

이 계산 없이 진행되는 확장은  이미 해외와 국내에서 반복적으로 실패를 경험했다.

 

▶ ▶ ▶그러면  “전력비 부담을 구조적으로 낮출 방법은 없는가?”

다음 회부터 살펴보고자 한다.

# 각주 (주석)

1. Benke, K., & Tomkins, B. (2017). *Future food-production systems: vertical farming and controlled-environment agriculture*. **Sustainability Science**, 12, 1–13.

                                       * 다수의 후속 리뷰 논문에서 LED 조명이 에너지 소비의 40~80% 차지함을 재확인.

2. Graamans et al. (2018), Al-Kodmany (2018), 최신 리뷰 논문 종합

                                      → 엽채류 기준 **10~18 kWh/kg** 범위 반복 제시.

3. 한국전력공사, 「전기요금표 – 농사용전력」

                                       농사용(을) 저압·고압 전력량요금 기준(2024~2025년).

4. 농촌진흥청·농산물유통정보(KAMIS) 장기 가격 자료 종합

                                      → 연도별 편차 크므로 **‘평균 체감 출하가’ 개념으로만 사용**.

📌 현재 태양광 기반 회전형 스마트팜 프로젝트를 준비 중입니다.
이 사업을 1년간 파일럿으로 검증하려는 과정을 준비하고 있습니다.

관심 있는 분은 관련 글을 이어서 참고해 주세요.