전 세계적으로 에너지 수급 불안정과 이상고온 현상이 반복되면서 농업 현장의 냉방 부담이 갈수록 커지고 있다. 특히 본격적으로 기온이 오르는 5월부터는 온실과 축사 내부 온도가 급상승해 작물과 가축의 생육에 치명적인 영향을 줄 수 있다.
농촌진흥청은 이 같은 여름철 고온 피해를 예방하고 에너지 비용을 줄이기 위해 ‘농업시설 냉방 기술’ 12가지를 선정해 소개했다. 이 기술들은 온실 내 온도가 올라가면 작물의 광합성이 저하되고 호흡 과다·수분 스트레스 등으로 수정 불량과 조기 노화가 발생해 생산량 감소로 이어지는 문제를 해결하기 위해 마련됐다.
대표적인 기술 중 하나인 ‘딸기 부분냉난방’은 7~8월에 작물의 온도 민감 부위인 관부(줄기와 뿌리 경계 부위)를 집중적으로 냉방해 일평균 19~24℃를 유지해 준다. 이 기술을 적용하면 같은 기간 무처리 대비 수량이 평균 25% 증가하는 효과가 확인됐다. ‘고효율 양액 냉각기’는 소형 탱크를 우선 냉각해 기존보다 50% 용량의 냉각기로도 정밀한 양액 온도 조절이 가능하며, 상추 재배 시 뿌리 활력을 70% 높이고 수확량을 40% 늘리는 성과를 거뒀다.
에너지 관리 측면에서는 ‘에너지모니터링 시스템(젬스)’이 주목된다. 이 시스템은 온실 내 환경 설비별 에너지 소비량을 실시간으로 모니터링하고 분석해 에너지 소비 현황 정보를 제공함으로써 비용을 10% 절감할 수 있도록 돕는다. ‘공기열 히트펌프’는 외부 공기로부터 열에너지를 흡수하거나 방출해 냉방수나 냉풍을 생산하는데, 디젤 방식보다 약 50% 비용이 적게 들고 여름딸기 뿌리·관부 온도를 2~5℃ 낮춰 수량을 최대 30%까지 늘린다.
지하수나 지열을 활용하는 ‘지열 히트펌프’는 연중 15℃ 내외로 유지되는 지하수의 열을 이용해 냉방에 활용한다. 이 시스템은 화석연료 시스템보다 운영비를 50% 이상 절감하고 에너지 사용량도 25.5% 줄일 수 있다. 온실 내 기류 조절을 위한 ‘수직 확산형 순환팬’은 작물 군락에 적정한 기류를 형성해 자연환기 대비 4.5℃, 관행 수평형 순환팬 대비 2℃ 낮은 온도를 유지하며 고온기 토마토 생산량을 7% 증가시킨다.
‘풍향 가변형 공기순환팬’은 운용 목적에 따라 팬 방향을 자동으로 바꿀 수 있어 고온기 상방향 순환팬과 환기팬을 함께 운용하면 온실 내 온도가 최대 6.4℃까지 떨어진다. ‘외부 차광’은 온실 피복재 위에 약 50~60cm 거리를 두고 차광막을 설치하는 방식으로, 7~8월 가장 더운 낮 시간(11~16시)에 외부 기온 대비 최대 9.2℃ 하락 효과가 있다. ‘포그 냉방’은 미세 물 입자를 분무해 주변 공기의 열을 흡수하는 증발냉각 원리를 이용하며, 차광(차광률 35%)한 온실에서 기온이 38℃일 때 포그 냉방만으로 차광 없이 32℃ 이하를 유지할 수 있다.
‘온실 차광 도포제’는 온실 외부에 뿌려 도막을 형성, 내부로 유입되는 일사량을 줄여 온실 내 기온을 2~3℃, 잎 표면 온도를 1.1~1.4℃ 낮춘다. 축사 관련 기술로는 ‘냉난방 부하 자가 진단 기술’이 있다. 이 기술은 무창 육계사의 지역, 건물 배치 방향, 시설 규격, 단열 특성을 반영해 에너지 부하를 자가 진단하는 웹 기반 서비스로, 에너지 효율적인 이용으로 2% 절감 시 6.4억 원, 5% 절감 시 16억 원의 경제적 효과가 기대된다. ‘음용수 냉각 시스템’은 저온의 음용수를 공급해 더위 스트레스를 경감시키는 사양관리 방법으로, 고온기 육계사에 적용 시 관행 대비 폐사율이 84% 감소하고 4주간 체중이 359g/수 증가했다.
농촌진흥청은 이들 기술을 한눈에 볼 수 있는 소책자를 제작해 전국 시군농업기술센터에 배포했다. 소책자는 농촌진흥청 농사로(nongsaro.go.kr)와 농업과학도서관(lib.rda.go.kr)에서도 전자 문서로 확인할 수 있다. 농촌진흥청은 고온기 온실·축사 온도 관리와 관련한 현장 맞춤형 냉방 에너지 기술 지원을 지속할 방침이다.
농촌진흥청 스마트팜개발과 이시영 과장은 “농가에서는 현장 여건에 맞는 최적의 냉방 기술을 선택해 고온기 피해를 예방하고 농가 경영비를 절감하길 바란다”며 “앞으로도 기후변화와 에너지 위기에 대응하는 스마트농업 기술 개발·보급에 최선을 다하겠다”고 밝혔다.
