서 론
재료 및 방법
1. 연구 대상지 개요
2. 스마트축산단지 설계요소
3. 연구방법
결과 및 고찰
1. 대상지 현황조사 및 기초자료 구축
2. 이해관계자 조사 및 현장 수요 분석
3. 재원조달 구조 분석
4. 법·제도 프레임워크 분석
5. 협의체 구성 및 행정절차 모델
6. As-Is와 To-Be 분석 기반 스마트축산단지 개념설계
결 론
서 론
축산업은 국가 식량안보를 지탱하는 핵심 기반산업이자 농촌경제의 지속성을 유지하는 중요한 수단이다. 고밀도·대규모화된 축산업은 축산 악취로 인한 민원 증가, 가축분뇨로 인한 환경문제, 시설 노후화 등 농가 개별의 문제를 넘어 지역사회 전반에 부정적 영향을 미치는 구조적 문제로 확산되고 있다(KREI, 2019b). 특히 전국적으로 20년 이상 경과한 노후축사가 다수 존재하나, 리모델링, 이전, 폐업 등에 대한 제도적 대응은 한계를 보이고 있다. 결과적으로 축산업에 대한 지역사회의 수용성이 낮아지고 있으며 환경부하 저감과 사회적 갈등 해소를 위한 근본적 공간 재설계의 필요성이 대두되고 있다.
해외에서는 축산업의 환경적 부담을 저감하고 지속가능성을 확보하기 위해 집단형 사육방식(단지형 입지계획), 가축분뇨 공동 처리시설(분뇨·악취 저감), 자원순환 연계(에너지화·퇴비화) 등 구조적 접근이 이루어져 왔으며, 동시에 센서 기반 환경관리, 원격·자동 제어, 데이터 분석 기반 생산관리 등 스마트 기술의 적용이 확대되고 있다. 국내에서는 주로 개별 농가 단위의 시설 개선이나 분뇨처리 기술개발에 초점이 맞추어져 왔으며, 가축분뇨 처리시설 건립, 냄새 저감 시설 지원 사업 등이 대표적이다(MAFRA, 2013). 그러나 개별 입지에 따른 관리 한계와 민원 유발이 기존 축산업의 구조적 문제로 지적되어 왔으며, 이에 대한 대응으로 거점지역별 스마트축산단지 조성과 스마트축산 정보통신기술(ICT) 단지 시범사업 및 적용 확대가 제시된 바 있다(KRIHS, 2020). 환경문제는 지역주민의 수용성과 관련된 부분임에도 불구하고, 사회적 소통 구조가 미흡하여 민원이 유발되는 경우가 많았으며, 관련 설문조사를 통해 악취·소음 등 민원 형성 요인이 통계적으로 분석된 바 있다(Han and Hong, 2025). 이와 같이 기존 연구와 정책사업은 주로 개별 축사의 자동화, 분뇨처리시설의 단위공정 개선, 또는 악취저감 장치의 성능평가에 초점을 두어 왔으며, 축사 구조, 환경제어, 분뇨자원화, 에너지 운영, 완충녹지, 데이터 기반 통합관리를 단지 단위에서 연계하는 설계기준은 충분히 정립되지 않았다.
공간단위에서의 친환경적인 축산단지 조성사례는 국내에 매우 드물며, 해외에서는 축산시설을 활용하여 환경관리와 에너지자립을 동시에 추구하는 다양한 모델이 제시되고 있다. 유럽연합의 축산시설 최적가용기법(BAT) 기준서는 암모니아·분진·악취 등 주요 배출항목을 정기적으로 점검·측정하는 모니터링 기법과, 분뇨의 혐기소화를 통해 바이오가스를 생산하여 열과 전력으로 활용하는 방식을 제시하며, 덴마크의 바이오가스 시설을 대표 사례로 소개하고 있다(European Commission, 2017). 네덜란드는 이러한 흐름 속에서 축산업을 포함한 농업 전반에 대한 정책 비전을 통해 자원순환형 농업으로의 전환을 추진하고 있다(Ministry of Agriculture, Nature and Food Quality, 2019). 덴마크와 독일에서는 대규모 양돈단지를 중심으로 분뇨를 액비 및 퇴비로 전환하는 자원순환형 모델이 구축되어 있으며, 생산된 열을 지역난방망과 연계하여 에너지 효율을 극대화하고 있다(European Commission, 2017). 아시아권에서도 농촌 고령화와 노동력 부족에 대응하기 위해 자동급이, 환기 제어, 원격 모니터링 등 스마트축산 기술의 도입이 확산되고 있다. 베트남에서는 소규모·분산형 양돈업의 구조적 한계를 극복하기 위한 스마트양돈 기술 도입의 필요성이 제기되었으며(Sharifuzzaman et al., 2024), 개발도상국과의 비교연구에서도 스마트농업 기술이 노동력 부족 대응과 생산성 향상의 핵심 수단으로 제시된 바 있다(Happy et al., 2024). 이러한 해외 사례들은 스마트축산단지가 단순히 개별 농가의 경영 개선을 넘어, 지역 단위의 환경 관리와 에너지 자립을 통합적으로 실현할 수 있는 지속가능한 농업·에너지 시스템으로 발전할 수 있음을 보여준다. 이상의 해외 사례에서 공통적으로 나타나는 사물인터넷(IoT)·ICT 기반의 데이터 수집 및 제어, 공동 분뇨처리를 통한 분뇨·에너지 관리, 그리고 주민 수용성을 고려한 공간 배치와 같은 요소는 한국형 스마트축산단지 모델을 설계하는 데에도 참고할 수 있다고 판단된다.
그러나 해외 사례가 보여주는 기술적 통합모델을 국내에 이식하기 위해서는 기술설계 이전에 그것을 뒷받침하는 제도적 조건이 먼저 충족되어야 한다. 축산시설과 같이 지역사회의 반대에 부딪히기 쉬운 기피시설(NIMBY, not-in-my-backyard)의 경우, 중국의 한 사례연구에서는 주민참여 부족과 주거지역 인접 입지로 주민 시위가 발생하였고 결국 지방정부가 사회 안정을 이유로 사업 이전·취소를 결정한 바 있다(Gu, 2016). 본 연구는 이러한 사례가 시사하듯 계획의 기술적 완성도와 무관하게 주민참여 절차가 형식적 수준에 그칠 경우 사업이 지연되거나 좌초될 위험이 있다고 본다. 이러한 문제의식은 국내 축산정책에도 그대로 적용되는데, 최근 국내 지속가능한 축산정책에 관한 검토연구에서도 경제적 유인과 규제를 결합한 정책수단뿐 아니라 공공-민간 협치(public-private governance) 구조의 정비가 정책 이행의 성패를 가르는 핵심 요인으로 지적된 바 있다(Yoon et al., 2025). 협력적 거버넌스 이론에서는 이해관계자 간 선행 갈등의 이력, 참여에 대한 유인구조, 권력·자원의 불균형, 그리고 촉진적 리더십과 제도설계가 협력의 성패에 영향을 미치는 핵심 변수로 제시되는데(Ansell and Gash, 2008), 본 연구의 대상지와 같이 연평균 120건 이상의 악취 민원이 누적된 지역은 이 네 변수 모두에서 불리한 초기조건을 갖는 사례에 해당한다. 따라서 스마트축산단지 조성은 요소기술의 통합만으로 완성되지 않으며, 재원조달 구조와 법·제도적 근거, 그리고 지자체·농가·주민을 포괄하는 협의 절차가 함께 설계되어야 비로소 실행 가능한 계획이 된다.
스마트축산단지는 ICT, IoT, 빅데이터, 인공지능 등 첨단기술을 축산환경에 적용하여 환경제어, 분뇨처리, 가축 건강 모니터링, 에너지 운영을 통합적으로 관리하는 지속가능한 축산 시스템이다. 특히 개별 농장 단위의 개선을 넘어 단지 단위의 구조적 혁신을 추진함으로써 청정·저탄소·고효율의 축산 공간 모델 구현이 가능하다. 국내에서도 스마트축산 기술 도입과 시범사업을 통해 운영 경험과 성과가 축적되고 있으며, 이를 기반으로 단지 단위의 공간계획과 설계 기준을 체계화할 필요성이 커지고 있다. 그러나 아직까지 국내에서는 스마트축산단지에 대한 명확한 설계 기준이나 통합 관리 모델이 부재하여, 해외 사례를 참조하되 한국의 제도·환경·사회적 조건에 맞춘 현실적 설계안을 마련하는 것이 시급하다. 정부 차원에서도 지속가능한 축산 기반 마련을 위해 스마트축산단지 조성을 위한 기본계획을 수립하고 있다 (MAFRA, 2023).
본 연구는 국내외 스마트축산 관련 사례조사 및 현장인터뷰를 통하여 기존 사업의 운영 실태와 한계를 파악하고, 이를 뒷받침하는 재원·제도·협의 구조를 함께 규명하여 국내 여건에 적합한 스마트축산단지의 통합 마스터플랜을 제시하는 데 목적이 있다. 이를 위하여 첫째, 스마트축산단지 조성에 필요한 핵심 요소기술과 이해관계자별 인식구조를 정성적으로 분석하고, 둘째, 국내 축산단지 조성사업의 재원조달 구조와 관련 법·제도의 현황 및 한계를 검토하며, 셋째, 지자체-농가-주민을 포괄하는 협의체 구성안과 단계별 행정절차 모델을 제시하고, 넷째, 충남 논산에서 진행되고 있는 스마트축산단지조성사업 사례분석을 통하여 국내 여건에 적합한 통합 마스터플랜을 도출하였다.
재료 및 방법
1. 연구 대상지 개요
본 연구의 대상지는 충청남도 논산시에 위치한 A양돈단지로, 약 65,405 m² 부지에 약 28,000두의 돼지가 사육되고 있는 대표적 밀집 양돈단지이다. 단지 내에는 총 28동의 축사가 운영 중이며, 하루 평균 약 132 t의 분뇨가 발생한다. 이는 실측치가 아니라 사육두수(28,000두)에 국립축산과학원이 제시한 비육돈 두당 표준 분뇨발생 원단위(4.73 kg/두·일)를 적용하여 산정한 추정치이다(NIAS, 2010). 그러나 축사시설의 상당수가 20년 이상 경과한 노후 시설이고, 축사 간 이격이 협소하며, 분뇨 관리가 농가 단위로 분절되어 있어 악취 대응과 환경관리에 한계가 존재한다. 이러한 특성으로 인해 해당 단지는 연평균 120건 이상의 악취 민원이 보고된 지역으로, 기존 축산단지의 구조적 문제와 사회적 갈등을 동시에 보여주는 사례로 제시되고 있다. 대상지의 위치와 주변 입지 맥락은 Figure 1에 제시하였다. 축사가 밀집 배치되어 환기와 배기 구조가 비효율적이며, ICT 기반의 환경 관리 체계 도입이 필요한 상황이다. 이러한 점에서 A양돈단지는 기존 축산업의 구조적 문제와 사회적 갈등을 동시에 해결하는 우수모델을 만들기 위한 스마트축산단지 개념 설계에 적합한 연구대상지로 선정하였다.
2. 스마트축산단지 설계요소
스마트축산단지의 설계를 위해서는 적용 가능한 요소기술을 명확히 정의할 필요가 있다. 이를 위해 본 연구에서는 국내외 스마트축산 관련 문헌과 현장사례를 대상으로 기술의 적용 목적, 적용 범위, 운영 방식, 기대 효과, 국내 적용 시 제약 요인을 기준으로 비교·검토하였으며, 이를 국내 축산단지의 제도적·환경적·운영적 여건과 대조하여 적용 가능성을 판단하였다. 이 과정에서 개별 요소기술들은 관리 대상에 따라 서로 구분되는 범주로 분류될 수 있음이 확인되었으며, 이에 따라 축사 내부의 환경·시설·분뇨·에너지를 다루는 4개 물리적 관리요소(환경조절, 스마트 축사 구조, 분뇨 자원화, 에너지 관리), 운영 및 공간계획과 관련된 2개 요소(자동급이 및 사양관리, 완충녹지 및 경관계획), 그리고 이들 전체를 통합적으로 관제하는 1개 통합관리 요소(데이터 통합 및 디지털 트윈)를 더하여 최종적으로 7가지 핵심 설계요소로 체계화하였다. 세부 도출 절차는 후술하는 연구방법 (6)에 제시하였다. (1) 환경조절 및 공기질 관리는 온도·습도·암모니아(NH3)·이산화탄소(CO2)·미세먼지 등 주요 환경 인자를 실시간 계측할 수 있는 IoT 기반 센서와 통합 모니터링 체계를 포함하며, 암모니아 등 악취물질과 미세먼지 농도는 상호 연관성을 갖는 것으로 보고된 바 있다(Choi et al., 2021). 데이터 기반의 환경관리 방식은 사양관리(컴퓨터피딩), 환기 및 냉·난방 운영의 효율화와 축사환경 안정성을 확보한다. (2) 스마트 축사 구조는 지역적 환경영향과 에너지절감을 고려한 밀폐형 축사구조와 단열설계가 주요 검토 항목이다. 환기 성능은 하절기 축사 내 온열 스트레스 저감과도 직결되므로, 적정 환기율 설계가 함께 고려되어야 한다(Kim et al., 2025). 대규모 집약형 축사구조는 질병 확산 위험을 높일 수 있으므로, 축사 동 간 방역 이격거리 확보, 출입구 소독시설(차량·인원 소독조) 설치, 사육구역과 외부 접근구역의 청정·오염 구역 분리를 스마트 축사 구조 설계에 방역 요소로 통합 반영하였으며, 이는 「가축전염병 예방법」이 정한 축산시설 방역기준과 연계된다. (3) 분뇨 자원화 및 악취관리는 공동 분뇨처리시설과 같은 집약처리 인프라를 통해 개별 농가의 처리 부담을 줄이고, 가축분뇨를 퇴비·액비로 자원화하는 순환체계와 관련된 기술이다(MAFRA, 2013; NIAS, 2010; Yoo, 2026). 최근 문헌계량학적 분석에서도 질소·인 회수와 에너지화를 통한 가축분뇨의 순환경제 전환이 핵심 연구동향으로 확인된 바 있다(Hollas et al., 2022). (4) 에너지 생산·저장·활용은 가축분뇨를 활용하여 바이오가스를 생산하고 관리하는 체계를 포함한다. 특히 축산단지를 조성하는 데 있어서 집약된 축산농가에서 배출되는 가축분뇨를 신속수거함에 따라서 처리를 위한 에너지화시설을 포함하여 설계하는 것이 중요하다. (5) 자동급이 및 사양관리는 자동제어 프로그램을 활용한 축사·돈방 단위 자동급이기와 ICT 기반 중앙제어를 통해 노동력 부담을 줄이고 정밀한 사양관리를 지원하는 기술이다(Yu et al., 2009; KREI, 2019a). (6) 완충녹지 및 경관계획은 완충녹지 조성과 공간 배치 계획을 통해 축산단지의 외부 환경 영향을 완화하는 요소로 악취 확산 저감 및 시각적 환경 관리와 관련된다. (7) 데이터 통합 및 디지털 트윈은 물리적 개체·공정·시스템을 가상공간에 복제하는 기술로, 정밀축산 분야에서는 개별 가축, 가축군 또는 농장 운영 전체를 가상으로 표현하는 데 활용된다. 센서·카메라 등 모니터링 장치에서 수집한 데이터로 구축된 디지털 모델은 가축의 건강·행동·환경 상태를 실시간으로 모니터링하며, 과거·실시간 데이터를 분석해 잠재적 건강 문제를 예측하고 급이 일정과 농장 운영을 최적화하는 예측분석 기능을 제공한다(Brown-Brandl and Tao, 2025). 최근 체계적 문헌고찰에서도 디지털 트윈 기술이 축산 현장관리의 효율성과 의사결정 지원에 기여할 잠재력이 크다고 평가된 바 있다(Hasan et al., 2024). 본 연구에서는 이러한 개념을 확장하여, 축사 환경·사양관리·분뇨처리·에너지 데이터를 단지 단위로 통합 관리하는 운영관제 체계로 적용할 것을 제안한다. 7가지 핵심기술 이외에도 스마트축산단지의 설계를 위해서는 인공지능(AI, Artificial Intelligence) 기반 자동제어, 디지털 트윈, IoT·빅데이터·클라우드 활용, 지능형 환기 및 환경제어, 분뇨처리시스템의 실시간 진단과 정밀제어, 무인화·로봇화 기술 등이 추가로 검토될 수 있으며(Kim and Kim, 2022), 이 밖에도 바이오에너지 활용 확대나 관거형 분뇨 이송체계와 같은 요소도 지역적 특성, 축종과 목적에 따라 추가로 고려될 수 있다. 다만 이러한 요소들은 대상지 여건에 따라 변동될 수 있기 때문에, 본 연구에서는 핵심적으로 고려되어야 하는 7가지 요소에 집중하였다.
3. 연구방법
본 연구는 스마트축산단지 조성을 위한 개념설계 프레임워크를 구축하고, 이를 대상지에 적용 가능한 공간·운영 설계안으로 구체화하는 것을 목적으로 하였다. 연구는 1) 대상지 현황조사 및 기초자료 구축, 2) 이해관계자 조사 및 현장 수요 분석, 3) 재원 문헌 분석, 4) 법·제도 문헌 분석, 5) 협의체 구성 및 행정절차 모델 도출, 6) As-Is와 To-Be 분석 기반 개념설계의 여섯 단계로 수행하였다. 연구 수행 절차는 Figure 2에 제시하였다.
(1) 대상지 현황조사 및 기초자료 구축
대상지는 충청남도 논산시에 소재한 A양돈단지로 설정하였다. 현황조사는 대상지의 공간적 특성과 운영 현황을 정량적으로 파악하기 위한 단계로, 참여 농가 수, 사육두수, 축사 동수 및 배치, 축사 구조와 노후도, 일일 분뇨 발생량, 악취 민원 발생 현황, 주변 토지이용 현황 등의 기초자료를 수집하였다. 자료 수집은 선행조사 자료, 현장 방문조사, 지형·지적 기반 도면, 행정자료를 활용하여 수행하였다. 수집된 공간자료는 지리정보시스템(GIS) 기반으로 구축하였으며, 축사 배치와 주거지, 도로, 경계부, 민원 발생 지점 간의 위치 관계를 중첩 분석하여 대상지의 공간적 취약 요인을 파악하였다. 본 단계의 공간분석은 QGIS 상에서 축사 배치도, 주거지, 도로, 행정구역 경계, 민원 발생 지점을 하나의 공간정보로 중첩·판독하여 이격거리 부족, 주거지 근접 등 정성적 취약 요인을 도출하는 수준으로 수행되었으며, 그 결과는 아래 결과 및 고찰 1절에 서술하였다. 최근접 이웃 거리, 완충구역 면적비 등 정량 공간지표 산출은 후속 연구로 보완할 필요가 있다. 아울러 스마트 환경제어 기술이 이미 도입되어 있는 B농장(충남 예산)을 비교 벤치마킹 사례로 함께 조사하여, 관련 기술 적용 시 기대되는 운영·생산성 효과를 대상지의 To-Be 설계에 참고자료로 활용하였다.
(2) 이해관계자 조사 및 현장 수요 분석
이해관계자 조사는 스마트축산단지 설계 시 고려해야 할 현장의 요구와 지역 수용성 요인을 파악하기 위해 수행하였다. 현장조사는 2023년 7월부터 2023년 11월까지 총 5차례 실시하였으며, 축산농가 13명과 지역주민 30명을 대상으로 간담회 및 심층인터뷰를 병행하였다. 조사 항목은 축산단지의 운영 여건, 악취 및 분뇨 관리 실태, 시설 개선 필요 사항, 자동화 및 스마트 기술 도입에 대한 인식, 생활환경 영향, 주민 수용성 등으로 구성하였다. 간담회에서는 공통 현안을 중심으로 의견을 수렴하였고, 심층인터뷰에서는 농가별 운영 방식과 관리상의 제약, 주민이 체감하는 환경 문제와 요구사항을 구체적으로 파악하였다. 정밀축산기술에 대한 이해관계자 인식은 기술 도입의 실효성과 수용성을 좌우하는 핵심 요인으로 보고되고 있어(Akinyemi et al., 2023), 본 연구의 현장조사에서도 이를 중요한 조사 항목으로 고려하였다. 모든 간담회 및 심층인터뷰는 참여자에게 조사 목적과 자료 활용 방법을 사전에 고지하고 동의를 받은 후 실시하였다.
수집된 5건의 간담회·심층인터뷰 회의록은 Braun and Clarke(2006)이 제시한 6단계 주제분석(thematic analysis) 절차에 따라 분석하였다. 1) 회의록 전체를 반복적으로 정독하여 자료에 익숙해지는 단계, 2) 발언 단위로 초기 코드를 부여하는 개방코딩 단계, 3) 코드를 유사 범주로 묶어 잠정 주제를 도출하는 단계, 4) 도출된 주제를 원자료와 대조하여 검토·수정하는 단계, 5) 주제를 명확히 정의하고 명명하는 단계, 6) 분석결과를 서술하는 단계를 순차적으로 적용하였다. 코딩은 연구진 2인이 독립적으로 수행한 후 상호 대조하여 불일치 항목을 논의로 조정하였으며, 5건이라는 제한된 표본 규모를 고려하여 코헨의 카파(Cohen's kappa) 등 정량적 코더간 일치도 지수는 별도로 산출하지 않고 합의(consensus) 기반의 조정 절차로 신뢰성을 확보하였다. 아울러 분석의 신뢰성 확보를 위하여 Nowell et al.(2017)이 제시한 신빙성(credibility), 전이가능성(transferability), 의존가능성(dependability), 확증가능성(confirmability) 기준을 분석 전 과정에 적용하였다. 코딩 결과는 이해관계자 집단(농가/주민)별로 구분하여 정리하였으며, 표본이 5건으로 제한적인 점을 고려하여 통계적 검정 대신 코드 출현 빈도에 대한 기술적(descriptive) 요약에 한정하였다. 조사 및 분석 결과는 공통적으로 제기된 문제, 우선 개선 요구, 설계 반영 필요 사항으로 범주화하여 후속 설계 단계의 기초자료로 활용하였다.
(3) 재원 문헌 분석
스마트축산단지 조성의 실행 조건을 검토하기 위하여 관련 재원조달 사업의 시행지침과 정부 보도자료를 대상으로 문헌분석을 실시하였다. 분석 대상은 농림축산식품부의 지능형(스마트)축산단지 조성사업 시행지침 및 개편 내용, 축산분야 ICT 융복합확산사업 시행지침으로 하였다. 각 문헌에서 재원조달 구조(보조·융자·자부담 비율 및 재원), 사업대상 요건(조성규모, 입지기준)을 추출하여 정리하였으며, 이를 As-Is/To-Be 분석 결과 및 이해관계자 인식 분석 결과와 교차 검토하여 재원조달 구조 분석에 반영하였다.
(4) 법·제도 문헌 분석
스마트축산단지 조성과 관련된 법적·제도적 기반을 검토하기 위하여 관련 법령 및 시행령·시행규칙을 대상으로 문헌분석을 실시하였다. 분석 대상은 「가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률」, 「악취방지법」, 「농촌공간 재구조화 및 재생지원에 관한 법률」 및 하위법령으로 하였다. 각 문헌에서 인허가 절차, 주민참여 관련 법적 절차(주민협정, 주민협의회 등 근거조항)를 추출하여 정리하였으며, 이를 As-Is/To-Be 분석 결과 및 이해관계자 인식 분석 결과와 교차 검토하여 법·제도 프레임워크 분석에 반영하였다.
(5) 협의체 구성 및 행정절차 모델 도출
협의체 구성 및 행정절차 모델은 재원 및 법·제도 문헌 분석 결과와 이해관계자 인식 분석 결과를 통합하여 도출하였다. 「농촌공간 재구조화 및 재생지원에 관한 법률」상의 주민협정·주민협의회 제도와 협력적 거버넌스 이론(Ansell and Gash, 2008)을 결합하여 지자체-농가-주민을 포괄하는 4자 협의체 모델을 구성하였으며, 스마트축산단지 조성을 위한 연구·설계 절차에 주민참여, 심의·승인, 인허가 협의, 사후관리 등 제도적 절차를 결합하여 6단계의 행정절차 모델을 수립하였다.
(6) As-Is와 To-Be 분석 기반 개념설계
스마트축산단지에 적용 가능한 설계 요소를 도출하기 위하여 기존 축사의 운영 특성과 한계를 검토하고, 국내외 관련 문헌과 사례를 조사하였다. 사례 검토는 ICT 기반 환경 제어, 분뇨 자원화, 에너지 활용, 자동화 운영, 경관 및 완충 체계 등 단지 단위 적용 가능성이 있는 기술을 중심으로 수행하였다. 각 사례는 기술의 적용 목적, 적용 범위, 운영 방식, 기대 효과, 국내 적용 시 제약 요인의 기준으로 비교·정리하였다. 이후 이를 국내 축산단지의 제도적·환경적·운영적 여건과 대조하여 적용 가능성을 검토하였으며, 최종적으로 환경조절, 스마트 축사 구조, 분뇨 자원화, 에너지 관리, 자동급이, 경관 조성, 데이터 통합 및 디지털 트윈의 7개 항목으로 설계 요소기술을 체계화하였다.
이렇게 도출한 설계 요소기술을 바탕으로 As-Is/To-Be 기반의 비교분석 절차를 적용하여 스마트축산단지 개념설계를 수행하였다. 연구 절차는 1) 대상지 현황(As-Is) 진단, 2) To-Be 기반 단지 구성안 수립, 3) As-Is/To-Be 비교에 따른 통합적 해석으로 구성하였다. As-Is 분석에서는 기존 축산단지의 공간구성, 운영 구조, 분뇨 처리 체계, 악취 발생 및 확산 가능 지점, 주민 민원 유발 요인 등을 종합적으로 정리하였다. To-Be 설계에서는 앞 단계에서 도출한 요소기술과 현장 수요를 반영하여 대상지에 적용 가능한 단지 구성안을 설정하고, 축사 재배치, 환경제어 시스템, 공동 분뇨처리시설, 에너지 활용 체계, 자동화 운영, 완충녹지 및 경관 계획, 데이터 디지털 트윈을 포함한 통합 설계안을 구성하였다. 설계안 검토 시에는 환경성, 경제성, 운영 효율성, 사회적 수용성을 주요 기준으로 설정하였으며, 각 요소가 상호 연계될 수 있도록 공간계획과 운영계획을 함께 검토하였다. 이를 통해 스마트축산단지 조성을 위한 개념설계 프레임워크와 통합운영기준을 도출하였다.
결과 및 고찰
1. 대상지 현황조사 및 기초자료 구축
본 연구에서는 스마트축산단지 설계를 위한 자료확보를 목적으로 국내 축산시설 및 공동 분뇨처리시설을 대상으로 현장조사를 실시하였다. 조사대상은 가축분뇨 에너지화 설비를 연계 운영하려고 계획중인 A양돈단지(충남 논산)와 스마트 환경제어 기술이 적용된 B농장(충남예산)을 대상으로 하였다. GIS 기반 중첩분석 결과, A양돈단지는 28동의 축사가 대부분 20년 이상 경과한 노후 구조로 불규칙하게 배치되어 있으며, 축사 간 이격거리가 협소하고 인근 주거지와도 근접해 있어 악취 확산 저감에 불리한 공간적 취약 요인이 확인되었다. 가축분뇨처리는 축사 내 액비 순환·저장 시스템과 야적·살포 방식을 사용하여 농장단위로 관리되고 있으며, 단지전체를 대상으로 하는 공동 분뇨처리시설이 부족한 실정이다. 이로 인하여 분뇨의 처리주기가 불규칙하여 상시 악취가 발생하는 한계가 있다. 또한 축사별로 보유한 저장탱크·저장용량이 상이하여 배출이 많은 시기에 일시적으로 저장량이 증가하여 넘치는 가축분뇨가 외부로 유출되거나 악취 발생이 늘어나는 것이 우려되는 상황이었다. 일부 저장시설은 덮개·밀폐 설계가 미흡하여 저장조 주변에서 암모니아, 휘발성유기화합물 배출 가능성이 확인되었다. 이러한 문제는 저장조의 pH, ORP, EC, 수위, 온도, 암모니아, 황화수소 등을 센서로 상시 모니터링하여 적정 수거시점을 판단하는 기술을 통해 개선될 수 있을 것으로 판단된다(Gong et al., 2022).
스마트 환경제어 시스템이 적용된 모범사례인 B농장과 국내 스마트 양돈 우수사례를 검토한 결과, 온도·습도·환기 및 급이 관리의 자동화는 사육환경의 변동 폭을 줄이고 관리의 일관성을 높이는 특성을 보였다. 국내 스마트 양돈 우수사례에서는 데이터 기반 급이와 환경제어의 도입이 사육환경의 안정성과 생산관리의 일관성 향상에 기여하는 것으로 알려져 있으며, 지능형 정보기술의 축산 현장 적용은 생산성 향상뿐 아니라 환경관리 효율 개선에도 중요한 역할을 수행하는 것으로 보고되었다(Kim and Kim, 2022).
조사대상인 A양돈단지와 B농장 모두에서 축사 운영시스템과 자원화시설이 개별적으로 운영되며 데이터 연계에 제약이 있는 것으로 나타났다. 향후 효과적인 의사결정을 위해서는 사양관리, 경영관리, 에너지관리를 축산시설, 자원화시설, 에너지화시설을 포함하여 종합적으로 모니터링, 평가, 분석할 수 있는 통합관리 시스템 및 실시간 대응 체계 구축이 중요한 것으로 판단된다. 종합하면, 현장사례는 스마트 기술 도입이 축산환경관리와 운영효율 개선에 긍정적으로 작용하지만, 시설 간 데이터 통합 및 연계운영 측면에서는 개선여지가 존재함을 보여준다.
2. 이해관계자 조사 및 현장 수요 분석
주민과 농가를 중심으로 스마트축산단지 조성과 관련된 현장의 수요를 파악하였다(Figure 3). 농가를 대상으로 한 조사에서는 집단화된 단지에서 양돈장을 운영하는 과정에서 발생하는 애로사항, 환경 관리기술 도입에 대한 인식, 공동 처리시설 이용 의향, 스마트 기술 도입 시 기대효과 등을 주요 질문 항목으로 설정하였다. 주민 대상 조사에서는 생활환경 불편사항, 악취 및 소음 문제에 대한 인식, 축산단지 개선 시 우선 고려사항, 완충녹지 조성에 대한 의견 등을 중심으로 의견을 수집하였다.
조사 결과, 축산농가에서는 경영성 확보와 ICT 시스템 도입에 대한 요구가 높았다. 특히 악취 저감과 가축분뇨 자원화 문제 해결을 위한 기술적 지원에 대한 관심이 높았다. 최근 정책적으로 지원사업이 증가하고 있는 스마트축사와 관련된 사료 공급 자동화와 ICT 기반 모니터링 시스템에 대한 요구가 높았으나, 관련된 전문기술의 부재와 관련기업의 기술수준 및 설치운영에 대한 경험의 한계로 인하여 실제 적용까지 이어지는데 한계가 있었다. Figure 4는 다섯 차례의 간담회·심층인터뷰 회의록에서 도출된 이해관계자(농가·주민) 집단별 주요 주제의 상대빈도를 나타낸 것이다.
지역주민은 생활환경 개선과 악취민원 감소에 대한 요구를 주로 제시하였으며, 축사 동선관리와 악취 및 소음 완화에 대한 관심이 상대적으로 높았다. 기타 의견으로는 단지 주변 완충녹지 조성과 경관 개선에 대한 요구를 제시하였다. 이러한 조사 결과는 스마트축산단지 조성과 관련하여 생산 및 운영 효율성뿐만 아니라 생활환경 요소에 대한 고려가 함께 이루어지고 있음을 보여준다. 또한 이해관계자별 요구가 상이하게 나타나고 있어, 설계 단계에서 이를 종합적으로 반영할 필요성이 확인되었다.
이해관계자 발언에 대한 주제분석 결과, 농가 집단의 발언은 주로 경영비 부담, 인력 및 유지보수, 지역사회 갈등이라는 세 범주로 수렴되었으며, 주민 집단의 발언은 생활환경, 완충녹지 및 경관, 소통 및 참여라는 세 범주로 수렴되었다. 두 집단 모두 ‘단지 운영에 대한 상시적이고 신뢰할 수 있는 소통 창구의 부재’를 공통적으로 언급하였다는 점은 특기할 만하다. Table 1은 다섯 차례의 간담회·심층인터뷰 회의록에서 도출된 6개 주제별 코딩 프레임과 상대빈도를, 하위 예시 코드와 함께 상세히 정리한 것으로, Figure 4에 제시된 결과에 대응한다. 그 결과 농가 집단에서는 경영비 부담(24%)과 지역사회 갈등(21%)이, 주민 집단에서는 생활환경(22%)이 가장 높은 비중을 차지하여, 두 집단이 강조하는 우선순위가 서로 다른 지점에 있음이 정량적으로 확인되었다. Table 1의 상대빈도는 두 집단(농가·주민)의 전체 코드 수를 하나의 분모로 하여 산출한 값으로, 각 항목의 백분율은 집단 내 우선순위가 아니라 전체 발언 중 해당 주제가 차지하는 비중을 나타낸다.
Table 1.
Coding framework of stakeholder themes derived from thematic analysis of five field interviews.
3. 재원조달 구조 분석
스마트축산단지 조성의 실행 가능성은 기술설계뿐 아니라 재원조달 구조에 의해 좌우된다. 농림축산식품부는 2019년부터 지능형(스마트)축산단지 조성사업을 통해 노후·난립한 축사를 ICT 인프라를 갖춘 단지로 집적화하는 데 필요한 전기·도로 등 기반시설 및 관제센터 신축비용을 지원하고 있으며, 사업 목적은 생산비 절감, 사양관리 등 경쟁력 강화, 축산냄새·탄소 저감, 가축방역 강화, 농촌지역 정주여건 개선으로 제시되어 있다(MAFRA, 2023). 그러나 그간 신규 부지 확보 과정에서의 주민 민원이나 환경영향평가 등 인허가 지연으로 사업이 중단·포기되고 예산이 이월·불용되는 사례가 반복되어 왔다. 이에 따라 2024년 개편된 시행지침은 조성규모 기준을 기존 15 ha 내외에서 3 ha 이상으로 완화하여 노후 축사가 밀집한 지역의 재개발 방식 조성을 허용하고, 관련 인허가 절차를 간소화하였다(MAFRA, 2023). 특히 이번 개편 과정에서 농림축산식품부가 본 연구의 대상지인 충남 논산의 노후 양돈단지를 방문하여 현장의견을 수렴하였다는 점은(MAFRA, 2023), 본 연구의 사례분석이 실제 정책 개편 논의와 관련됨을 시사한다.
한편 개별 농가 단위의 스마트장비 보급을 지원하는 축산분야 ICT 융복합확산사업은 국고보조 30%, 국고융자 50%(융자금리 2%, 3년거치 7년분할상환), 자부담 20%의 구조로 운영되며, 재원은 자유무역협정이행지원기금(FTA기금)에서 조달된다. 이는 단지 단위 기반시설을 지원하는 조성사업과는 재원의 성격과 집행 주체가 상이하므로, 통합 마스터플랜 수립 시 두 재원트랙, 단지 기반시설(지자체 신청, 정액 국고보조)과 개별 농가 장비(농가 신청, 보조·융자 혼합)을 구분하여 사업계획에 반영할 필요가 있다. 아울러 바이오가스 발전에서 발생하는 전력판매 수익 및 신재생에너지공급인증서(REC)와 같은 자체 재원을 초기 국고 의존도를 낮추는 보완적 재원으로 검토할 필요가 있다.
4. 법·제도 프레임워크 분석
현행 「가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률」과 「악취방지법」은 개별 배출시설 단위의 처리·배출기준을 규율하는 데 중점을 두고 있어, 단지 단위의 공동 처리시설 조성이나 통합관제 체계를 전제로 하지 않는다는 한계가 있다. 이러한 법적 공백은 본 연구의 As-Is 분석에서 확인된 농가별로 분절된 분뇨관리 체계라는 구조적 한계와 직접적으로 연결된다.
이러한 배경에서 2024년 3월 29일 시행된 「농촌공간 재구조화 및 재생지원에 관한 법률」(법률 제19430호) (Ministry of Government Legislation, 2024) 은 단지 단위 스마트축산단지 조성의 제도적 근거를 보완하는 의미를 갖는다. 동법은 농촌마을보호지구, 농촌산업지구와 함께 축산지구를 농촌특화지구의 한 유형으로 지정할 수 있는 근거를 마련하였으며, 시행규칙은 스마트축산단지 내 공공처리시설을 일정 요건 하에 ‘농촌위해시설’ 지정 대상에서 제외할 수 있도록 하여 인허가 부담을 완화하였다. 또한 동법은 기본계획 수립 시 주민 등의 의견청취 및 지방의회 의견 수렴을 의무화하고, 이를 위한 절차로 주민협정과 주민협의회 제도를 명시적으로 규정하고 있다. 이는 본 연구가 제안하는 협의체 모델이 임의적 자문기구가 아니라 법정 절차에 근거한 운영 모델로 설계될 수 있음을 시사한다. 아울러 본 연구가 제안하는 마스터플랜의 바이오에너지 생산·이용 부문은 「유기성 폐자원을 활용한 바이오가스의 생산 및 이용 촉진법」및 관련 지방자치단체 조례와도 연계되므로, 후속 연구에서는 이들 법령이 정하는 재정지원 및 의무생산자 규정을 재원조달 구조 분석에 함께 반영할 필요가 있다.
5. 협의체 구성 및 행정절차 모델
본 연구는 「농촌공간 재구조화 및 재생지원에 관한 법률」상의 주민협정·주민협의회 제도와 협력적 거버넌스 이론(Ansell and Gash, 2008)을 결합하여, 지자체-농가-주민을 포괄하는 4자 협의체 모델을 제안한다(Table 2). 협의체는 지자체(축산정책 및 인허가 부서), 참여농가 대표, 주민협의회 대표, 그리고 환경·시설 전문가 및 축산환경관리원 등 공공 전문기관으로 구성하며, 정기회의를 통해 조성 단계별 쟁점을 상시적으로 조정하는 기능을 수행하도록 설계하였다. 이러한 상시 협의 구조는 선행 갈등 이력과 권력·자원 불균형이 큰 사례일수록 참여 유인구조와 촉진적 리더십의 제도화가 협력의 성패를 좌우한다는 협력적 거버넌스 이론(Ansell and Gash, 2008)에 근거하며, 결과 및 고찰 2절에서 확인된 '상시적 소통 창구 부재'에 대한 이해관계자들의 공통적 요구에 대응하는 설계이다. 서론에서 제시한 네 가지 초기조건 진단 변수는 본 협의체 모델의 구성요소에 각각 대응된다. 선행 갈등의 이력은 정기회의를 통한 누적 현안의 상시적 조정 기능으로, 참여에 대한 유인구조는 참여농가의 비용분담 협상·시설 운영 참여와 주민협정에 근거한 주민 측의 공식적 의견반영 절차로, 권력·자원의 불균형은 환경·시설 전문가 및 축산환경관리원 등 공공 전문기관의 기술자문 참여로, 그리고 촉진적 리더십과 제도설계는 지자체가 협의체 운영의 행정적 뒷받침을 맡고 「농촌공간 재구조화 및 재생지원에 관한 법률」상의 주민협정·주민협의회 제도에 근거하여 임의적 자문기구가 아닌 법정 절차로 제도화한 점으로 각각 반영하였다.
Table 2.
Composition and roles of the proposed four-party governance council.
행정절차는 스마트축산단지 조성을 위한 연구·설계 절차에 주민참여, 심의·승인, 인허가 협의, 사후관리 등 제도적 절차를 결합하여 6단계로 구성하였다(Figure 5). 1) 대상지 현황조사 및 기초자료 구축, 2) 주민 등 의견청취 및 지방의회 의견수렴을 통한 주민협의회 구성, 3) 기초농촌공간정책심의회 심의, 4) 축산지구 지정을 포함한 기본계획 수립 및 승인, 5) 사업계획 수립과 환경영향평가 등 인허가 협의, 6) 착공 이후 협의체의 상시 운영을 통한 민원 대응 및 성과 모니터링이다. 이러한 절차는 As-Is 분석에서 확인된 ‘사후적·수동적 환경문제 대응’이라는 한계를 ‘사전적·상시적 협의 구조’로 전환하는 제도적 장치로 기능할 수 있다.
6. As-Is와 To-Be 분석 기반 스마트축산단지 개념설계
As-Is와 To-Be 분석을 기반으로 스마트축산단지 개념설계의 방향성을 설정하였다. As-Is 분석에서는 현재의 재래식 축산시설의 한계 및 개선사항을 도출하여 To-Be에서 스마트축산단지 조성을 위한 개념을 도출하였다. 기존 축산시설은 서로 다른 회사의 장비가 개별적으로 작동하기 때문에 종합적인 모니터링 및 제어에 한계가 있었다. 최신의 장비들은 ICT, IoT 기반으로 작동되어 고령의 농민 및 외국인 노동자들은 적응에 어려움을 느끼고 있으며, 가축분뇨 자원화시설, 에너지 활용 등 분절적인 운영의 한계가 있다.
스마트축산단지에서는 스마트축사와 가축분뇨 처리시설을 바이오에너지 생산을 기반으로 통합한 공간구조와 데이터 기반 운영체계로 설정하였다. 악취 최소화를 위해서는 발생한 악취를 저감하는 것이 아닌 가축분뇨의 신속처리단계가 매우 중요하며, 수거된 가축분뇨는 바이오에너지 기반으로 처리할 수 있는 시스템을 구성하였다. 물리적 구성 요소로는 스마트 축사와 바이오에너지 생산 시설을 핵심 시설로 설정하였으며, 주요 시설의 공간배치와 연계 구조를 계획하였다. 대상지 마스터플랜은 축산시설에 한정하지 않고, 바이오에너지 생산 과정에서 발생하는 폐열과 이산화탄소를 온실 작물재배에 활용하고 인근 부지에 사료작물단지를 조성하여 사료 자급률을 높이는 자원순환형 복합단지 개념을 함께 반영하였으며, 이에 따라 방역시설, 관리동 및 방문객 안내를 위한 환영센터, 주차장 등의 부대시설도 함께 계획하였다. Table 3은 기존 축산단지와 스마트축산단지의 전략을 비교한 것이다. 기존 방식의 수동·분산·노동집약 구조에서 스마트 방식의 자동·통합·데이터 기반 구조로의 전환이 핵심이다.
Table 3.
Comparison between conventional livestock complex strategies (As-Is) and smart livestock complex strategies (To-Be).
| Item | As-Is | To-Be |
| Environmental control and air quality management | Manual ventilation and experience-based response |
IoT sensor-based automatic and unmanned control of temperature, humidity, NH3, CO2, and particulate matter |
| Smart barn structure |
Aged single-story dispersed barns with narrow spacing | Enclosed, insulated, and integrated multi-story barns with separated clean/dirty zones |
| Manure resource recovery and odor control | Farm-level storage and delayed handling |
Rapid collection, pipeline transfer, centralized treatment, and odor control integration |
| Energy production, storage, and utilization |
External power dependence and separate facility operation |
Biogas-electricity generation, solar PV1), storage, and grid connection |
|
Automatic feeding and herd management | Partial mechanization and manual decision-making |
Automatic feeding and data-driven precision management |
| Buffer green space and landscape planning | Limited visual and environmental buffering | Buffer green belt and circulation-oriented site layout |
|
Data integration and digital twin | Equipment-level fragmented information |
Integrated control center and management-oriented digital twin |
As-Is 분석에서 A양돈단지는 축사, 분뇨저장, 악취관리, 사양관리, 에너지 운영이 농가별로 분절되어 있어 시설 간 연계성이 낮고 환경문제 대응이 사후적·수동적으로 이루어지는 한계를 보였다. 환경조절은 작업자의 경험에 의존한 수동 관리 중심이어서 온도, 습도, NH3, CO2, 분진 변화에 대한 즉각적 대응이 어려웠고, 시설 구조는 노후 단층 축사와 협소한 이격거리로 인해 환기효율과 방역성 확보에 불리하였다. 분뇨 저장과 처리도 농가별 저장조 및 개별 위탁처리에 의존하여 수거 시점과 저장량, 악취 배출 수준의 편차가 컸으며, 에너지 활용은 분뇨처리와 분리되어 운영되어 자원순환 효과가 제한적이었다.
반면 To-Be 개념설계는 수동·분산·개별 대응 구조를 자동·통합·예방 중심 구조로 전환하는 데 초점을 두었다. 환경조절은 IoT 및 ICT 기반 자동·무인 관리 체계로 전환하여 온도, 습도, NH3, CO2, 미세먼지 데이터를 실시간으로 수집하고 환기·냉난방·급이설비를 연동 제어하도록 하였다. 시설 구조는 밀폐형·단열형·집약형 축사로 재편하고, 분뇨는 발생 즉시 신속 수거·이송·통합처리하는 체계로 전환하여 공동 분뇨처리 및 바이오가스 생산시설과 연계하도록 하였다. 에너지 체계는 바이오가스 발전, 태양광, 저장 시스템을 결합한 자립형 구조로, 운영 체계는 단지 단위 통합관제와 디지털 트윈 기반 의사결정 구조로 설정하였다.
환경조절은 수동 환기에서 센서 기반 자동제어로, 시설 구조는 노후 단층 분산형에서 밀폐형·단열형 집약 축사로, 분뇨관리는 농가별 저장과 개별 처리에서 관거 기반 신속 수거와 통합 자원화로, 운영관리는 개별 설비 운영에서 통합 모니터링과 데이터 기반 의사결정으로 전환된다. 즉 To-Be 개념설계는 기술 도입의 나열이 아니라 공간구조, 환경관리, 자원순환, 운영방식이 함께 전환되는 단지 단위 모델로 해석된다.
현장사례 분석과 이해관계자 조사결과를 종합하여 축사의 운영 및 환경관리를 최적화하기 위한 설계요소를 도출하였다. 환경조절 및 공기질관리, 스마트 축사, 순환형 가축분뇨 자원화, 에너지 활용, 자동급이 및 사양관리, 완충녹지 및 경관계획, 데이터 통합 및 디지털 트윈의 7개 설계요소가 핵심적으로 강조되었다. Table 1의 6개 주제는 설계요소와 각각 대응되는데, 농가 집단의 경영비·인력 부담은 자동급이 및 사양관리·데이터 통합 요소로, 지역사회 갈등과 생활환경은 환경조절·분뇨 자원화 요소로, 그리고 주민이 제기한 인근 교통 문제와 소통·참여 요구는 완충녹지 및 경관계획(동선 중심의 공간 배치)과 결과 및 고찰 5절의 협의체·행정절차 모델로 각각 반영하였다.
각 설계요소는 기획-기본설계-실시설계-운영의 4단계에서 연속적으로 검토되어야 하며, 각 단계는 독립적 절차가 아니라 상호 연계된 체계로 이해될 필요가 있다. 단계별 적용 체계와 요소별 구성은 Table 4에 제시하였다.
Table 4.
Stage-wise design elements for smart livestock complex.
| Design element | Planning | Basic design | Detailed design | Operation |
| Environmental control and air quality management |
Define target air quality indicators and monitoring range | Set ventilation, cooling, heating, and sensor layout concept | Finalize sensor type, controller linkage, and equipment capacity | Real-time monitoring, alarms, and performance tuning |
| Smart barn structure | Review site constraints and building integration strategy | Plan enclosed and insulated barn layout and clean/dirty zoning | Fix building envelope, airflow path, and maintenance access | Inspect structural performance and operational stability |
| Manure resource recovery and odor control | Estimate manure generation and complaint hotspots | Plan centralized collection, storage, and treatment flow | Design pipe network, pretreatment, deodorization, and safety devices | Track collection timing, odor indicators, and treatment efficiency |
| Energy production, storage, and utilization | Assess biogas, solar, and load balance potential | Establish power generation and storage concept | Finalize generator, ESS1), PV2), and grid interconnection details | Optimize generation schedule and energy self-sufficiency |
| Automatic feeding and herd management | Review feeding process and data requirements | Plan feed transport, automatic feeders, and control logic | Specify feeder hardware, communication, and herd records linkage | Calibrate feeding strategy and management indicators |
| Buffer green space and landscape planning | Identify sensitive boundaries and resident interface | Secure buffer width and circulation landscape concept | Select planting, screening, and drainage details | Maintain vegetation and evaluate nuisance reduction |
| Data integration and digital twin | Define integrated control architecture and data standard | Design control room, platform scope, and dashboard functions | Finalize communication network, database, and interface protocol | Use analytics, prediction, and remote control for decision support |
A양돈단지의 스마트축산단지 설계는 ICT 기반 통합환경관리, 분뇨 자원화와 연계된 에너지 자립, 관리지향형 디지털 트윈 기반 운영관리를 하나의 체계로 통합하는 방향으로 구성하였다. 축사 내부 IoT 센서로 환경 데이터를 수집하여 환기·냉난방·급이설비를 자동 제어하고, 분뇨는 관거 기반으로 신속 수거하여 공동처리시설로 이송하며, 처리 과정에서 발생한 바이오가스는 발전·태양광·에너지저장장치와 연계하여 단지의 에너지 자립도를 높이도록 계획하였다. 이는 가축분뇨 기반 바이오가스 발전으로 확보한 전기·열에너지를 축사 운영 공정에 되돌려 활용함으로써 축산시설이 외부 전력망으로부터 독립적으로 에너지를 자립할 수 있음을 보인 해외 사례연구 결과와도 부합한다(Augustyn et al., 2021). 대상지에는 기존 28동의 노후 단층 축사를 14동의 2층 밀폐형 축사로 통합·재배치하는 방안을 제안하였다. 이는 사육기능 집약을 통해 공간 이용 효율과 유지관리 효율을 높이고, 중앙집중형 배기·악취저감 설비 적용을 용이하게 하기 위한 것으로, 초기 구조비 증가 가능성은 있으나 중복 설비 축소와 운영관리 통합을 통해 장기적 운영 효율을 확보할 수 있다고 판단하였다. 다만 동수·동당 규모는 두수 유지를 전제로 한 예시적 구성안이며, 사육밀도·환기용량 등에 대한 정량적 산정은 기본설계 단계의 과업으로 남겨둔다. 통합 배치와 완충녹지 계획을 포함한 대상지 마스터플랜은 Figure 6에 제시하였다.
결 론
본 연구는 국내 축산업의 환경 문제와 사회적 갈등을 해결하기 위한 스마트축산단지 개념설계를 제안하였다. 충청남도 논산시 A양돈단지를 대상으로 현장조사와 이해관계자 의견수렴을 실시하고, 국내외 사례 분석을 통해 환경조절, 스마트 축사 구조, 분뇨 자원화, 에너지 관리, 자동급이, 경관 조성, 디지털 트윈의 7가지 설계요소를 도출하였다.
제안된 통합 마스터플랜은 개별 요소기술을 나열한 결과물이 아니라, 각 구성요소가 서로의 성립 조건이자 실행 근거로 작동하는 상호의존적 체계로 설계되었다. 분뇨의 신속 수거와 공동처리는 바이오가스 생산의 원료를 안정적으로 확보하는 전제가 되고, 이렇게 생산된 전기·열에너지는 환경조절 시스템과 축사 운영에 재투입되어 에너지 자립도를 높이도록 설계하였다. 이러한 물리적 순환 구조는 통합 축사동, 공동 분뇨처리시설, 완충녹지를 포함한 대상지 마스터플랜(Figure 6)으로 구체화되며, 관리지향형 디지털 트윈 플랫폼은 그 위에서 축사환경·분뇨처리·에너지 데이터를 하나의 관제 체계로 통합하는 역할을 수행한다. 그러나 이러한 기술적 통합은 그 자체로 완결되지 않는다. 재원조달 구조(결과 및 고찰 3절)와 법·제도적 근거(결과 및 고찰 4절)가 뒷받침되지 않으면 실행 가능한 계획으로 이어지지 못하며, 지자체-농가-주민 협의체(결과 및 고찰 5절)가 상시적으로 작동하지 않으면 이해관계자 갈등을 완화할 수 없다. 즉 기술설계, 재원·법제, 거버넌스라는 세 분야는 어느 하나가 결여되어도 나머지가 성립하지 않는 상호의존적 관계에 있으며, 본 연구가 제안하는 통합 마스터플랜의 핵심은 이 세 분야를 하나의 계획으로 결합하였다는 점이다.
본 연구의 학술적 의의는 개별 기술 중심의 기존 연구와 달리 축산단지 조성의 기술설계와 이를 뒷받침하는 재원조달 구조, 법·제도적 근거, 그리고 지자체-농가-주민 협의체 및 행정절차를 하나의 통합 마스터플랜으로 연결하였다는 점에 있다. 특히 2024년 개편된 지능형(스마트)축산단지 조성사업 시행지침과 「농촌공간 재구조화 및 재생지원에 관한 법률」이 제공하는 법적 근거를 실제 협의체 운영모델과 행정절차로 구체화함으로써, 정책 문헌에 머물러 있던 제도적 장치를 실행 가능한 절차로 구체화하는 데 기여할 수 있다는 점에서 정책적 의의가 있다.
다만 본 연구는 개념설계 단계로서 협의체 모델의 실제 운영성과나 행정절차별 소요기간에 대한 실증적 검증이 이루어지지 않았으며, 이해관계자 인식 분석 역시 5건의 정성자료에 기반한 예비적 수준에 그친다는 한계를 갖는다. 또한 경제성 평가 및 비용편익 분석이 수행되지 않았고, 실증 단지 조성을 통한 환경개선 효과 및 경영성과 검증이 이루어지지 않았으며, 단일 사례(양돈)를 대상으로 하였기에 지역별·축종별 적용 가능성에 대한 추가 검증이 필요하다는 한계도 갖는다. 아울러 본 연구의 공간분석은 GIS 기반의 정성적 판독 수준에 그쳐 최근접 이웃 거리, 완충구역 면적비 등의 정량 공간지표와 사육밀도·환기용량 등 축사 설계 수치는 산출되지 못하였으며, 이는 기본설계 단계에서 보완되어야 할 정량적 산출의 한계로 남는다. 향후 연구에서는 협의체의 실제 구성·운영 사례를 대상으로 한 종단적 모니터링, 정량 설문을 통한 이해관계자 인식의 구조적 분석, 실증 단지 조성을 통한 환경·생산성 지표 모니터링과 경제성 분석, 그리고 타 축종으로의 확장 연구가 수행되어야 할 것이다.
정책적 측면에서는 노후 축산단지 재정비 시 단지 단위 통합 설계 기준 마련, 공동 분뇨처리 및 에너지화 시설에 대한 정부 지원 확대, 디지털 트윈 기반 스마트 축산 관리 시스템 R&D 투자 강화가 필요하다. 특히 초기 투자 부담 완화를 위한 단계적 지원 체계와 실증 사업 확대가 요구된다.
본 연구에서 제시한 요소기술 체계와 개념설계안은 노후 축산단지의 스마트화, 공동 분뇨처리 기반 악취저감, 에너지 자립형 축산단지 조성 및 단지 단위 통합운영 기준 마련을 위한 기초자료로 활용될 수 있다.
