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연구제안

바이오경제 전환을 위한 농업 부산물의 고부가가치화 전략 연구

2025.04.18

카테고리

답변완료

작성자

박용환

이메일

sanoramyun8@gmail.com

소속(기관명)

크리에이티브 넥서스

과제성격

중장기 과제(전략적 대형 핵심과제)

제안과제명: "바이오경제 전환을 위한 농업 부산물의 고부가가치화 전략 연구"

1. 과제의 성격: 정책연구

이 연구는 농업 부산물의 고부가가치화를 통한 바이오경제 활성화를 위한 구체적인 정책 대안을 제시하는 것을 목적으로 하는 정책연구입니다.

2. 연구기간: 중장기 대형과제(1년 초과)

농업 부산물의 가치사슬 분석, 기술 개발 현황 평가, 사업화 모델 구축을 위해 충분한 연구기간이 필요하므로, 2년간의 연구를 제안합니다.

3. 연구의 필요성과 목적:

우리나라 농업은 매년 상당량의 부산물을 생산하고 있으나, 이의 대부분은 저부가가치 방식으로 처리되거나 폐기물로 취급되고 있습니다. 농림축산식품부 자료에 따르면, 연간 약 900만 톤 이상의 농업 부산물이 발생하며, 이 중 약 60%만이 재활용되고 있습니다. 특히 작물 재배 과정에서 발생하는 부산물(작물 잔여물, 비규격 농산물 등)은 대부분 현장에서 소각되거나 매립되어 환경오염 문제를 야기하고 있습니다.

글로벌 환경 위기와 자원 고갈에 대응하여 순환경제로의 전환이 국제적 패러다임으로 자리잡고 있는 가운데, 농업 부산물은 바이오경제의 핵심 자원으로 주목받고 있습니다. 유럽, 미국 등 선진국들은 이미 농업 부산물을 활용한 바이오소재, 생물학적 기반 화학제품, 바이오에너지 등 다양한 고부가가치 제품 개발에 적극적으로 투자하고 있습니다. 한국 또한 '2050 탄소중립' 목표를 달성하고 지속가능한 농업 발전을 위해서는 농업 부산물의 효율적 활용이 필수적입니다.

더불어, 농업의 수익성 악화와 농가소득 정체 문제를 해결하기 위해서는 농업 부산물을 통한 새로운 가치 창출이 필요합니다. 현재의 농업 생산 체계에서는 주산물 판매를 통한 수익 창출에 집중하고 있으나, 부산물의 고부가가치화를 통해 추가적인 소득원을 확보할 수 있는 가능성이 높습니다.

이러한 배경에서 본 연구는 다음과 같은 구체적인 목적을 가지고 추진하고자 합니다:

첫째, 국내 농업 부문에서 발생하는 부산물의 종류, 발생량, 현재 활용 실태를 체계적으로 분석합니다. 작물별, 지역별로 세분화된 실태 조사를 통해 고부가가치화 전략 수립의 기초를 마련합니다.

둘째, 농업 부산물의 바이오소재화, 에너지화, 식품소재화 등 다양한 고부가가치화 기술 현황과 경제성을 평가합니다. 국내외 기술 개발 동향을 분석하고, 한국 농업 환경에 적합한 기술 도입 방안을 모색합니다.

셋째, 농업 부산물의 수집, 가공, 유통, 활용을 포괄하는 통합적 가치사슬 구축 방안을 제시합니다. 부산물의 안정적 공급과 품질 관리를 위한 시스템 구축 방안을 도출합니다.

넷째, 바이오경제 활성화를 위한 법·제도적 개선방안과 정책 지원 방안을 도출합니다. 현행 제도의 한계점을 분석하고, 농업 부산물의 고부가가치화를 촉진할 수 있는 실효성 있는 정책 패키지를 제안합니다.

4. 주요 연구내용:

1) 농업 부산물 발생 실태와 활용 현황 분석

본 연구는 먼저 국내 농업 부산물의 발생 실태와 활용 현황을 종합적으로 파악하고자 합니다. 주요 작물별(벼, 보리, 밀, 콩, 과수, 채소 등) 부산물 발생량과 특성을 조사하고, 지역별 분포 현황을 분석합니다. 또한 축산 분야에서 발생하는 부산물과의 연계 가능성도 검토합니다. 현재의 부산물 처리 방식과 활용 현황을 조사하여 문제점과 개선 가능성을 도출합니다. 더불어 EU, 미국, 일본 등 선진국의 농업 부산물 활용 사례를 심층 분석하여 시사점을 도출합니다.

2) 농업 부산물 고부가가치화 기술 및 사업화 모델 개발

수집된 자료를 바탕으로 다양한 고부가가치화 기술 및 사업화 모델을 검토합니다:

첫째, 바이오소재화 기술을 분석합니다. 농업 부산물에서 추출한 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌 등을 활용한 바이오플라스틱, 생분해성 포장재, 기능성 필름 등의 개발 가능성과 경제성을 평가합니다.

둘째, 에너지화 기술을 검토합니다. 바이오가스, 바이오에탄올, 바이오디젤 등 다양한 형태의 바이오에너지 생산 기술을 분석하고, 국내 농업 환경에 적합한 에너지화 모델을 제시합니다.

셋째, 식품소재화 가능성을 탐색합니다. 농업 부산물에서 추출할 수 있는 기능성 성분(폴리페놀, 식이섬유, 안토시아닌 등)을 활용한 식품첨가물, 건강기능식품 소재 개발 방안을 제시합니다.

넷째, 농업-산업 간 연계 모델을 개발합니다. 농업 부산물을 화학산업, 제약산업, 식품산업, 에너지산업 등 다양한 산업 분야와 연계하는 구체적인 사업화 모델을 설계합니다.

3) 농업 부산물 가치사슬 구축 방안

농업 부산물의 효율적 활용을 위한 통합적 가치사슬 구축 방안을 다음과 같이 연구합니다:

첫째, 수집 및 물류 시스템을 설계합니다. 분산된 형태로 발생하는 농업 부산물의 효율적인 수집, 저장, 운송 체계를 구축하고, 비용 효율성을 분석합니다.

둘째, 품질 관리 및 표준화 방안을 모색합니다. 부산물의 안정적 품질 확보를 위한 관리 기준과 표준화 방안을 수립하여, 산업적 활용 가능성을 높입니다.

셋째, 지역 단위 순환경제 모델을 설계합니다. 마을, 읍·면, 시·군 등 다양한 공간 규모별로 적합한 부산물 활용 모델을 제시하고, 지역 자원순환 체계 구축 방안을 도출합니다.

넷째, 농업 주체별 연계 방안을 모색합니다. 개별 농가, 농업법인, 농협, 가공업체 등 다양한 주체 간 협력 체계 구축 방안을 제시합니다.

4) 제도 개선 및 정책 지원 방안

바이오경제 활성화를 위한 법·제도적 개선방안을 다음과 같이 연구합니다:

첫째, 현행 법·제도 분석 및 개선방안을 도출합니다. 폐기물관리법, 자원순환기본법, 신재생에너지법 등 관련 법령을 분석하고, 농업 부산물의 자원화를 촉진하기 위한 제도 개선안을 제시합니다.

둘째, 정책 지원 방안을 설계합니다. 연구개발 지원, 시설 투자 지원, 세제 혜택, 금융 지원 등 다양한 정책 수단의 효과성을 분석하고, 실효성 있는 지원 패키지를 도출합니다.

셋째, 산업 육성 전략을 수립합니다. 농업 부산물 기반 바이오산업의 육성을 위한 클러스터 조성, 기업 지원, 연구개발 협력 체계 구축 등의 전략을 제시합니다.

5) 시범사업 추진방안 수립

개발된 모델의 실효성 검증을 위한 시범사업 추진방안을 구체적으로 설계합니다:

첫째, 시범지역 선정을 위한 객관적 기준을 수립합니다. 부산물 발생량, 지역 산업 구조, 추진 역량 등을 고려한 평가지표를 개발하고, 이를 통해 시범사업에 적합한 지역을 선정합니다.

둘째, 체계적인 사업추진체계를 설계합니다. 중앙정부, 지자체, 연구기관, 기업, 농업인이 참여하는 거버넌스 구조를 구축하고, 각 주체의 역할과 책임을 명확히 정립합니다.

셋째, 실현 가능한 재원조달 방안을 검토합니다. 정부 지원, 민간 투자, 수익모델 등 다양한 재원조달 방식의 장단점을 분석하고, 지속가능한 사업 운영 모델을 제시합니다.

5. 기대효과 및 활용방안:

1) 정책적 기대효과

본 연구를 통해 다음과 같은 정책적 효과가 기대됩니다:

첫째, 국가 탄소중립 목표 달성에 기여합니다. 농업 부산물의 효율적 활용은 온실가스 배출 감소와 탄소 흡수원 확대로 이어져, 2050 탄소중립 목표 달성에 기여할 것입니다.

둘째, 농업의 지속가능성이 향상됩니다. 부산물의 자원화를 통해 농업 생산 과정에서 발생하는 환경 부하가 감소하고, 자원순환형 농업 시스템 구축의 기반이 마련될 것입니다.

셋째, 농촌 지역 에너지 자립도가 제고됩니다. 농업 부산물을 활용한 바이오에너지 생산은 농촌 지역의 에너지 자립도를 높이고, 에너지 비용 절감으로 이어질 것입니다.

넷째, 한국형 바이오경제 모델이 구축됩니다. 본 연구를 통해 한국 농업의 특성에 맞는 독자적인 바이오경제 발전 모델이 제시되어, 미래 농업의 새로운 패러다임을 형성할 것입니다.

2) 경제적 기대효과

본 연구를 통한 농업 부산물의 고부가가치화는 농업 경제에 다각적인 파급효과를 가져올 것으로 예상됩니다.

먼저, 농가소득 증대 효과가 기대됩니다. 현재 비용을 들여 처리하거나 방치되고 있는 부산물이 새로운 수익원으로 전환됨으로써, 농가의 추가 소득 창출이 가능해질 것입니다. 분석에 따르면, 농업 부산물의 효율적 활용 시 농가당 연간 약 150~300만원의 추가 소득 창출이 가능할 것으로 추정됩니다.

다음으로, 새로운 산업 생태계 조성 효과가 있을 것입니다. 농업 부산물을 활용한 바이오소재, 에너지, 식품소재 등의 생산은 관련 가공, 유통, 연구개발 등 다양한 분야의 신산업 창출로 이어질 수 있습니다. 이는 특히 농촌 지역에 새로운 일자리와 경제적 기회를 제공할 것입니다.

또한, 수입 대체 효과가 발생할 것으로 기대됩니다. 현재 해외에서 수입하고 있는 다양한 바이오 기반 제품들을 국내 농업 부산물로 대체함으로써, 수입 의존도 감소와 국내 산업 경쟁력 강화에 기여할 수 있습니다. 특히 바이오플라스틱, 기능성 소재 등 고부가가치 제품의 국산화는 상당한 경제적 효과를 가져올 것으로 예상됩니다.

마지막으로, 친환경 산업으로의 전환을 통한 국제 경쟁력 강화가 기대됩니다. 전 세계적으로 환경 규제가 강화되고 친환경 제품에 대한 수요가 증가하는 상황에서, 농업 부산물 기반 친환경 제품은 새로운 수출 품목으로 발전할 가능성이 높습니다. 이는 한국 농식품 산업의 국제 경쟁력 강화로 이어질 것입니다.

3) 활용방안

본 연구의 결과는 다음과 같이 다양한 방면에서 활용될 수 있습니다:

첫째, 국가 바이오경제 전략 수립의 기초자료로 활용됩니다. 본 연구에서 도출된 농업 부산물의 발생 실태와 잠재력 분석 결과는 국가적 차원의 바이오경제 육성 전략 수립에 중요한 참고자료가 될 것입니다. 특히 부문별, 지역별로 세분화된 분석 결과는 맞춤형 전략 설계에 유용하게 활용될 수 있습니다.

둘째, 실제 사업화를 위한 구체적인 지침서로 활용됩니다. 본 연구에서 제시된 기술 분석, 사업화 모델, 가치사슬 구축 방안은 기업, 농업 조직, 지자체 등이 실제 사업을 추진하는 데 있어 실용적인 가이드라인이 될 수 있습니다. 이를 통해 이론에 그치지 않고 실제 산업화로 이어질 수 있는 기반이 마련될 것입니다.

셋째, 다양한 후속 연구의 기반으로 활용됩니다. 본 연구는 농업 부산물의 고부가가치화라는 폭넓은 주제에 대한 종합적인 접근을 시도하며, 이는 향후 더욱 세분화된 다양한 연구들의 출발점이 될 수 있습니다. 예를 들어, 특정 부산물의 특성 연구, 특정 가공 기술의 최적화, 지역별 맞춤형 모델 개발 등의 후속 연구가 가능할 것입니다.

넷째, 정부 및 지자체의 관련 정책 수립에 직접적으로 활용됩니다. 본 연구에서 도출된 법·제도 개선방안과 정책 지원 방안은 중앙정부 및 지자체가 관련 정책을 수립하는 데 있어 구체적인 방향성을 제시할 것입니다. 특히 시범사업 추진방안은 정책의 단계적 도입과 효과 검증에 유용하게 활용될 수 있습니다.

마지막으로, 이 연구는 농업의 새로운 가치 창출 모델을 제시하는 데 기여할 것입니다. 단순한 부산물 처리를 넘어, 농업 생산 과정 전반을 자원 효율적이고 부가가치 창출이 가능한 시스템으로 재구성하는 비전을 제시함으로써, 향후 농업 발전의 새로운 방향을 설정하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

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한국농촌경제연구원 2025.04.18

안녕하세요. ‘연구제안’에 참여해 주셔서 감사합니다.

본 건은 26년도 일반과제 원외 제안으로 접수되어, 해당내용을 관련 연구자들에게 전달하였습니다.

추후 연구자의 과제 추진의사가 있을 경우, 연구원의 심의 과정을 거쳐 과제가 선정될 예정입니다.

앞으로도 연구원 과제 발굴에 많은 관심과 성원 부탁드립니다.

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