Ⅰ. 서 론
농업은 기상과 가장 밀접한 관련이 있으며, 정부는 매년 기상 연구를 통해 농업의 안정적인 먹거리 생산을 추구하고 있다. 하지만, 최근 몇 년 사이 전 세계적으로 이상기후가 자주 발생하여 농업의 안정적인 생산이 유지되지 못하고 있다 (Lee, 2007; Lee, 2015). 특히, 우리나라의 경우 다른 나라와 비교하여 이상기온이 더욱 자주 발생하는 뚜렷한 특징을 가지고 있다 (National Institute of Meteorological Research, 2009). 이 중 겨울철 폭설은 빈도 및 크기가 점차 증가하는 경향성을 보이는데 (Kim et al., 2018), 특히 이상기후로 인한 지역별 기습폭설 사례가 증가하고 있어 우리나라 온실 피해를 급격히 유발하고 있다 (Park et al., 2010). 2016년 사유 시설 피해액 599억 원 중 비닐온실의 피해액은 314억 원에 달하고 있으며, 2009년부터 2018년까지 최근 10년간 3,503억 원의 비닐온실 피해액이 발생하였다 (Lee, 2020; 행정안전부, 2019). 특히 폭설 피해가 가장 많이 발생한 2001년에는 피해액은 3,400억 원, 피해면적은 4,984 ha로 집계된 바 있다 (Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs, 2017).
온실은 전체 시설 재배면적 54,218 ha 중 단동 비닐온실은 87.3%를, 연동 비닐온실은 11.8%를 차지하고 있어 전체 시설채소면적의 99%는 비닐온실을 이용하고 있다 (시설화훼는 92.2%) (MAFRA, 2017). 이러한 비닐온실은 설계 형태에 따라 폭설에 매우 취약한 기존 온실설계 표준안인 ‘농가 보급형⋅지도형’은 2017년 기준 전체 비닐온실 면적의 63.2%를 차지하고 있으며, 약 10%는 비규격온실로 집계되고 있어 전체 비닐온실의 약 70%는 폭설에 매우 취약한 것으로 집계되고 있다 (MAFRA, 2017).
비닐온실의 붕괴는 온실 1 동 (200 평 기준)에 대해 구축비용과 농작물 피해액을 포함하여 약 2,000만 원 이상의 경제적 손실을 일으킨다. 시설원예작물 중 딸기 (반촉성)를 예로 들 때 평년 기준 평당 수입은 약 6만8천 원으로 비닐온실 1 동 (200 평 기준)이 무너질 경우 약 1천3백만 원의 작물피해액이 발생하며, 시설화훼작물 중 장미의 경우 1 동당 2천1백만 원의 피해액이 발생하므로 온실 구축비용을 포함하여 약 3천만 원의 자산피해를 입게 된다. 또한 고부가가치 시설원예 작목용 온실이 피해를 볼 경우, 마땅한 대체 작목선정이 곤란하여 당해 농민 생업에 큰 영향을 미친다. 파프리카, 피망, 화훼 등은 파종기에 온실이 훼손될 경우, 뒤이은 한해와 냉해로 인해 작물의 생육이 불가능하게 되고, 피해시설 잔해로 인해 대체 작목 파종도 곤란해진다. 겨울철 시설재배 특산품은 기상재해에 의한 피해율에 따라 가격변동의 영향이 절대적이기에 소비의 위축에 따른 농촌 경제 전반에 큰 악순환을 일으킬 수 있다.
농민이 폭설에 대처하는 방법 중 하나는 서까래 규격 2.5 이상의 철재 빔으로 보조 버팀기둥을 2~6 m 이내 간격으로 설치해 뼈대를 튼튼히 하는 방법이 있다 (Lee et al., 2001). 그러나 보조 버팀기둥은 온실 내 작업의 방해 요소가 되기 때문에 초기 설계에는 고려되지 않으며, 폭설이 예상될 때 적기에 설치하여 적설하중에 의한 무너짐을 방지해야한다. 하지만 기습폭설 시 온실을 보강하러 가는 길목이 위험할 수 있으며, 귀농 농가 및 고령 농민의 경우 폭설 상황에 따른 적기 대처에 더욱 어려움을 느낄 수 있기에 (Koo et al., 2015), 이를 위한 보조수단이 필요하다. 폭설 대처법 중 다른 하나인 온풍기를 이용한 폭설 예방은 온실 전체의 난방에 많은 시간이 소모되어 기습폭설에 대처하기 어려우며, 유류비의 과다 소비와 작물 생장에 영향을 미칠 수 있는 등의 한계점이 존재한다 (Chung et al., 2011). 정부에서는 정책적으로 풍수해대비 보험을 장려함으로써 매년 발생하는 폭설 피해를 대처하고 있으나 폭설에 의한 온실 피해 시 보험과 지원금을 믿고 폭설에 대한 일부 농민들의 적극적인 대비가 부족해지고 있으며, 국고 및 보험비 낭비의 악순환으로 피해경감을 위한 본질적인 대처가 필요한 현실이다.
현재 농촌 방재를 위한 많은 연구가 이루어지고 있으나, 비단 방재는 좋은 기술과 정책적인 노력만으로는 해결될 수 없으며, 또한 농민의 개인적인 대처만으로는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 방재를 위한 근본적인 방안 마련을 위해, 농촌 수요 현실에 적합한 대표적 비즈니스 모델을 제시하고자 한다. 구체적 내용으로는 온실별 폭설 방재에 적극적으로 대응 가능한 새로운 해결법을 모색하고, 이를 통해 사회⋅경제적으로 상품화가 가능한 사업화 전략을 제시하고자 한다.
Ⅱ. 재료 및 방법
1. 비즈니스 모델의 이론 및 설계
현재 농촌 대상 기업들은 경제성장 둔화, 저가 경쟁자의 등장 및 글로벌 메가트렌드의 변화와 같은 다양한 도전에 직면하고 있다. 비즈니스 모델은 산업구조적 환경 변화에 발맞추어 본격적인 신기술⋅신제품 개발 없이도 높은 성과를 기대할 수 있는 전략 대안으로 주목받고 있다. 비즈니스 모델이란 기업의 판매 전략 및 수익창출구조를 나타내는 큰 흐름으로 정의된다. 즉, 기업이 어떤 가치를, 누구를 대상으로, 어떻게 전달하며, 동시에 이를 통하여 어떻게 수익을 창출할 것인가를 설명하는 하나의 체계로 정의할 수 있다 (Kang, 2011).
성공적인 비즈니스 모델은 5가지 구성요소로 이루어진다. 첫번째 요소는 ‘가치 제안 (Value proposition)’으로 상품 혹은 서비스의 설계와 관련된다. 이는 판매하려는 상품 및 서비스가 무엇이며, 고객에게 제공하는 가치가 무엇인가를 정의하는 것이다. 두번째 요소는 목표 고객 (Target customer)로, 판매 상품의 수요층을 명확히 하는 것이다. 첫번째 요소로부터 논의된 판매상품 혹은 서비스를 누구에게 판매하는 것이 타당한지, 혹은 어떤 고객이 가장 구매 의향이 높을지를 검토하는 단계로, 이는 곧 잠재시장의 정의를 의미한다. 세번째 요소는 ‘가치사슬/조직 (Value chain/Org.)’으로 상품 및 서비스를 공급측면에서 생산과정-판로까지 어떻게 구축할 것인가를 논의하는 것이다. 즉, 상품 혹은 서비스를 공급하기 위하여 생산부터 유통, 판매까지의 전반적인 공급과정에 대한 구상이 필요하며, 공급의 주체 및 방향에 대한 설계가 필요하다.
네번째 요소는 ‘전달방식 (Delivery design)’으로 성공적인 판매를 위한 사업화 전략을 논의하는 것이며, 공급자가 제공할 수 있는 차별적 가치를 논의하고 판매 전략을 구상하여야 한다. 또한 손익분기점 달성을 위한 최소한의 판매 조건 도출이 요구된다. 다섯 번째 요소는 ‘수익 흐름 (Revenue stream)’으로 수익창출 및 비용 구조에 대한 구체적인 검토를 의미한다. 단순한 손익분기점 계산과 더불어 추가적인 가치창출 방안을 모색해야 한다. 따라서 본 연구에서는 가장 먼저 제시된 다섯 가지 구성 요소를 토대로 Fig. 1과 같이 비즈니스 모델의 설계 전략을 다섯 가지로 구성하고, 각 요소별 핵심 전략과 이에 따른 접근방법울 구축하였다. 이후 각 요소별 설계된 접근방법을 토대로 구체적인 비즈니스 모델 구축 전략을 모색하였다.
2. 가치 제안 (Value proposition)
가. 기존 서비스의 한계점
현재 대국민 서비스 기상청 예보 시스템 한계점으로 적설심 측정 장비의 경우 무게 개념이 아닌 높이 개념으로 계측되며, 동일한 적설심에 대해서도 환경조건에 따라 다른 하중을 유발할 수 있다. 또한 기상상태 (대기의 온도, 습도 등)가 시간마다 지역마다 계절마다 상이하여 눈의 단위중량 (밀도)도 변하지만 이를 반영할 수 있는 시스템은 현재 전무하다. 기상대마다 적설심을 자동 측정하는 계측장비 방식이 상이 (레이더방식, 초음파방식, 나안방식 등)하며, 기상대마다 눈이 쌓이는 Bed (원판)의 형태가 상이 (예: 콘크리트, 나무 등)하여 계측값 신뢰도가 매우 낮다. 여기에 단순 적설 예보 시스템 (수치해석 모델링 방법)은 매우 낮은 해상도로, 설하중의 지역적, 국지적 특성을 반영하지 못하고 있다.
또한 온실 구조설계 방법의 한계점으로 농촌진흥청에서 2010년에 발행한 최신 온실구조설계 표준안 (내재해형)도 적설에 대해 무게 개념이 아닌 높이 개념으로 접근하였으며, 내재해형 형태조차도 설하중에 취약성을 보인다. 현재까지 제시된 온실 구조설계 방법은 지중에 매설된 온실 구조재의 끝단을 고정이라 가정하여 현실적 경계조건인 Semi-hinge (Spring) 조건을 만족하지 못하고 있다. 뿐만 아니라 최신 온실 구조설계 방법론조차 대변형 (Large displacement) 및 소성변형 (Plastic deformation)을 고려하지 않은 탄성영역 상태의 설계방법으로 현실적 고려가 전무한 실정이다 (Lee et al., 2020).
나. 차별화 전략
가치 제안 (Value proposition)에서는 현재 시장 현황과 기성품과 비교하여 고객에게 제공하고자 하는 차별적 가치를 정의하고, 가치를 정의하기 위한 근거와 어떻게, 얼마나 제공할 수 있는지 세부 전략을 구체화하여 단계별 전략 수립의 기반이 되도록 한다. 본 연구에서 비닐온실 폭설 방재를 위해 제안하는 가치 (Value)는 온실 설하중 스마트 예⋅경보 시스템 서비스 제공으로 정의하였으며, 이에 따른 세부 구성요소는 다음 1)~5)와 같다.
1) 온실 설하중 예⋅경보 시스템 규격 및 설치 형태
이에 본 연구에서는 Lee et al. (2020)이 개발한 지중에 매설된 온실 구조재의 끝단을 현실적 경계조건인 Semi-hinge (Spring) 조건으로 모델링한 수치모델로 Main frame의 대변형 및 소성변형 영역도 포함하는 구조해석 방법을 이용하여 온실 설하중 센서의 정확한 설치 위치를 제공한다. 여기에 공기유동 전산유체역학 수치해석으로 온실 설하중 및 풍압 분포를 분석하며, 이를 통해 바람에 의한 설하중의 편심양을 계산하여 기존 구조해석에서 반영하지 못한 외부 편심하중을 특화한다. 개발 센서의 형태는 설치비용이 저렴하고 정확한 계측이 가능하며 유지관리도 저렴한 물리적 센서 형태로 개발되는 형태로 설계된다. 또한 온실 내 상부에 설치하여 유지관리 및 농작업에 전혀 방해 되지 않는 구조로 개발되며, 설치 지역 및 온실 형태에 따라 센서 감도를 조절할 수 있는 단계별 변환 스위치를 탑제하여 개발된 센서의 범용성을 높이는 것으로 한다. 센서의 설치는 중앙 스위치 부분을 제외한 나머지 부분은 가벼운 재질을 사용하여 스프링의 부담을 줄이며, 거치용 Arm 부분은 가벼운 튜브 형태로 다양한 하우스 골조의 간격에 따라 자르거나 연장해서 사용한다. 통신 모듈에 추가적인 온⋅습도 등의 환경센서나 복수의 설하중 센서 또는 릴레이를 연결할 수 있도록 하여 기존 자동화 시설을 원격 자동화 시설로 확장하고, 온실의 실시간 환경 모니터링이 가능하도록 한다. 복수의 통신 방식 (Wi-Fi, LTE modem, Cat M1)을 지원하여 망 연결을 유연하게 하며, 복수의 전원 방식 (태양전지, 유선전력)을 지원하고 배터리를 내장하여 전력 상황을 모니터링한다.
2) 설하중 구조 보강용 파이프 제공
Lee et al. (2020) 구조해석 방법론을 적용하여, 온실별 설하중에 견딜 수 있는 구조용 보강 강재 구축한다. 구조용 보강 강재는 단순한 중공 파이프 (온실용 강관)의 형태로 한쪽은 지반을 다른 한쪽은 비닐하우스 Main frame을 지지할 수 있는 형태로, X자 형태로 설치하여 효율적으로 보강할 수 있도록 한다. 구조용 보강 강재의 경우 단가가 저렴하여 센서 설치 시 무료로 제공이 가능하며, 온실 형태에 따른 파이프의 설치방법을 매뉴얼로 제공한다. 구조 보강용 파이프는 임시 구조물 형태로 언제든 제거 가능할 수 있도록 설계되므로 효율적인 농작업 환경을 구축할 수 있다.
3) 개별 온실 전용 App 제공 및 네트워크 전송 시스템 구축을 통한 시설제어
온실 종류와 형태, 설치 상태 등을 고려할 수 있는 App과 전송시스템을 개발하여 제공한다. 넓은 범위의 폭설 경보 대신, 실제 소유한 개별 온실에 대한 실시간 정보 전송 방식으로 온실의 변형정보, 환경정보를 사용자의 스마트기기에 제공하며, 제공된 정보를 바탕으로 사용자는 현장에 미리 방문하여 제공된 X자 파이프를 이용해 구조보강과 다른 긴급 작업을 실시할 수 있도록 돕는다. 전송 네트워크는 복수의 통신 방식 (Cat M1, LTE modem, Wi-Fi)을 지원하여 망 연결을 유연하게 하며, 릴레이 사용 시 실시간 통신을 유지하고 릴레이를 사용하지 않을 시 주기적 통신 방식을 사용한다. 서버에 환경센서, 전원, 릴레이 등의 상태 값을 저장하여 통계 자료로 활용 가능토록 한다. 전용 App을 통해 설하중 예측 기상 시스템 등을 포함하여 온⋅습도 등의 실시간 환경 모니터링 서비스를 제공하며, Push/Pop 기능을 지원하여 설하중 감지 또는 환경센서 임계 치 도달시 사용자에게 알림 기능을 구성한다. 이는 하우스 변형으로 인한 인명재해 방지, 인건비 절감 및 재배 작물의 품질 향상에 기여할 수 있다.
4) 설하중 예측 기상 시스템 제공
기존 개발된 하중 관련 모델들은 빈도 개념만을 이용해서 접근하였으나, 본 시스템에서 제공하는 예측 시스템은 확률론적 통계 기법을 적용하여 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있다. Lee et al. (2020)는 적설 자료에 대해 Markov chain 및 군집분석을 이용하여 시간 경과에 따른 설하중 발생 확률 자료 제공 체계를 개발했으며, 이를 통해 설하중 발생 확률 자료를 전용 어플리케이션에 탑재하여 센서의 움직임에 따른 위험도를 경고하는 시스템을 개발하였다. 또한 국가농림기상센터 (2009)는 2016년에 농림업 지원을 위한 고해상도 지면-대기모델링 패키지인 LAMP (Land-Atmosphere Modeling Package)를 구축하고, 다양한 농림기상 변수들에 대한 중장기 모의 및 예측 자료를 생산하고 있다 (Lee et al., 2016). LAMP의 10일 중기예측 자료는 공간해상도가 810 m로 매우 높은 해상도를 가지며, 지역적, 국지적 특성도 반영 가능한 예측 시스템이다. LAMP 고해상도 중기예측 결과를 전용 어플리케이션과 연동되는 서버에 탑재하여, 비닐온실이 밀집된 지역에 대하여 적설심 및 설하중의 예측 정보를 제공한다.
5) 비닐하우스 구조 재확인 및 취약성 종합검토 서비스
상품의 설치 및 제공 이후, 환경조건의 변화에 대응할 기반을 마련할 수 있다. 설치 및 시공 상태 및 환경조건 변화를 전용 App 및 네트워크에 반영하여 예⋅경보의 실제 온실의 거동을 반영한 구조 안정성 분석이 가능하다. 온실이 설치된 지반의 연약화 등에 의해 온실이 구조적으로 취약한 상태에 처할 수 있으며, 온실에 하중이 가해질 시, 실제 온실의 거동은 설계도 상의 거동과 매우 다르며, 지반 조건에 따라 상이해질 수 있다. 이에 대한 구조 재확인을 진행하고, 변화된 조건에 대한 대응 체계 구축이 가능하다.
Ⅲ. 결과 및 고찰
1. 목표 고객 (Target customer) 설정
가. 잠재 시장 설정
대체재들과 비교하여 비닐온실 폭설 방재 시스템이 제공할 수 있는 차별적 가치는 개별 농가 수준의 서비스 및 높은 피해 예방 가능성이라고 할 수 있다. 현재 폭설 피해에 대한 예방 혹은 보상에 대한 대체재는 농작물 재해 보험과, 기상청 예보로 농가의 선택 가능한 예방 수단이 적은 실정이며, 두 대체재의 장단점이 극명하기 때문에, 틈새시장을 공략할 수 있을 것이라고 예상된다.
첫번째로 농작물 재해 보험의 경우에는 개별 농가의 서비스를 제공해줄 수는 있으나, 피해가 벌어진 이후에나 보상금을 받을 수 있다. 보상금을 받더라도 작물 판매 소득보다 낮은 수준에서 보상금이 결정되며, 시설 보험에 가입했을 경우에도 일정 수준 (최대 100만 원)의 자기부담금이 존재한다 (NH Property and Casualty, 2019). 피해 보상을 받는 상황에서도 손해 사정인들과의 마찰 등이 발생하여 재해보험금 수령이 불가능하거나 늦어지는 경우가 존재한다. 두번째로 기상청 예보는 농민의 예방 행동에 영향을 끼칠 수 있지만, 개별 농가에 대한 서비스를 제공하지 않아 완벽한 피해 예방이 불가능하다. 앞서 서론에서 제시한 것처럼 기상청 예보에는 한계가 존재하기에, 폭설로 인한 비닐온실 피해가 발생할 수 있는 지역에 잠재적 소비자들이 존재할 것으로 예상된다.
나. 잠재적 소비자 및 시장 확대 가능성 분석을 통한 고객 세분화
An and Kim (2002)에 따르면 작목의 평균소득이 높을수록, 재배면적이 클수록 위험회피 성향이 강하게 나타나는 것으로 보고된 바 있다. 이는 피해 예방을 위해 적극적인 조치 및 투자할 것으로 기대할 수 있다. 즉, 작목의 평균소득이 높고, 재배 면적이 넓은 농가일수록 구매 가능성이 높을 것으로 판단할 수 있다. 농촌진흥청 (2017)에 따르면 평년 기준 1 평당 소득이 높은 작물로 시설 오이 (촉성), 시설 토마토, 시설 딸기 (반촉성), 시설 장미 순으로 대체로 채소 작물이 상위권을 차지고 있는 것으로 나타났으며, 해당 농가를 위험회피도가 높은 농가로 정의할 수 있다. 앞서 서론에서 제시한 바와 같이 채소 농가의 대부분은 재해에 취약한 농가 지도형 온실로 위험회피를 위한 피해 예방에 적극적인 조치를 취할 것으로 판단할 수 있다.
또한 농림축산식품부 (2016)에 따르면, 전국의 비닐온실은 경남 (18.2%), 경북 (17.3%), 충남 (15.1%), 경기 (12.6%) 순으로 많이 분포하고 있는 것으로 조사되었으며, 이중 내재해형 비닐온실 설계 시 26 cm 이상의 적설량을 견뎌야하는 지역으로 91 곳이 지정된 바 있다 (Table 1).
Table 1
Areas that have to withstand snow loads of 26 cm or more when designing a greenhouse (NLC, 2014)
이를 토대로 본 연구에서는 Table 1을 기준으로 해당 지역에 위치한 비닐온실 농가 중 앞서 정의한 위험회피도가 높은 농가들을 주요 잠재적 소비자로 정의하였다. 즉, 재배 면적이 넓고, 고소득 작물을 재배하는 농가를 주요 소비자로 선정한다.
잠재적 소비자 설정에 따른 주요 소비자를 대상으로 마케팅 및 유통 비용의 효율적 사용과 피해 예방 효과를 극대화하기 위해서 폭설 피해가 자주 발생하는 지역부터 보급하는 것으로 선택하였다. 또한 내재해형 온실 설계 기준이 까다로운 지역은 폭설 피해가 많이 관찰되거나 예상되는 지역으로, 이 지역들을 중심으로 보급해야하는 것으로 판단되었다. 이에 따라 지역별 내재해형 설계 기준 적설심과 작물별 평당 평균 소득을 고려했을 때, 1차 고객과 2차 고객으로 고객 세분화가 가능할 것으로 판단되었다. 즉, 1차 고객은 내재해형 설계 기준 적설심 26 cm 이상의 지역으로 평당 소득이 높은 작물들로 구성되며, 2차 고객은 1차 고객 이외의 위험회피 성향이 다소 낮은 대다수의 온실 보유 농가로 구성할 수 있다.
결과적으로 잠재적 소비자가 위치할 수 있는 지역 중 농가 지도형⋅보급형 단동 비닐 온실이 많이 위치해있는 경북, 경남, 충남지역을 중심으로 상대적으로 평당 평균 소득이 높은 작물인 방울토마토, 고추, 가지, 토마토, 딸기, 장미, 오이 등을 재배하는 농가들을 1차 소비층으로 선정하였다 (Table 2). 1차 소비자로 분류된 지역들의 농가는 총 22,841 개이며, 약 6,543 ha의 재배 면적을 지니고 있다. 총 19,793,000 평으로 200 평 당 1 개의 센서를 필요로 한다고 했을 때, 최대 98,965 개를 보급할 수 있을 것으로 분석된다. 또한 통계청 (2017)에 따르면 전국의 방울토마토, 고추, 가지, 토마토, 딸기, 장미, 오이 등을 재배하는 농가는 총 87,152 개가 있으며, 총 약 21,590 ha의 재배면적을 가지고 있는 것으로 집계되고 있다. 즉, 1차 소비층의 시장 규모도 상당한 것으로 추정되며, 2차 소비층까지 포함 시에는 충분한 소비층이 있는 것으로 분석된다.
Table 2
The market size of the 1st consumer segment (Gyeongsang, Chungnam)
다. 리커트척도 (Likert scale) 분석을 통한 수요 파악
본 연구에서 제시한 설하중 예⋅경보 시스템의 수요 파악을 위해 수행한 설문 조사에서 총 9 개 시⋅군에서 94 개의 설문조사 응답을 얻었으며, 유효하지 않은 응답자 25 명을 제외하고, 모든 응답에 성실하게 대답해 준 69 개를 설문조사 표본으로 결과를 분석하였다.
비닐온실 1 동 (평균 200 평)을 위한 시스템 구축 시 본 연구에서 예상한 30만 원보다 높은 수준의 가격인 50만 원의 비용을 제시 했을 때, 32명이 구매를 희망하고 있는 것으로 나타났다. 50만 원일 때 구매한다고 응답한 32 명의 평균 재배 면적은 6,200 평으로 구매하지 않는다고 응답한 37 명의 평균 재배 면적인 4,100 평보다 큰 것으로 나타났다.
또한 50만 원일 때 구매한다고 응답한 32 명 중 21 명의 농업 소득이 5,000만 원 이상이었으며, 구매하지 않는다고 응답한 37 명 중 15 명만이 5,000만 원 이상의 농업 소득을 가지고 있다고 응답하였다. 즉, 재배 면적이 넓고, 농업 소득이 많은 소비자들이 높은 구매 의사를 보인 것으로 판단되었다.
Fig. 6
Current status of farming scale and proportion of the agricultural income who have indicated purchase intentions
Table 3
Survey respondent basics (unit: persons)
Table 4
Purchase intention by product price (unit: persons)
추가로 응답자 대부분이 폭설로 인한 피해가 증가할 것이라고 예측하였는데, 전체 응답자 중, 4 명 (많이 감소할 것이다 : 1 명, 비슷할 것이다 : 3 명)을 제외한 65 명이 증가할 것이라고 응답하였다. 특히 최근에 폭설 피해를 입고, 시장 가격이 높게 형성된 작물을 재배하는 제주도 지역의 농가들 또한 폭설 피해에 대한 우려가 상승하고 있어, 미래의 잠재적 소비지로 예측된다. 또한 설문조사 후 자발적인 추가 응답을 통해 농작물 재해 보험에 대한 불신을 보인 응답자들이 존재하였다. 이들은 농작물 재해 보험을 가입하더라도 보험사에서 보상을 최대한 해주지 않으려고 한다는 의견을 보였다. 즉, 폭설 피해에 대처하는 기존 대체재와 비교하여 직접적으로 피해를 예방할 수 있는 본 시스템을 선호하고 있는 것으로 볼 수 있다. 그러나 응답자 중 시스템의 성능에 대한 불신으로 구매를 꺼리는 사람들도 다수 있는 것으로 조사됨에 따라, 본 시스템의 출시 이전에 사전 시범서비스 등을 실시하여 시스템에 대한 신뢰성을 구축하는 것이 필요하다고 판단된다.
2. 공급사슬 및 전달방식과 수익흐름 설계
가. 공급사슬 설계 (Value chain design)
실제 센서 제조 및 판매 업체의 자문을 통해 공급업체에서 온실 설하중 센서 및 통신 모듈 개발을 상정했을 경우 비용과 이에 따른 제품 판매 예상 단가는 Table 5와 같을 것으로 전망되었다. 해당 비용은 초기 개발 비용으로 이후 양산화가 가능해질 경우, 이보다 더 저렴한 비용으로 제품 생산이 가능하다.
Table 5
Greenhouse heavy snow disaster prevention system supply unit price and break-even design
센서개발을 전문으로 하는 산업체는 공급사슬 참여자로써 센서 생산, 네트워크 통신 시스템 구성, 서비스 제공 App개발 주관체로써 정의하고, 그 역할은 센서의 설치 및 실제 설하중 모니터링 이용환경 구성 개발 및 생산을 주관하는 것으로 한다. 공급사슬 참여자는 LTE, Cat M1, Wifi 시스템을 이용해 네트워크 통신 시스템을 구축하며, 서버를 통해 데이터 저장 및 사용자에게 효과적으로 전달하기 위해 모바일 운영체계를 고려한 App을 구성하여 배포한다. App 등록 및 제공을 위한 플랫폼 서비스 이용료는 해당 센서 구입비에 포함되며 공급사슬 참여자가 지불하는 것을 원칙으로 한다. 이때, 본 시스템을 실시간 운용하기 위해서는 각 온실마다 적절한 무선 네트워크망 구축이 전제되어야 한다. 따라서 비닐온실에 인터넷 환경을 공급할 수 있는 통신사와의 연계 판매 전략 마련이 가능할 것으로 판단된다. 즉, 센서 시스템 운용에 최적화된 인터넷 환경과 그에 따른 통신데이터 상품을 센서 시스템과 연계하여 판매 체계를 구축할 수 있다. 이때, 센서개발업체는 센서 설치 장소를 고려하여 공유기 및 랜선 위치를 선정하고, 센서 시스템 구동 시 필요한 인터넷 사용량 정보를 통신사에 제공해야한다. 현재 KT는 스마트폰을 이용한 작물재배 환경 모니터링 및 감시 어플리케이션을 도입하여 서비스 운용중에 있으며, 이와 같은 사업과 연계하여 판매 전략을 시도할 수 있을 것으로 판단된다. 제품 홍보 및 제품 활용교육서비스 제공은 공급사슬 참여자가 주관하며, 각 시⋅군별 농업기술센터, 농협, 지자체 작목반, 영농협동조합 등의 수요자에게 제품 홍보 및 농자재 판매업체에 등록하여 오프라인 시장을 확보하며 온라인 판매대행 사이트 등록을 통해 온라인 시장 제품 판매 활로를 자체적으로 확대할 수 있다. 대표적인 농자재 판매 대리점 중 온실 자재 관련 품목을 취급하는 곳을 지정하여 위탁 판매를 통한 판로 확보 역시 가능할 것으로 판단된다. 판매 위탁 서비스를 통해 판매 대리점과 일정 수익금을 배분하며, 온⋅오프라인 판로 확보 및 제품 판매 시 제품 사용법 등 양질의 서비스 제공을 위한 제품 서비스 교육 위탁이 가능할 것으로 예상된다.
나. 전달방식 및 수익흐름 설계 (Delivery & revenue stream design)
한국은행 기준금리를 기준으로 순현재가치법 (Net Present Value; NPV)을 적용하여 투자비용에 따른 각 년도별 목표 판매량을 결정하였다 (Eq. 1). 여기서, 
는 Net present value로 초기값은 0이며, 
는 
기간 동안의 순 현금 유입, 
는 총 초기 투자 비용, 
은 할인율, 
는 기간 수를 의미한다. 산정된 NPV가 양의 값을 가질 때 순현가 기준에 의해 투자가치를 가지는 것으로 해석할 수 있다.
먼저 제품 개발에 소요되는 총 비용을 기준으로 하였을 때, 손익분기점은 약 1,000 대를 판매할 경우 달성할 수 있는 것으로 분석되었다.
다음으로 3년간의 연구 개발 기간이 끝난 후 2021년부터 2025년까지를 Stage 1으로 정의하고, 해당 기간 동안 5억 원의 수익을 내는 것을 수익 목표로 정의하였다. 이에 따라 2021년 첫 해의 판매 목표를 500대로 설정하고 2025년까지 500 대씩 기준을 판매 목표를 증가시켜 2025년에 2,500 대를 판매하는 것을 목표로 설정했을 때, 2025년까지 총 7,500 대 판매 시 목표 달성이 가능할 것으로 분석된다.
Table 6
Number of sales targets and expected revenue
우선 판매 농가를 대상으로 초기 목표 달성을 목표로 한다. 앞선 고객 세분화에서 1차 판매 대상으로 경상권, 충청권에 소재한 방울토마토, 고추, 가지, 토마토, 딸기, 장미, 오이 시설 재배 농가를 선정하였다. 해당 농가들은 눈피해 위험이 높으면서 고소득 작물을 재배하는 상황으로, 설하중 방재 시스템에 대한 수요가 타 농가보다 높을 것으로 판단된다. 따라서 해당 지역 및 품목에 대한 작목반을 대상으로 중점적인 마케팅을 통한 수익 목표 달성이 필요하다.
첫째로 수익 목표 달성치는 1차 수요층의 해당 작물 총 재배 면적인 약 19,793,000 평에 대해 온실면적 200 평을 기준으로 최대 약 98,965 개까지 판매 가능하다고 했을 때, 5년간 7,500 개를 판매하기 위해서는 재배 면적의 약 7.6%에 본 시스템을 판매 시, 목표 수익 달성이 가능하다고 분석되었다. 논산시의 경우, 딸기를 재배하고 있는 경영체가 2,230 개로 집계되고 있으며, 딸기의 특성 상 겨울에 재배가 되기 때문에 눈으로 인한 피해가 많이 발생할 수 있는 작물이므로, 1차 수요층 중에서도 우선 판매 범위에 포함시키는 것을 고려할 수 있다.
둘째로 수익성 개선을 위하여 수요층 확대 전략을 마련할 수 있다. 1차 수요층 대상으로 판매 목표치 달성 후 2차 수요층을 대상으로 한 마케팅 전략을 마련한다. 2차 수요층은 1차 수요층보다 적설로 인한 온실 피해 확률이 적거나 상대적으로 저소득작물을 재배하여 폭설 온실 방재에 대한 지불의사가 낮은 농가이다. 즉, 2차 수요층은 폭설 온실 방재 시스템에 대한 필요성을 인지하지 못할 가능성이 크므로, 해당 농가를 대상으로 폭설 가능성 및 그로 인한 피해율을 적극 홍보하고, 폭설 방재 뿐만 아니라 실시간 모니터링 시스템 제공을 통한 온실 관리 서비스 및 온실의 구조 점검 서비스 등 기타 서비스를 적극적으로 홍보할 수 있다. 또한 선판매한 농가들에 대한 철저한 사후 AS 등을 통하여 바이럴 마케팅을 활용한 마케팅 전략을 실시할 수 있다. 2차 수요층 대상 판매 전략을 실시하는 시기는 제품 판매가 이루어지고부터 1차 수요층에게 판매될 때까지 시일이 지난 상황이므로, 정부 정책과의 연계를 통한 구매보조금 지급으로 가격할인전략을 실시할 수 있다. 정부정책과의 연계가 불가능할 경우, 1차 수요층을 대상으로는 제품 프리미엄 판매 전략을 세우고, 2차 수요층에게는 보급형 상품을 판매함으로써 수익의 극대화가 가능하다.
3. 고도화 전략 (Advancement strategy)
가. 농업기술사업화 및 농업신기술 인증
사업 고도화 전략을 추진하기 위해 먼저 농업기술실용화재단을 통한 농산업 기술 인증 절차 및 농업 신기술 인증 절차를 받는 것이 유리하다. 신기술 인증제도는 국내기업, 연구기관 및 대학 등에서 개발한 신기술의 우수성을 인증하며, 개발된 신기술의 상용화 및 기술거래를 촉진과 신기술 적용제품의 신뢰성 제고로 구매력 창출을 통한 초기시장 진출기반으로 활용 가능하다 (Foundation of Agriculture technology Commercialization & Transfer, 2018). 단, 신기술 인증을 받기 위해서는 반드시 판매되기 시작한 이후 5년 이내에 기술 인증이 필요하므로, 사전 시범서비스 사업을 실시할 때 농업신기술 인증을 위한 기반을 마련해야할 것으로 사료된다. 본 시스템이 농업기술로써 성공적으로 인가받게 될 경우 다음의 정부 정책과 연계하는 것이 가능하다.
나. 정부 정책과 연계를 통한 농가의 부담 경감
제품과 직접적으로 관련된 정부 정책으로 ‘ICT 융복합 확산 스마트팜 시설보급 사업’과 ‘시설 원예 현대화 사업’을 들 수 있다. 두 사업은 각 시⋅군⋅구별 농업기술센터 주도로 농가의 스마트팜 설계나 온실 현대화 사업을 희망하는 농가가 서비스를 제공받을 수 있도록 정부가 지원하는 사업 형태로 현재 대상농가 확대가 이루어지는 중이며, 2018년부터 시설원예 현대화사업 지원 대상과 중복 수혜가 가능하다. 해당 정책은 온실에서 발생하는 데이터 수집과 분석을 통한 생산성 및 품질 향상, 영농 편의성 제고가 가능한 기술 도입을 목적으로 하며, 기술 도입농가를 위한 현장컨설팅과 사후관리도 동시 추진된다. ‘ICT 융복합 확산-스마트 팜 시설보급’의 사업 대상이 되면, 농가는 시스템 설치 비용 중 60% (국고 30%, 지방비 30%)를 지원 받을 수 있다 (SmartFarm Korea, 2018). ‘시설원예 현대화 사업’과 연계는 대농 및 기업농가 한정으로 원예전문생산단지 및 원예전문생산단지 이외의 일반원예시설 (채소, 화훼)을 운영중인 APC, 농협, 농업법인에 소속되어, 그 조직과 공동선별, 공동계산 출하약정 또는 출하권 위임계약을 체결하고 있으며, 실적이 있는 농업 경영체에 한해서만 연계가 가능하다 (MAFRA, 2021).
추가로 농업기계화 촉진법에 따라 본 시스템이 농업신기술로 인가 받게 될 경우 ‘중소 농기계 보급 사업’에 활용될 수 있다. 농업기계화 촉진법 제 7 조항에 따르면, 농림축산식품부장관 주관하에 신기술을 이용한 농업기계의 개발과 보급을 촉진하기 위해 필요한 경우 신기술의 이용 적합한 농업기계를 신기술 농업기계로 지정⋅고시할 수 있다. 센서를 기반으로 한 시스템이 농기계로 인가받은 사례는 농가 영농안전을 위한 야생동물 방재시스템을 예로 들 수 있다 (농사로, 2009). 각 지역의 농업기술센터에서 시행하는 해당 사업은 100만 원 이하의 농기계 구매 지원 사업과 임대 사업으로 구분된다. ‘ICT 융복합 확산-스마트 팜 시설보급’은 주로 대형 농가들을 대상으로 한 지원 사업이라면, ‘중소 농기계 보급 지원 사업’은 중소농들을 위한 사업으로 볼 수 있다. 해당 보급 지원 사업을 통해 각 지자체에 본 시스템의 보급률을 높일 수 있으며, 이로 인해 매년 발생하는 재해 발생을 예방하고, 재해 복구에 매년 사용되는 국비 및 지방비 사용 절감을 실현할 수 있다.
다. 서비스 발생 가치 활용 전략
전국적으로 설치된 설하중 예⋅경보 센서로부터 수집된 데이터를 활용하여 형태별, 지역별 적설량과 시설 취약성 관계 규명이 가능하다. 적설량과 시설취약성 관계는 센서 개발이나 개선을 위한 기초자료로 사용이 가능하며, 폭설 예⋅경보 시스템 구입의사가 있는 농가 중 시설 내 모니터링 정보까지 통합적으로 운영하기를 원하는 농가의 경우는 통합어플리케이션을 공급하고 그로부터 다양한 정보 취득이 가능한 서비스를 제공할 수 있다. 또한 수집된 방대한 기상정보 및 환경정보를 이용하여 신제품 개발전략 및 판매전략에 활용이 가능하다. 빅데이터를 상품화하여 판매할 경우, 판매로부터 발생한 일부 수익금은 다시 농가에 전달되는 순환구조를 만들어 농가 소득에 일조가 가능하며, 추가로 농업분야 정책 입안이나 시책 과정에 수집된 빅데이터를 활용할 수 있다.
또한 보험사업과 연계 사업화를 추진할 수 있다. 보험개발원은 2018년 빅데이터를 활용해 자연재해에 따른 피해 평가모델 개발을 추진중에 있으며, 농민들을 위한 농작물 보험이나 주택⋅상업시설을 위한 거대 재해보험 사업으로 활용할 계획 중에 있다고 밝힌 바 있다 (NEWSIS, 2018). 이에 본 연구시스템의 개별 농가의 온실 변형량 데이터 및 고해상도 기상관측자료를 활용하여, 폭설에 대한 온실 피해, 이에 따른 작물 피해 현황 및 책정 보상액을 모두 연계한 신뢰성 있는 빅데이터 구축으로 보험금 지급에 합리적으로 활용이 가능할 것으로 판단된다. 기존 농작물 재해보험은 손해사정사의 주관적인 판단에 의해 보험 지급 범위가 조정될 수 있었으며, 농가는 실제 기상재해로 인한 피해가 발생했다는 근거를 제출해서 인정받아야만 보험금을 받을 수 있었지만 (Agricultural Policy Insurance & Finance Service, 2019), 본 시스템을 활용하여 폭설에 대한 손해를 정량적으로 산출하고 합리적인 보험금 산정이 가능할 것으로 기대된다.
4. 온실 폭설 방재를 위한 비즈니스 모델 개발
지금까지 설계한 다섯가지 비즈니스 모델 설계 전략 (Fig. 1)의 5가지 핵심요소에 따른 전략방안을 제시하였으며, 이를 간략히 정리하면 다음 Table 7과 같이 구성할 수 있다.
Table 7
Design of a greenhouse heavy snow disaster prevention system business model
이에 따른 사업화와 관련한 시스템 연구⋅개발 및 유통, 서비스 이용에 관한 각 기관들의 역할 및 핵심사항을 도식화하여 비즈니스 모델의 흐름도로서 제시하며, 이는 Fig. 7과 같다.
첫째, 기상청은 본 비즈니스 모델 사업화의 핵심기관으로 연구 지원 및 기상정보 제공을 통해 농림기상센터에서 농업과 연계한 기상정보를 제공할 수 있게 한다. 둘째, 학교 및 연구소는 온실의 환경조건 및 확률통계 기법을 적용한 온실구조모델 개발에 주력한다. 셋째, 센서개발업체 (산업체)는 센서 및 전용앱 개발에 주력하며, 온실 실시간 모니터링 모듈 제작 및 대량생산을 통한 판매를 총괄한다. 넷째, 시범서비스 대상농가에 개발된 시제품을 설치 및 시범운영하여, 제품 성능시험 및 주기적인 피드백을 통해 시스템의 완성도 추구한다. 다섯째, 구축된 센서 시스템 개발 제품은 서비스가 필요한 시설 작물 재배 농가에 보급하기 위해 시⋅군 농업기술센터, 농협 및 작물 협의체에 적극 홍보한다. 또한 판매 대리점에 판매 위탁 서비스 및 사후관리 서비스를 위한 고객등록 서비스를 위탁하여 개별 농가에 대한 온⋅오프라인 구매 및 제품제조업체에서 고객 사후관리를 용이하게 한다. 여섯째, 폭설 기상데이터 및 온실 변형데이터를 재해 보험사 및 농가에 제공하여 농업재해보험 보험금 납부 및 수혜에 관한 보험요율 보상근거자료를 제공한다. 일곱째, 통신사와는 모니터링 시스템 결합 데이터 상품 판매를 제안하여 사용자의 온실 모니터링 사용을 위한 통신망을 구축한다. 여덟째, 많은 농가에게 가격 부담없이 보급될 수 있는 환경을 조성하기 위해 정부⋅지자체와 스마트팜 활성화 사업 및 농자재 지원 정책 사업을 추진한다.
Ⅳ. 결 론
본 연구는 비닐온실 폭설 방재 시스템에 대한 연구⋅개발 및 사업화로 설하중에 대한 재난 방지 예⋅경보 시스템을 농가에 보급하여 겨울철 영농안전체계 구축을 도모하고 농촌 산업 발전에 기여할 수 있는 농촌 비즈니스 모델을 제시하였다. 본 모델에서 제시한 가치 (Value)는 온실 폭설 방재를 위한 설하중 예⋅경보 시스템으로, 고해상도 기상예측시스템을 도입하여 폭설에 대한 신뢰성기반 실시간 기상예측 시스템을 지원하여 1차적으로 폭설 예보를 전달하며, 폭설 상황시 온실 변형정보에 기반하여 사용자가 직관적으로 이해하기 쉬운 비닐온실 구조 변형 예측정보를 통해 개별농가마다 2차적 폭설위험경보를 제공하는 것이다. 이를 통해 지원되는 온실 구조 보강재를 이용하여 적시에 온실 구조 취약지점을 보강하고, 이후 폭설에 대한 유연한 대처가 가능하도록 한다. 서비스 제공은 폭설 피해 위험지역의 시설 농업인을 대상으로 하며, 특히 단동형, 농가지도형 온실에 보급을 목적으로 한다. 센서개발업체 (산업체)는 제품 판매를 주관하며, 개발업체의 온라인 사이트를 통한 직접 판매 및 대리점 위탁판매, 지역 농업기술센터, 농협 등과 연계판매 등을 통해 판로를 확보한다. 적설 피해 위험이 높은 지역 소재의 고소득 작물 재배 농가를 1차 수요층으로 판매 전략을 구축하였으며, 1차 수요층 대상 지역의 농업기술센터 및 농협, 작목별 협의체 중심으로 홍보 전략을 구축하고 목표 수익을 달성한다. 또한 2차 수요층 확대를 위하여 정부정책 연계 및 농가 시설 지원정책과 연계한 가격 보조 정책을 통한 고도화 전략으로 많은 농가가 보급받을 수 있는 환경을 추진한다. 여기에 기상데이터 및 온실구조 데이터를 통해 농업분야 빅데이터 활용에 기여하고, 통신사와 온실 모니터링의 통신망 구축을 위한 데이터 결합상품 판매 전략을 활용함으로써 추가적인 사업화 전략을 모색할 수 있다.
최근 정부는 농업에 대한 4차 산업 장려 정책에 따라 시설 온실의 현대화 및 대규모화를 모색하고 있다. 이러한 농업 발전에는 온실의 안정성을 반드시 고려해야 한다. 즉, 온실의 안정적인 운영 및 유지관리를 위한 본 연구의 중요성은 매우 높다고 할 수 있다. 본 연구에서 제시한 비즈니스 모델을 통해, 농촌지역의 겨울철 폭설대비 ICT기반의 온실 실시간 모니터링 스마트 예⋅경보 시스템을 실현하여 범국가적으로 농촌 안전먹거리를 추구할 수 있는 환경을 구축하고, 4차 산업 혁명에 따른 산업 환경 변화에 발맞춰 농촌 산업 발전을 도모하는데 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.
