2026년 현재, 농업 분야에서도 에너지 효율화와 디지털 전환 흐름이 본격화되면서, 수요반응(Demand Response, DR) 기술의 적용 가능성이 확대되고 있습니다. 특히 스마트팜, 시설원예 단지, 축사 등 전력 소비 패턴이 일정하면서도 부하 예측이 쉬운 농업 부문은 DR 자원으로서의 활용성이 높다는 평가를 받고 있습니다. 이에 따라 정부와 연구기관, 민간 기업은 협력하여 농업 맞춤형 DR 기술을 개발하고 있으며, 양액펌프, 자동환기, 관수설비, 냉방설비 등 농업 특화 장비를 중심으로 실증 사업이 전국 각지에서 추진되고 있습니다. 또한, DR 기술을 단순 제어에서 나아가 ESS(에너지저장장치), AI 기반 수요예측 시스템, IoT 기반 제어 인프라와 결합함으로써 농업 DR의 고도화를 도모하고 있습니다. 농업은 특히 전력 사용량이 계절과 기후에 따라 일정 주기로 반복되고, 설비 운영 스케줄에 유연성이 있기 때문에 DR 참여 시 높은 정확도와 안정적인 운영이 가능하다는 장점이 있습니다. 이에 따라 농가의 에너지 비용 절감, 계통 안정화 기여, DR 시장 참여 보상 등 다층적 이점이 발생하고 있으며, 향후 농업 DR이 RE100 및 탄소중립 전략과도 연계될 수 있을 것으로 기대되고 있습니다.
양액펌프 기반 농업 DR 실증과 기술 구성
양액펌프는 작물 생육에 필요한 영양액을 공급하는 장비로, 스마트팜 및 온실 환경에서 핵심적인 역할을 수행합니다. 일반적으로 정해진 주기와 양으로 작동하지만, 단기적으로 작동 시점을 조절해도 작물에 미치는 영향이 적어, DR 제어 대상으로 적합합니다. 한국에너지공단과 한국농어촌공사는 2025년부터 충남, 전북, 경남 지역을 중심으로 양액펌프 기반 농업 DR 실증 사업을 추진하고 있으며, 각 농가에 AI 기반 스케줄러, IoT 센서, 원격 제어 시스템을 설치해 DR 이벤트 발생 시 펌프 작동을 10~20분 범위에서 지연하거나 일시 정지하는 방식으로 응답하고 있습니다. 실증 결과, 평균 약 11%의 부하 감소 효과를 확보했으며, 작물 생육에 미치는 영향은 거의 없는 수준으로 나타났습니다. 또한 일부 농가에는 소형 ESS를 연계해 펌프 작동 중단 시에도 일시적으로 전력을 공급할 수 있는 이중 대응 구조가 적용되었습니다. 이 구조는 계통 부담 완화는 물론, 농가의 전력 신뢰도 확보 측면에서도 긍정적인 결과를 보였습니다. 향후에는 양액펌프 외에도 관수펌프, 순환펌프, 급수타이머 등 다양한 펌프류 장비에 DR 알고리즘을 적용하는 방향으로 확대가 검토되고 있습니다.
자동환기 시스템과 피크 부하 제어 실증 사례
자동환기 시스템은 온실 내부의 온도, 습도, 이산화탄소 농도 등을 조절해 작물 생육 환경을 일정하게 유지하는 설비입니다. 대체로 상시 가동되지만, 단기 지연 또는 출력 제어가 가능해 DR 기술과의 연계가 활발히 이루어지고 있습니다. 2026년 현재, 경기도 평택과 전북 김제에 위치한 스마트온실 단지에서는 자동환기 시스템을 이용한 DR 실증이 진행되고 있으며, 실시간 기상 데이터와 온실 내부 환경 정보를 종합해 DR 조건을 만족할 경우 환기팬 속도를 줄이거나 가동 주기를 일시 변경하는 방식이 적용되고 있습니다. 이 실증사업에서는 AMI(고급계량 인프라)와 EMS(에너지 관리 시스템)가 유기적으로 연동되어, 실시간으로 수집되는 전력 소비 데이터와 계통의 운영 상황을 기반으로 DR(수요반응) 명령이 자동 전달되고, 장비가 즉각 반응하는 구조를 갖추고 있습니다. 실증 결과, 특히 여름철 오후 2시부터 5시 사이 전력 피크 시간대에 최대 약 4.5kW의 부하를 이동시키는 데 성공했으며, 이는 해당 온실 단지 전체 전력 사용량의 약 7~9% 수준에 해당하는 수치입니다. 또한, 환기팬 속도를 조절하는 방식으로 DR 제어를 적용했음에도 불구하고, 온실 내부의 온도와 습도 등 주요 생육 환경은 미리 설정한 허용 범위 내에서 안정적으로 유지되었으며, 작물 품질이나 생장에 별다른 영향을 주지 않는 것으로 확인되었습니다. 이러한 성과는 향후 농업 DR을 통한 집합형 유연성 자원 확보 가능성을 보여주는 사례로, 지역 단위 가상발전소(VPP) 운영으로까지 확장이 가능할 것으로 기대됩니다.
ESS 연계형 농업 DR 고도화 전략과 미래 전망
에너지저장장치(ESS)를 활용한 DR 연계는 농업 부문에서 실질적인 전력 자립과 계통 기여를 동시에 실현할 수 있는 전략으로 평가받고 있습니다. 2025~2026년 사이 산업통상자원부와 한국에너지기술평가원은 ‘농업 ESS+DR 융합 실증 사업’을 추진하며, 전북 익산, 경남 밀양, 충북 음성 등의 스마트팜 단지에 분산형 ESS 시스템을 구축하고 DR 이벤트 발생 시 자동 방전, 부하 보조, 전력 피크 제어 기능을 실현하고 있습니다. ESS는 심야 시간 저렴한 전력으로 충전된 후, 주간 피크 시간에 자동으로 방전되어 부하 이동을 실현하며, DR 응답률을 높이는 데 핵심 역할을 합니다. 또한 AI 기반 수요예측 모델이 ESS 방전 스케줄링과 연계되어, 불필요한 방전을 최소화하고 경제성을 극대화하고 있습니다. 그러나 ESS 설치에는 여전히 초기 투자 비용과 유지관리 비용 부담이 있으며, 화재나 열폭주 등의 안전 리스크에 대한 우려도 존재합니다. 이에 따라 정부는 농업용 ESS 보급 확대를 위해 저금리 융자, 설치 보조금, 보험 연계 지원 등을 추진하고 있으며, ESS 설치 시 안전관리 교육과 정기 점검을 의무화하는 제도도 병행되고 있습니다. 또한, 농업용 ESS를 DR 시장과 통합 연계하기 위한 플랫폼 구축이 진행 중이며, 2027년부터는 일정 규모 이상 농가에 대해 DR 참여 의무화 검토도 논의되고 있습니다. 이와 함께, ESS-DR 연계 모델은 VPP 구성의 핵심 단위로 활용될 수 있으며, 지역 기반 농업 에너지 커뮤니티의 기반이 될 것으로 기대됩니다. 결론적으로 농업 DR은 단순한 에너지 절감 기술을 넘어, 농가의 수익 구조를 다변화하고, 전력계통 유연성을 확보하며, 분산형 에너지 전환의 핵심 축으로 진화하고 있습니다. 특히 양액펌프, 자동환기, ESS 등 실증 기반 기술 요소가 점차 고도화되면서, 농업 DR의 실효성과 지속 가능성이 빠르게 입증되고 있습니다. 앞으로는 농업 DR이 지역 단위의 에너지자립모델, 탄소중립 대응 수단, 그리고 디지털농업 혁신의 일환으로 자리 잡으며, 정책적 지원과 기술 표준화가 함께 이루어질 필요가 있습니다. 이를 통해 농업 분야도 에너지 전환의 수동적 수혜자가 아닌, 능동적인 계통 참여 주체로서 기능할 수 있을 것입니다.