바이오경제 대비 농림수산식품 과학기술의 성과와 과제 (A Study on the Research Achievements and Issues in Fields of Food, Agriculture, Forestry and Fisheries for Bio-economy) 서울대학교 산학협력단 2013. 5. 30.
제 출 문 농림수산식품기술기획평가원장 귀 하 이 보고서를 연구용역과제인 바이오경제 대비 농림수산식품 과학기술의 성과와 과제 의 최종보고서로 제출합니다. 2013년 5월 30일 연구기관명 : 서울대학교 산학협력단 연구책임자 : 이인복 교수 공동연구원 : 이해경 박사 (농림수산식품기술기획평가원) 연 구 원 : 조영수 박사 연 구 원 : 김상태 박사 연구보조원 : 이정애 연구보조원 : 김규호 연구보조원 : 하용현 본 보고서의 내용은 연구용역과제 연구팀의 의견이며, 농림수 산식품기술기획평가원의 공식적인 견해와는 다를 수 있습니다.
관리번호 최종보고서 초록 연구기간 2012년 12월 18일 ~ 2013년 5월 17일 연구과제명 연구책임자 (연구기관) (한글)바이오경제 대비 농림수산식품 과학기술의 성과와 과제 (영문)A Study on the Research Achievements and Issues in Fields of Food, Agriculture, Forestry and Fisheries for Bio-economy 이인복 (서울대학교 산학협력단) 참 여 연구원수 총 5명 연 구 용역비 50,000천원 요약 면수: 307 전 세계는 공히 경제와 환경의 지속가능성 이라는 문제에 직면하여, 최근 빠르게 발전하고 있는 생명공학기술이 이러한 문제와 변화의 요구와 결합하 여 바이오경제로의 전환이라는 경제적 사회적 변혁으로 나갈 것으로 예상 하고 있음. 또한 경제적 환경적 지속가능성을 지향하는 바이오경제시대에 차지하는 농식품산업의 중요성이 강조되고 있으며, 특히 식량자원의 안정적인 확보, 기후변화 등 환경문제 대응, 농식품산업의 순환 재생 시스템 구축, 신시장 개척 등이 당면과제로 대두됨. 전문가들은 바이오경제시대 농식품산업의 당면과제 해결을 위해 집중적으 로 육성할 필요가 있는 기술로서 1 신종 병 해충 및 잡초의 동정 예측 제어 기술, 2 환경친화형 농자재(농약, 비료) 개발기술, 3 수자원 오염방지 / 정화 기술, 4 토양 산성화 및 토양질 저하 방지기술, 5 농업수자원 조사 관리 및 농촌용수 확보기술, 6 환경친화형 양식시스템 생산기술, 7 식량작물 기능 성 강화기술, 8 유용 발효미생물 종균화 및 산업화기술, 9 경제형질 연관 마커 개발 및 우량 종자 조기진단 기술, 10 가축분뇨 처리 및 퇴 액비 자원화기 술 등을 제시하고 있음.
<바이오경제 대비 미래 농림수산식품 10대 핵심기술> 핵심기술명 신종 병해충 및 잡초의 동정 예측 제어기술 환경친화형 농약 개발 기술의 중요도 매우 중요 매우 중요 기술의 국제 경쟁력 기술역량은 충분하지만 경쟁력에서 열위 일부 세부기술은 선진국 수준 도달, 전반적으로는 국제경쟁력에서 열위 투자의 우선순위 매우 높음 매우 높음 수자원 오염방지 정화기술 중요함 국제경쟁력 열위 높음 토양 산성화 및 토양질 저하방지 기술 농업수자원 조사관리 및 농촌용수 확보기술 환경친화형 양식시스템 생산기술 식량작물 기능성 강화 유용 발효미생물 종균화 및 산업화기술 경제형질 연관마커 개발 및 우량종자 조기진단 기술 가축분뇨 처리 및 퇴액비 자원화 기술 매우 중요 국제경쟁력 열위 높음 중요함 국제경쟁력 열위 높음 매우 중요 중요함 매우 중요 매우 중요 매우 중요 일부 세부기술은 선진국 수준 도달, 전반적으로는 국제경쟁력에서 열위 기술역량은 충분하지만 경쟁력에서 열위 국제경쟁력 열위 국제경쟁력 열위 기술역량은 충분하지만 경쟁력에서 열위 높음 매우 높음 매우 높음 매우 높음 높음 비고 단기적인 투자 우선순위 중기적 투자기술로 접근 장기적인 투자기술로 접근 장기적인 투자기술로 접근 장기적인 투자기술로 접근 중기적 투자기술로 접근 단기적인 투자 우선순위 단기적인 투자 우선순위 단기적인 투자 우선순위 중기적 투자기술로 접근 색인 어 한글 영어 바이오경제, 바이오산업, 농식품산업, 바이오기술, 미래기술, SWOT 분석 bioeconomy, bioindustry, agriculture and food industry, biotechnology, future technology, SWOT analysis
요 약 문 바이오경제 대비 농림수산식품 과학기술의 성과와 과제 1. 연구의 필요성 및 목적 전 세계는 공히 경제와 환경의 지속가능성 이라는 문제에 직면하 여, 최근 빠르게 발전하고 있는 생명공학기술이 이러한 문제와 변화의 요구와 결합하여 바이오경제로의 전환이라는 경제적 사회 적 변혁으로 나갈 것으로 예상하고 있음. 이에 주요 선진국들은 자국의 생명자원 및 생명공학적 기반, 특 유의 사회적 경제적 변화 동인 등을 고려하여 국가 전략적인 차원 에서 상이한 목표와 수단을 가지고 바이오경제를 준비하고 있는 실정임. 우리나라의 경우도 높은 에너지 의존도, 낮은 식량자급률 및 기 후변화 등 다른 나라와 유사한 경제적, 환경적 지속가능성 문제 에 직면해 있는 상황에서 바이오경제로의 전환에 대한 필요성이 제기되고 있으나, 우리나라의 여건 및 준비 상태는 전반적으로 다른 선진국들에 비해 미비한 상황임. 따라서 주요 선진국의 바이오경제 대응 현황을 비교 검토하여 우 리나라에 적합한 바이오경제 의 개념과 대응책을 모색하는 일이 긴요함. 특히 바이오경제에 있어서 농업, 임업, 수산업 등 생물학적 자원 을 생산, 공급하는 분야의 중요성이 크게 강조되고 있는데, 이에 - i -
농림수산 분야의 위상을 정립하고 바이오경제를 추진하기 위한 정책적, 기술적 과제를 도출 선정하는 것이 이 연구의 목적임. 2. 연구의 내용 및 범위 본 연구를 통하여 우선 바이오경제 의 개념을 정립함은 물론 바 이오경제시대 농식품산업의 위상을 정립함. 이어 이러한 바탕 위에서 바이오경제 대비 30대 농림수산식품 핵 심 후보 기술을 정리한 후, 본 연구진의 분석 결과와 전문가 설문 조사 결과를 토대로 이 중 10대 농림수산식품 핵심전략기술을 도 출함. 마지막으로 이들 10대 기술의 성과와 과제를 분석함은 물론, 전 반적인 연구결과를 토대로 정책 방향과 시사점을 제시함. 3. 연구결과 가. 바이오경제의 개념 바이오경제는 생명공학기술과 관련 기술과의 융 복합을 기반으로 지속가능한 생산 패러다임으로의 전환이라는 새로운 경제구조의 구축과 이를 뒷받침할 수 있는 사회적 제도적 변환 등을 포함하는 광범위한 개념임. 이에 본 연구진은 현재 논의되고 있는 다양한 바이오경제의 개념 을 검토하고, 이로부터 지속가능한 생산 패러다임, 바이오경제의 3대 구성요소(재생 가능한 바이오 자원, 생물학적 공정, 폐기물 재활용), 그리고 생명공학기술과 IT NT 등 관련 기술과의 융 복 - ii -
합이라는 주요 키워드를 도출하고 다음과 같은 바이오경제의 정 의를 제시함. 바이오경제: 새로운 생산 패러다임에 근거한 미래의 경제구조로 서, 그 구조가 사회적 생태적/환경적 요인에 구속되는 또는 경제 적 사회적 생태적/환경적 요인들이 상호 밀접한 영향을 주고받는 복합적인 성격을 지님. 이 때 새로운 생산 패러다임이란 투입 생산/가공 소비라는 기존의 수직적인 가치사슬구조가 아닌 생물 학적 자원과 생물학적 공정에 기반을 둔 생태적 순환구조, 즉 내부적 순환성 및 완결성을 가짐으로써 경제활동의 지속가능성 을 담보하고 나아가 지속적인 성장과 삶의 질 향상을 지향하는 생산 패러다임을 의미함. 구체적으로는 투입단계에서 토지, 해 양자원, 생물학적 다양성, 생물학적 소재 등 자연자원 재생가능 한 생물학적 자원의 활용을 최대화하고 생물학적 공정에 기반 을 두며, 생산 가공 및 소비 단계의 부산물 또는 폐기물의 생태 순환적 활용의 극대화로 자원 등의 낭비를 최소화하고, 각 단계 에서의 화석에너지의 투입을 최대한 억제하여 화석에너지에 대 한 의존성을 줄이고 환경과 기후에 영향을 미치는 화학적 물질 의 방출을 최소화하며, 또한 생태적인 순환 및 경제의 순환적 성장을 촉진시키기 위해 투입 생산/가공 소비 등 각 단계에서의 BT 및 IT NT 등과의 융 복합기술의 활용을 최대화함. 나. 바이오경제시대 농식품산업의 위상 제고 및 주요 당면 과제 기후온난화 등으로 인한 작황 부진, 인구증가와 경제성장에 따른 신흥국들을 중심으로 한 지속적인 수요 증대, 국제 원유가격의 지속적인 상승과 바이오연료 수요 증대 등 농식품산업의 불안정 성은 어느 때보다도 커짐. - iii -
바이오경제시대에 있어서 생물학적 자원의 생산, 관리 및 활용과 환경의 중요성이 커지면서 농림수산 부문에 대한 관심과 투자가 어느 때보다도 커지고 있음. 한편 산업적 측면에서도 바이오기술을 통해 생산되는 부가가치 중 농 림수산업이 차지하는 비율이 2030년에 36%에 달할 것으로 OECD는 전망하고 있음. 이는 곧 경제적 환경적 지속가능성을 지향하는 바이오경제시대에 차지하는 농식품산업의 중요성을 반증하는 것임. <바이오경제시대에 달라진 농식품산업의 여건과 위상> 구분 기존 경제 (과거) 바이오경제시대(현재 및 미래) 농식품산업의 여건 농식품산업의 역할 및 위상 비교적 안정적인 자연환경 및 역사 문화적인 연속적 전통 위에서 발전 산업화 및 근대화를 뒷받침하는 안정적인 식량공급 불안정성이 커진 자연환경 및 글로벌 경제체제의 영향 속에서 발전 지속가능한 경제시스템을 직 간접적으로 뒷받침하는 전방위적 역할 담당 이와 관련 본 연구진은 바이오경제시대 농식품산업이 담당해야 할 기본적인 네 가지 과제를 다음과 같이 제시함. 우선 쌀을 제외한 곡물의 대부분을 수입에 의존하고 있는 우리나라로 서는 식량자원의 안정적인 확보 방안이 마련되어야 할 것임. 이는 바 이오경제시대에 더욱 높아진 불안정성 속에서 기본적으로 농식품산업 본연의 의의와 역할에 충실할 필요가 있음을 의미함. 바이오에너지 등 온실가스 감축에 도움이 되는 바이오산업용 자원 확 보 방안이 시급함. 이는 바이오경제시대의 가장 시급한 과제인 화석 연료 기반 산업화 구조 극복 을 위하여 농식품산업 부문의 생산물이 원제로 적극 활용될 필요가 있음을 의미함. - iv -
또한 기존 농식품산업 부문의 생산 및 유통 과정에 내재하는 자원 순 환 관점에서의 비효율성과 반( 反 )환경적 요소를 검토하고 개선하여 궁극적으로 농식품산업 자체가 순환 재생 시스템 내에서 발전할 수 있 는 방안을 마련해야 함. 나아가 바이오경제시대의 변화 양상에 단순히 발맞추는 차원의 과제 만이 아니라, 농식품산업의 역할과 외연이 넓어진 여건 속에서 발 빠 르게 새로운 사업과 시장 기회를 창출하기 위한 방안도 필요함. 끝으로 이상의 네 가지 과제 해결에 도움이 되는 방향으로 바이오산 업의 성과를 농식품산업 부문에 적극 도입해야 할 것임. 이는 바이오 산업 부문의 재화와 서비스가 농식품산업 부문에 원제로 활용됨에 있 어서 이상의 과제 해결 여부가 주요한 판단 기준이 될 것임을 의미함. 그러나 위와 같은 당위성에도 불구하고 현재 우리나라 농업과 농 촌의 열악한 여건은 바이오경제시대 대비에 있어서 내재적인 제 약으로 작용하고 있으며, 이에 우리나라 농업 농촌만의 특수한 실 정을 고려하여 바이오경제시대를 준비해야 한다는 어려운 과제를 남김. 다. 바이오산업과 농식품산업의 연계구조 파악 : 가치사슬 구조 및 투입-산출 분석 한편 바이오산업은 우리가 의식하지 못하는 사이 이미 농식품산 업 부문에 깊숙이 들어와 있으나, 바이오산업과 농식품산업과의 구체적인 연계 구조가 명확히 정립되지 않아 효과적인 정책추진 에 어려움이 있는 것도 사실임. 이에 본 연구진은 농식품산업과 바이오산업 간의 일반적인 연계 - v -
구조를 농식품산업의 가치사슬 구조에 대응시키는 방식으로 살펴 보고, 추가적으로 골든 시드 프로젝트, 신물질 및 유용물질 추출 산업, 자연순환농업 및 축산분뇨 자원화 에너지화 산업 등 연계의 범위 및 바이오산업의 역할 차이 등에 따라 선정한 3대 사례별로 연계 구조를 도출함. 이를 통해 향후 현실에서 빚어지는 정책과 기술 연계의 복잡다단한 양상을 바이오경제와 바이오산업 관점에서 모델화하여 투사할 수 있 는 가능성을 제공했다는 데 의미가 큰 것으로 판단됨. 또한 1995년 이후 농식품산업과 바이오산업 간의 연계 추이를 실증적으로 확인하기 위해 산업연관표를 이용한 분석도 시도했으 나, 정량적인 규모나 유발효과 등을 도출하는 데는 무리가 있음 을 확인함. 그럼에도 불구하고 농식품산업과 바이오산업 간의 투 입-산출 관련 구조적인 변화를 검토하여 유효한 시사점을 도출 하고 제시함. 아직 일반화하기에는 다소 무리는 있으나 대체로 바이오산업 부문에 농림수산식품 부문의 생산물이 활용되는 빈도나 수준이 점차 향상되 고 있는 것으로 판단됨. 특히 농림수산식품 부문 생산물을 투입하기 시작한 단계의 바이오산 업(기타 유기화학 기초제품, 비료 등)에서는 투입율 자체가 증가하는 경향을 보이고 있으며, 이러한 투입이 어느 정도 궤도에 오른 바이오 산업(의약품, 화장품 및 비누 등)의 경우에는 투입율 자체는 감소했 지만 기술적 혁신이나 대량구매 등으로 투입 효율을 증가시키고 있는 것으로 판단됨. 라. 바이오경제시대 대비 국내 농식품산업의 SWOT 분석 - vi -
이상의 바이오경제의 개념, 주요국들의 대응 현황 및 우리나라의 정책적 대응 동향, 그리고 실제 농식품산업-바이오산업 간 연관 관계 등에 대한 검토를 토대로 향후 바이오경제시대를 대비하는 국내 농식품산업의 SWOT 분석을 수행함. <바이오경제시대 대비 국내 농식품산업의 SWOT 분석> 이러한 강점과 약점, 그리고 기회 및 위협 요인을 고려하여 향후 바이오경제시대를 대비한 국내 농식품산업의 발전 전략을 다음과 같이 제시함. 강점 극대화 기회 활용 전략 : 다양하고 풍부한 생물자원과 우수한 R&D 인력 등의 인프라를 적극 활용하는 가운데, IT 등 신기술을 활 발히 접목 강점 극대화 위협 회피 전략 : 국내 농식품산업의 강점과 상황적 특 수성을 분명히 인지한 가운데 타 국가와 차별화되는 정책을 추진할 - vii -
필요가 있으며, 민-관 거버넌스 및 각 R&D 주요기관의 협력과 역할 분담을 통하여 관련 계획 추진 약점 극복 기회 활용 전략 : 전통적인 생산 요소가 쇠퇴하고 있는 현실을 오히려 지식 요소에 기반할 수 있는 기회로 적극 활용하는 가운데, 농식품산업 현장에서의 다양한 실험과 시도를 허용하고 장려 할 필요 약점 극복 위협 회피 전략 : 농식품산업 현장의 취약한 생산 기반을 극복하기 위하여 관련 그룹과 조직의 역량을 결집하고 강화하는 일에 힘써야 하며, 단기 과제와 장기 과제의 구분 하에 수행 주체와 성과 지표를 변별하여 운용 마. 바이오경제시대 대비 농림수산식품 바이오 핵심기술 선정 앞에서 바이오경제시대를 대비하여 중단기적으로 바이오기술을 선택적으로 집중 육성할 필요성이 있음을 강조한 바 있음. 이에 본 연구진은 농림수산식품에서 중점적으로 육성해야 할 10대 핵 심 바이오기술을 도출함. 이를 위해 먼저 핵심 후보기술 30개를 선정함. 바이오경제 대비 농림수산식품 핵심기술의 정의와 범위에 부합하는 주요 기술군 및 세부기술 현황과 동향 그리고 주요 미래기술을 파악 한 후 기술범위별 주요 미래기술을 중심으로 핵심 후보기술을 선정. - viii -
< 바이오경제 대비 농림수산식품산업 주요 핵심 후보기술> 30대 핵심 후보기술 범위 식량자원 기후변화 당면과제 순환 재생 시스템 신시장 유용 발효미생물 종균화 및 산업화기술 생물소재 및 공정 대체 장기 생산기술 식량작물 기능성 강화기술 면역증강을 위한 소재탐색 및 기작기술 식품위해인자 진단 및 검출기술 식품안전성 평가기술 식품유해물질 전주기 감지기술 식품상태 및 정보확인이 가능한 바이오마커 포 장지기술 형질전환 동 식물 인체 및 환경위해성 평가기술 동식물 병 해충 예방 및 방제기술 환경친화형 농자재(농약, 비료) 개발기술 가축전염병 예방 및 저감을 위한 축사환경 개선 및 사양기술 가축질병 진단 및 청정화기반 기술 신종 병 해충 및 잡초의 동정 예측 제어기술 생명자원 활용 및 관리기술 농림축수산 우량 유전자 질병저항 기능성 물질 관련 유전자 분석 및 발굴 기술 경제형질 연관마커 개발 및 우량 종자 조기진단 기술 생체정보 유비쿼터스 센싱기술 유전자변형 생물(어류 양식품종 포함) 개발기술 산림생태 복원기술 산지 토사재해 피해지 복구기술 보전지역 산림생태계 복원기술 사막화 방지기술 토양오염 예방 정화 관리기술 토양 산성화 및 토양질 저하 방지기술 바이오숯(bio-char)개발 기술 오염물질 내성 수목 개발기술 대체수자원 확보기술 농업수자원 조사 관리 및 농촌용수 확보기술 수자원 오염방지 / 정화기술 지속가능 생산기반 환경조성 기술 바이오 에너지 개발기술 저투입형 생산 및 운송시스템 기술 가축분뇨 처리 및 퇴 액비 자원화기술 환경친화형 양식시스템 생산기술 RS GIS이용 농업 산림자원 어장 환경관측, 탐사 기술 미생물을 이용한 바이오연료 제조기술 바이오매스 확보기술 - ix -
최종적인 농림수산식품 10대 핵심기술은 상기 핵심 후보기술을 중심으로 AHP(Analytical Hierarchy Process) 기법을 활용하여 국내 농림수산식품 R&D 전문가 10인을 대상으로 설계 실시한 설 문을 토대로 도출함. 이 때 식량자원의 안정적인 확보, 기후변화 등 환경문제 대응, 농 식품산업의 순환 재생시스템 구축, 신시장 개척 등 바이오경제 대비 국내 농림수산식품산업의 당면과제를 설문 대상자에게 제시하고 고려 하도록 함. <농림수산식품 10대 핵심기술 선정 결과> 동식물 병 해충 예방 및 방제기술 10대 핵심기술 신종 병 해충 및 잡초의 동정 예측 제어 기술 환경친화형 농자재(농약, 비료) 개발기술 식량자원 기후변화 당면과제 순환 재생 시스템 신시장 대체수자원 확보기술 토양오염 예방 정화 관리기술 대체수자원 확보기술 지속가능 생산기반 환경조성 기술 생물소재 및 공정 생명자원 활용 및 관리기술 지속가능 생산기반 환경조성기술 수자원 오염방지 / 정화기술 토양 산성화 및 토양질 저하 방지기술 농업수자원 조사 관리 및 농촌용수 확 보기술 환경친화형 양식시스템 생산기술 식량작물 기능성 강화기술 유용 발효미생물 종균화 및 산업화기술 경제형질 연관마커 개발 및 우량 종자 조기진단 기술 가축분뇨 처리 및 퇴 액비 자원화기술 결과적으로 전문가들은 우리나라의 상황적 특수성과 바이오경제 의 개념 및 의의 등을 고려할 때, 우리나라가 신시장 개척 과 같 은 적극적이고 공세적인 차원에서 바이오경제시대를 대비하는 것 도 중요하지만, 이보다는 식량자원의 안정적인 확보에 힘쓰는 가 - x -
운데 기후변화 등 환경문제에 효과적으로 대응하는 차원의 기술 개발 및 확산에 더욱 집중해야 한다는 견해를 갖고 있는 것으로 판단됨. 즉, 전문가들은 바이오경제 시대에도 식량 확보 라는 전통적인 농식 품산업의 역할에 충실할 수 있는 기술이 기본적으로 여전히 중요하다 고 판단하고 있음. 바. 바이오경제시대 대비 농림수산식품 바이오 핵심기술의 시사점 본 연구는 전문가들에 의해 선정된 바이오경제 대비 농림수산식 품 10대 핵심기술에 대한 전략적 중요성과 세부 기술 및 주요 선 진국과 우리나라의 산업 및 기술개발 동향 비교, 그리고 기대효 과와 정책적 제언 등을 제시함. 신종 병해충 및 잡초의 동정 예측 제어기술은 기후변화, 재배방식 의 다양화에 따른 돌발 해충의 빈번한 출현을 조기에 인지하고 대응함으로써 국내 생산농가의 경제적 피해를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 국가 간 경쟁에서도 우위를 확보할 수 있는 매우 중요한 기술임. 환경친화형 농약개발 기술의 선도기술 보유국가인 미국은 주로 민간 중소기업을 중심으로 기술개발과 시장을 주도해왔음. 우리 나라도 주로 정부주도형 기술개발과 함께 민간 기업의 산업화가 병행되어 국내 시장 규모를 꾸준히 확대해왔고, 향후 환경친화형 농약시장은 계속 발전할 것임. 수자원 오염방지/정화기술은 급속한 농촌의 도시화와 난개발 급 증, 용수난 부족을 극복하기 위한 지하수 개발 등 수자원 개발이 지속되는 한 수자원의 오염문제도 지속적으로 제기될 전망이기 - xi -
때문에 이에 관한 기술은 계속 발전할 것임. 하지만 개별 요소기 술들이 통합적으로 연계되어야 하기 때문에 장기적인 투자와 현 장실험에 의한 기술검증이 필수적임. 토양산성화 및 토양질 저하방지 기술은 단순한 정화 및 복원기술 로 적용되는 것이 아니라 오염토양에 대한 모니터링과 오염탐지 를 위한 오염조사기술, 오염정화기술, 오염물질 모니터링 및 오염 관리(사전/사후)기술 등 전반적인 관련기술과의 연결구조를 가지 고 있기 때문에 유관 정부부처(환경부, 농식품부, 산림청)간 긴밀 한 R&D의 협력체계를 구축해야 함. 농업수자원 조사 관리 및 농촌용수 확보기술은 전세계적으로 부 족한 수자원을 확보하기 위한 기술로서, 공공성과 공익성이 강하 기 때문에 정부의 역할과 전략이 매우 중요함. 환경친화형 양식시스템 생산기술은 국민들에게 안전한 수산물 먹 거리를 안정적으로 공급할 수 있는 수산생산시스템으로, 농산물 의 생산, 공급만큼이나 매우 중요한 기술임. 그렇기 때문에 양식 활동이 환경이 미치는 부정적인 영향을 최소화하면서 안전한 먹 거리를 생산할 수 있는 기술개발이 필요함. 식량작물의 기능성 강화기술은 우리나라 농산물의 품질 고급화, 기능성 다양화 등을 통해 국민들의 건강한 생활에 기여하고 소비 자 만족 극대화를 실현할 수 있으며, 우리나라 식량작물의 가공 특성과 특이성이 구명되어 수입농산물과의 차별화할 수 있는 근 거를 마련하여 국내산 농축산물의 식품가공원료 이용률을 크게 높일 수 있는 기술임. 유용 발효미생물 종균화 및 산업화기술은 우리나라 농산물과 식 품자원에서 추출되는 유용 발효미생물 종균을 통해 고기능성을 - xii -
가진 고부가가치 발효식품을 개발하여 국제시장으로의 수출증대 를 꾀할 수 있을 뿐만 아니라 발효산업에 이용되는 로열티 지급 외국 특허균주의 수입대체 효과를 기대할 수 있는 중요한 기술 임. 경제형질 연관 마커 개발 및 우량종자 조기진단 기술은 유전체 활용 신종자 개발로 종자산업의 국제 경쟁력을 확보함과 동시에 가축화 동물의 유전체 분석을 통해 가축화 동물을 대상으로 한 가축화 유전자 발굴 기술을 차세대 식량산업의 소득 창출로 연결 할 수 있고, 미개척분야로서 신규 유용유전자 발굴 가능성이 높 은 해양생물유전자의 발굴을 통해 경제적 이익창출의 기회로 활 용할 수 있기 때문에 매우 중요한 기술임. 가축분뇨 처리 및 퇴 액비자원화 기술은 자원순환형 친환경 생산 기술 확립을 통하여 가축분뇨 자원화 시설의 분뇨처리효율 극대 화 가능하며 이를 통한 국가단위의 분뇨처리 비용을 절감하고, 부존자원 측면에서는 축산분뇨로부터 화학산업 등에 필요한 대체 자원을 확보하여 재활용하는 기술 개발로 인광석 등의 원료물질 수입 감소 효과를 기대할 수 있기 때문에 중요한 기술임. - xiii -
<바이오경제 대비 미래 농림수산식품 10대 핵심기술 제언 요약> 핵심기술명 기술의 중요도 기술의 국제 경쟁력 투자의 우선순위 비고 신종 병해충 및 잡초의 동정 예측 제어기술 매우 중요 기술역량은 충분하지만 경쟁력에서 열위 매우 높음 단기적인 투자 우선순위 환경친화형 농약 개발 매우 중요 일부 세부기술은 선진국 수준 도달, 전반적으로는 국제경쟁력에서 열위 높음 중기적 투자기술로 접근 수자원 오염방지 정화기술 중요함 국제경쟁력 열위 높음 장기적인 투자기술로 접근 토양 산성화 및 토양질 저하방지 기술 매우 중요 국제경쟁력 열위 높음 장기적인 투자기술로 접근 농업수자원 조사관리 및 농촌용수 확보기술 환경친화형 양식시스템 생산기술 식량작물 기능성 강화 중요함 국제경쟁력 열위 높음 장기적인 투자기술로 접근 매우 중요 중요함 일부 세부기술은 선진국 수준 도달, 전반적으로는 국제경쟁력에서 열위 기술역량은 충분하지만 경쟁력에서 열위 높음 매우 높음 중기적 투자기술로 접근 단기적인 투자 우선순위 유용 발효미생물 종균화 및 산업화기술 매우 중요 국제경쟁력 열위 매우 높음 단기적인 투자 우선순위 경제형질 연관마커 개발 및 우량종자 조기진단 기술 가축분뇨 처리 및 퇴액비 자원화 기술 매우 중요 국제경쟁력 열위 매우 높음 단기적인 투자 우선순위 매우 중요 기술역량은 충분하지만 경쟁력에서 열위 높음 중기적 투자기술로 접근 - xiv -
4. 연구결과의 활용 계획 본 연구의 결과 및 시사점은 농림수산식품부의 바이오기술 개발 촉진 및 관련 응용산업과의 통합을 위한 제도적 정책적 개선을 위한 기초자료가 될 수 있을 것으로 예상됨. 또한 농림수산식품 분야 바이오기술 관련 R&D 동향 조사 분석 시스템 및 네트워크 구축을 위한 참고자료로 활용할 수 있는 것 은 물론, 바이오경제 및 관련 기술에 대한 지속적 연구 수행을 위 한 후속 연구과제를 발굴하는 데 근거가 될 수도 있을 것임. 나아가 향후 국내 농림수산식품 분야에서의 바이오경제 실현을 위한 심도 깊은 논의의 장을 마련하는데 도움이 될 것으로 판단 됨. - xv -
Summary A Study on the Research Achievements and Issues in Fields of Food, Agriculture, Forestry and Fisheries for Bio-economy Objectives and necessity of research In preparation of the world for a era of 'bio-economy', our bio-economic environment is only in the early stages both in political and technical aspects. Therefore, it is necessary to understand the concept of 'bio-economy' and seek politically useful measures in preparing for a 'bio-economy' era, by comparing and reviewing the supporting status of major developed countries for bio-economy. The main objectives of this study include establishing the position of agriculture, forestry and fisheries and deriving the political and technical issues for promoting the 'bio-economy', because fields like agriculture, forestry and fisheries producing bio-resources are of particular importance for supporting and promoting a bio-economy. Contents and scope of research In this study, we first suggest the concept of 'bio-economy' and establish the position of the agri-food industry in a bio-economy era. - xvi -
In addition, based on core candidate technologies in fields of food, agriculture, forestry and fisheries important for preparing a bio-economy, we derive the 10 core strategic technologies through a questionnaire survey of experts, Finally, we analyze the achievements and challenges of these 10 technologies, and propose the implication and policy direction on the basis of the research results overall. Results 'Bio-economy' is a economic structure of the future based on the new paradigm of production. Of that is an ecological circulation structure which is founded on the biological resources and biological process rather than the structure of the vertical value chain of the existing of input production/processing consumption. That is, by internal circulating and completeness, this new production paradigm is to ensure the sustainability of economic activities, which further aims to improve the quality of life and sustainable growth. The importance of the agri-food industry is expected to deepen more in a bio-economy era, and our agri-food industry has something to be responsible for the four issues such as: 1. Securing a stable supply of food resources, 2. Securing resources for biotechnology industry, 3. Developing agri-food industry in the circulation and regeneration system, 4. Creation of new businesses and market opportunities. - xvii -
We looked at the general linkage of the agri-food industry with the bio-industry in the viewpoint of value-chain structure of the agri-food industry. Also, additional research was implemented in more detail to three representative cases that were selected by the role of the bio-industry and the scope of relations. Further, in order to find empirical relationship between the bio-industry and agri-food industry, we investigated input-output tables since 1995, and verified possible structural changes in their relationship and derived some implications. Also we performed a SWOT analysis to present the development strategies of the domestic agri-food industry toward a bio-economy era. Further, by the results of these studies and through a questionnaire survey of experts, we derived 10 core technologies that should be intensively fostered. It is of particular interest to learn that the experts have opinions that technologies enhancing the traditional role of the food industry like 'securing food' are basically still important in a bio-economy era. Finally, 10 core technologies are as follows: 1. Identification, prediction and control technology of new weeds and pests and insect diseases, 2. Technology for development of environment-friendly farm materials (pesticide & fertilizer), 3. Pollution prevention and purification technology of water resources, 4. Prevention technology of soil quality degradation and soil acidification, 5. Technology for management & development of agricultural water resources, 6. Technology for eco-friendly - xviii -
aquaculture system, 7. Development of crops with beneficial functions, 8. Development and commercialization of starter using effective microorganisms, 9. Technology for early diagnosis of high-quality seed using DNA markers associated with economic traits, 10. Technology for livestock manure treatment and making resources. Application of the research results and future plan As basic materials, results and implications of this study would contribute to promoting the bio-technology and improving the political and institutional systems for the integration of related industries. In addition, this study could be used as a reference for constructing network and bio-r&d system in the agri-food sector. Of course, it might bring up some issues for further research related bio-technology and bio-economy. Finally, this study would stimulate in-depth discussion how we realize a bio-economy in the fields of food, agriculture, forestry and fisheries in Korea. - xix -
< Contents > I. Introduction 1 1. Objectives and necessity of research 1 2. Contents and scope of research 2 II. Concept of 'bio-economy' and Current state 4 1. Background of the rise of 'bio-economy' concept 4 2. Concept provisions of the 'bio-economy' 13 3. Market size and growth of the biotechnology industry in the world 21 4. Small conclusion & suggestion 38 III. Bio-economy and Agri-food industry 43 1. Change of environment and phase of the agri-food industry 43 2. Current status of domestic agriculture and rural 59 3. Current status of domestic agri-food industry towards bio-economy 68 4. SWOT analysis of domestic agri-food industry in preparation for a bio-economy era 104 IV. Derivation of the core candidate technologies of Food, Agriculture, Forestry and Fisheries for a bio-economy 113 1. Definition and Classification of Food, Agriculture, Forestry and Fisheries technologies for bio-economy 113 2. The status of the technologies in accordance with the range of core technologies of Food, Agriculture, Forestry and Fisheries industry and the main future technologies 119 3. The main core candidate technologies of Food, Agriculture, Forestry and Fisheries industry for bio-economy 152 V. 10 core technologies of the future of the Food, Agriculture, Forestry and - xx -
Fisheries for a bio-economy 156 1. Overview 156 2. 10 core technologies 166 3. Summary 239 VI. Conclusion & Suggestion 254 Reference 272 Appendix - xxi -
< 목 차 > I. 서론 1 1. 연구 필요성 및 목적 1 2. 연구 내용 및 범위 2 가. 바이오경제 개념 정립 2 나. 바이오경제의 농식품산업 위상 정립 2 다. 농림수산식품 핵심 후보 기술의 도출 2 라. 농림수산식품 10대 핵심전략기술 도출 3 마. 핵심전략기술의 성과와 과제 3 바. 문제점 진단 및 개선방안 도출 3 II. 바이오경제 의 개념과 현황 4 1. 바이오경제 개념 부상의 배경 4 가. 인구 증가 및 기대 수명의 증대 4 나. 경제발전과 국제 교역의 증대 6 다. 화석연료 기반 산업화의 한계 대두 8 라. 기후변화 문제의 심화 10 마. 소결 12 2. 바이오경제 의 개념 정립 13 가. 기술 발전과 사회 변화 - 바이오경제로의 전환 13 나. 바이오경제 개념에 대한 논의 14 3. 세계 바이오산업의 성장과 시장 규모 21 가. 주요국의 바이오산업 현황 23 나. 우리나라 바이오산업의 주요 현황 34 4. 소결 및 시사점 38 가. 소결 38 나. 시사점 39 - xxii -
III. 바이오경제와 농식품산업 43 1. 바이오경제시대 농식품산업의 여건과 위상 변화 43 가. 농식품산업의 여건 변화 43 나. 농식품산업의 위상 변화 50 2. 국내 농업 농촌의 현 주소 59 3. 국내 농식품산업의 바이오경제 대응 및 연계 현황 68 가. 농림축산식품부의 관련 정책 현황 68 나. 농식품산업과 바이오산업 간의 연계 구조 75 4. 바이오경제시대 대비 국내 농식품산업의 SWOT 분석 104 IV. 바이오경제 대비 농림수산식품 핵심 후보기술의 도출 113 1. 바이오경제 대비 농림수산식품 기술의 정의와 분류 113 가. 바이오경제 대비 농림수산식품 핵심기술의 정의 113 나. 바이오경제 대비 농림수산식품 핵심기술의 범위 114 다. 농림수산식품 핵심기술 범위 설정의 의의 116 2. 농림수산식품산업 핵심기술 범위별 기술 현황 및 주요 미래기술 119 가. 생명자원 활용 및 관리기술 분야 119 나. 생물소재 및 공정 124 다. 농림축수산 자원활용 바이오에너지 개발기술 129 라. 안전성 평가기반 확립 131 마. 농림축수산 생명연구자원 확보 및 오믹스 활용기술 136 바. 지속가능한 농림축수산 생산환경 유지 및 발전기술 141 3. 바이오경제 대비 농림수산식품산업 주요 핵심 후보기술 152 V. 바이오경제 대비 미래 농림수산식품 10대 핵심기술 선정 156 1. 바이오경제 대비 미래 농림수산식품 10대 핵심기술 선정개요 156 2. 바이오경제 대비 미래 농림수산식품 10대 핵심기술 166 가. 신종 병해충 및 잡초의 동정 예측 제어기술 166 나. 환경친화형 농약 개발 175 - xxiii -
다. 수자원 오염방지/정화기술 185 라. 토양산성화 및 토양질 저하 방지기술 191 마. 농업수자원 조사 관리 및 농촌용수 확보기술 200 바. 환경친화형 양식시스템 생산기술 209 사. 작물의 기능성 강화기술 214 아. 유용 발효미생물 종균화 및 산업화기술 222 자. 경제형질 연관 마커 개발 및 우량종자 조기진단 기술 228 차. 가축분뇨 처리 및 퇴 액비 자원화기술 234 3. 바이오경제 대비 미래 농림수산식품 10대 핵심기술 요약 239 VI. 결론 및 시사점 254 가. 바이오경제 로의 전환의 필요성 254 나. 바이오경제시대 농식품산업의 위상 제고 및 주요 당면 과제 256 다. 바이오산업과 농식품산업의 연계구조 파악: 가치사슬 구조 및 투입-산출 분석258 라. 바이오경제시대 대비 국내 농식품산업의 SWOT 분석 259 마. 바이오경제시대 대비 농림수산식품 바이오 핵심기술 선정 260 바. 바이오경제시대 대비 농림수산식품 바이오 핵심기술의 시사점 268 [참고문헌] 272 <부록 1> AHP 기법 의 개요 275 <부록 2> 바이오경제 대비 농림수산식품 10대 핵심전략기술 선정을 위한 설문지 283 <부록 3> 산업연관표 활용 바이오산업-농식품산업 간 연계 관련 데이터 303 - xxiv -
< 표 차례 > <표 Ⅱ-1> 세계 총 인구 변화 추이 5 <표 Ⅱ-2> 대륙별 기대 수명 전망 (2005-2100) 5 <표 Ⅱ-3> 세계 총 GDP 변화 추이 7 <표 Ⅱ-4> 세계 총 수출액 변화 추이 7 <표 Ⅱ-5> 연도별 세계 에너지 소비량 변화 추이 8 <표 Ⅱ-6> 전체 에너지소비량 중 화석연료 유래 비중 9 <표 Ⅱ-7> IPCC 보고서 상 기후변화에 의한 부문별 영향 12 <표 Ⅱ-8> 바이오경제 구성 요소 18 <표 Ⅱ-9> 세계 바이오산업의 성장 추이 (2006-2010) 22 <표 Ⅱ-10> 미국 바이오산업의 시장가치 변화 (2006-2010) 24 <표 Ⅱ-11> 미국 바이오기업 주요 통계 (2010) 25 <표 Ⅱ-12> 유럽 바이오산업의 시장가치 변화 (2006-2010) 27 <표 Ⅱ-13> 유럽 주요 국가별 바이오시장 현황 및 전망 (2008-2013) 28 <표 Ⅱ-14> 일본 바이오산업의 시장가치 변화 (2006-2010) 31 <표 Ⅱ-15> 바이오산업 분야별 생산액 변화 추이 (2006-2010) 36 <표 Ⅱ-16> 2011년도 각 부처별 생명공학 투자 실적 37 <표 Ⅲ-1> 중국과 인도의 1인당 육류 소비량 변화 추이 45 <표 Ⅲ-2> 세계 바이오연료 소비량 변화 추이 46 <표 Ⅲ-3> 미국의 용도별 옥수수 사용량 변화 추이 46 <표 Ⅲ-4> 세계 전체 바이오연료 생산 및 소비 전망 47 <표 Ⅲ-5> 연대별 평균 세계 곡물 수급 동향 49 <표 Ⅲ-6> FAO 식품 가격지수 변화 추이 (2000-2011) 50 <표 Ⅲ-7> 주요 곡물 수출국의 수출 규제 사례 53 <표 Ⅲ-8> EU 회원국별 단일직불 상한 55 <표 Ⅲ-9> 2001~2012 미국 농무부 예산 추이 56 <표 Ⅲ-10> 바이오경제시대에 달라진 농식품산업의 여건과 위상 57 - xxv -
<표 Ⅲ-11> 연도별 경지면적 변화 추이 60 <표 Ⅲ-12> 일본 경지 이용현황 61 <표 Ⅲ-13> 한국농업의 환경부하 국제비교 62 <표 Ⅲ-14> 연도별 농가구 및 농가인구 변화 추이 63 <표 Ⅲ-15> 연령별 농가인구 구성비 변화 추이 64 <표 Ⅲ-16> 도시근로자 가구소득 대비 농가소득 비율 65 <표 Ⅲ-17> 농림수산식품 과학기술 육성 종합계획 상의 산업분야와 비전 73 <표 Ⅲ-18> 김연중 외(2012) 보고서의 농식품 생명산업-산업연관표 대응 93 <표 Ⅲ-19> 농식품 생명산업의 생산 부가가치 취업유발효과 94 <표 Ⅲ-20> 바이오산업 및 관련 농림수산식품 품목의 산업분류 96 <표 Ⅲ-21> 농림수산식품 부문별 총 중간수요 중 바이오산업으로의 중간수요 비중98 <표 Ⅲ-22> 기타 유기화학 기초제품 의 부가가치율 및 동 부문으로의 주요 농림수산식품 중간투입율99 <표 Ⅲ-23> 비료 의 부가가치율 및 동 부문으로의 주요 농림수산식품 중간투입율 100 <표 Ⅲ-24> 의약품 의 부가가치율 및 동 부문으로의 주요 농림수산식품 중간투입율 101 <표 Ⅲ-25> 화장품 및 비누 의 부가가치율 및 동 부문으로의 주요 농림수산식품 중간투입율 102 <표 Ⅲ-26> 의료 및 보건 의 부가가치율 및 동 부문으로의 주요 농림수산식품 중간투입율 103 <표 IV-1> 농림수산식품 당면과제와 핵심기술 범위 119 <표 IV-2> 바이오경제 대비 농림수산식품산업 주요 핵심 후보기술 153 <표 IV-3> 농림수산식품 당면과제와 핵심 후보기술 155 <표 Ⅴ-1> 바이오경제 시대 국내 농림수산식품산업의 당면과제 157 <표 Ⅴ-2> 국내 농림수산식품 당면과제의 중요도 평가 결과 158 <표 Ⅴ-3> 농림수산식품 10대 핵심기술 선정을 위한 30대 세부 기술(군) 159 <표 Ⅴ-4> 식량자원의 안정적인 확보를 위한 핵심기술 평가 결과 160 <표 Ⅴ-5> 기후변화 등 환경문제 대응을 위한 핵심기술 평가 결과 161 <표 Ⅴ-6> 농식품산업의 순환 재생 시스템 구축을 위한 핵심기술 평가 결과 162 <표 Ⅴ-7> 신시장 개척을 위한 핵심기술 평가 결과 163 <표 Ⅴ-8> 10대 핵심기술 선정 결과 164 - xxvi -
<표 V-9> 농림수산식품 당면과제와 10대 핵심기술 165 <표 V 10> 주요 세계최고기술 보유 기관 및 주요 연구내용 170 <표 V 11> 신종 병해충 및 잡초의 동정 예측 제어기술 세부기술 제언 요약 174 <표 V 12> 주요 세계최고기술 보유 기관 및 주요 연구내용 178 <표 V 13> 국내 주요 친환경 농약 개발현황 179 <표 V 14> 국내 친환경 농약개발 기술보유기관 및 주요 연구내용 180 <표 V 15> 환경친화형 농약개발 세부기술 제언 요약 184 <표 V 16> 주요 세계최고기술 보유 기관 및 주요 연구내용 187 <표 V 17> 수자원 오염방지/정화 세부기술 제언 요약 190 <표 V 18> 주요 세계최고기술 보유 기관 및 주요 연구내용 194 <표 V 19> 우리나라 기술보유기관 및 주요 연구내용 196 <표 V 20> 토양산성화 및 토양질 저하방지 세부기술 제언 요약 199 <표 V 21> 주요 세계최고기술 보유 기관 및 주요 연구내용 204 <표 V 22> 우리나라의 해당기술 관련 R&D 주요 핵심기술 연구활동 206 <표 V 23> 농업수자원 조사 관리 및 농촌용수 세부기술 제언 요약 208 <표 V 24> 환경친화형 양식시스템 세부기술 제언 요약 214 <표 V 25> 주요 세계최고기술 보유 기관 및 주요 연구내용 217 <표 V 26> 우리나라의 해당기술 관련 R&D 주요 핵심기술 연구활동 219 <표 V 27> 식량작물 기능성 강화 세부기술 제언 요약 221 <표 V 28> 유용 발효미생물 종균화 및 산업화 세부기술 제언 요약 227 <표 V 29> 주요 세계최고기술 보유 기관 및 주요 연구내용 231 <표 V 30> 우리나라의 해당기술 관련 R&D 주요 핵심기술 연구활동 232 <표 V 31> 경제형질 연관마커 개발 및 우량종자 조기진단 세부기술 제언 요약 234 <표 V 32> 축산분뇨 처리 및 퇴 액비 자원화 세부기술 제언 요약 232 <표 V 33> 바이오경제 대비 미래 농림수산식품 10대 핵심기술의 세부기술별 제언 요약247 <표 V 34> 바이오경제 대비 미래 농림수산식품 10대 핵심기술 제언 요약 252 <표 V 35> 10대 기술별 농림수산식품 3개 부 청별 투자액 현황 253 - xxvii -
< 그림 목차 > [그림 Ⅱ-1] 국제 유가 동향 (두바이 유가 기준) 9 [그림 Ⅱ-2] 세계 가뭄 현황 (2010년~2012년 평균 강수량 기준) 11 [그림 Ⅱ-3] 바이오경제(Bioeconomy) 20 [그림 Ⅱ-4] 바이오산업 부문별 세계 바이오시장의 점유율 (2010) 22 [그림 Ⅱ-5] 미국 바이오시장의 바이오산업 부문별 점유율 (2010) 24 [그림 Ⅱ-6] EU 바이오시장의 바이오산업 부문별 점유율 (2010) 27 [그림 Ⅱ-7] 일본 바이오시장의 바이오산업 부문별 점유율 (2010) 31 [그림 Ⅲ-1] 1980~2020 CAP 지출 예산 (명목가격 기준) 54 [그림 Ⅲ-2] 지구 환경과 경제와 농식품산업의 연관 관계 57 [그림 Ⅲ-3] 지구 환경과 경제와 국내 농식품산업의 연관 관계 68 [그림 Ⅲ-4] 바이오산업 각 분야 간 연계도 및 농식품산업과의 관계 77 [그림 Ⅲ-5] 농식품산업 가치사슬 단계별 바이오산업 연계 구조 80 [그림 Ⅲ-6] 세계 농업유전자원 분포도 82 [그림 Ⅲ-7] 골든 시드 프로젝트의 태동 배경과 비전 83 [그림 Ⅲ-8] 바이오기술 투여 관점에서의 골든시드 프로젝트 84 [그림 Ⅲ-9] 신물질 추출 및 상품화 과정 85 [그림 Ⅲ-10] 바이오산업 관점에서의 신물질 및 유용물질 생산 모델 87 [그림 Ⅲ-11] 자연순환농업 및 에너지 생산형 공동자원화 모델 체계도 89 [그림 Ⅲ-12] 자연순환농업 및 에너지 생산형 공동자원화 모델 체계도 91 [그림 Ⅲ-13] 바이오경제시대 대비 국내 농식품산업의 SWOT 분석 110 [그림 Ⅳ-1] 농림수산식품산업 내 바이오기술의 범위 114 [그림 Ⅳ-2] 농림수산식품산업 핵심기술 범위와 가치사슬 117 [그림 Ⅳ-3] 우수 농림축수산 종자육성 및 생산기술 121 [그림 Ⅳ-4] 농림수산 유전자원 보존 및 정보화기술 최고보유국과의 국가별 기술격차 123 [그림 Ⅳ-5] BT 융합기술 산업화 기술 최고기술 보유국과의 국가별 기술수준126 - xxviii -
[그림 Ⅳ-6] 기능성 신소재 개발기술의 최고기술 보유국과의 국가별 기술격차128 [그림 Ⅳ-7] 바이오에너지 생산 및 시스템 개발기술의 최고기술 보유국과의 국가별 기술격차 131 [그림 Ⅳ-8] 농축수산물 품질 및 안전성 관리기술 최고기술 보유국과의 국가별 기술수준 133 [그림 Ⅳ-9] 식품 위해인자 검출 및 제어기술 최고기술 보유국과의 국가별 기술격차 135 [그림 Ⅳ-10] 인수공통 전염병 진단 및 제어기술 최고기술 보유국과의 국가별 기술수준137 [그림 Ⅳ-11] 가축질병 예방 제어기술 최고기술 보유국과의 국가별 기술격차 140 [그림 Ⅳ-12] 기후변화 적응 및 생태환경 기술 최고기술 보유국과의 국가별 기술수준 142 [그림 Ⅳ-13] 자원순환형 친환경 생산기술 최고기술 보유국과의 국가별 기술격차 144 [그림 Ⅳ-14] 토양검정 및 작물영향 종합관리기술 최고기술 보유국과의 국가별 기술격차 146 [그림 Ⅳ-15] 우수 산림자원 육성 및 이용기술 최고기술 보유국과의 국가별 기술수준 148 [그림 Ⅳ-16] 지리정보 이용 농림수산업 환경 예 계측 및 자원조사기술 최고기술 보유국 과의 국가별 기술격차 150 [그림 Ⅴ-1] 바이오경제 대비 미래 농림수산식품 10대 핵심기술 선정 체계도 156 - xxix -
I. 서론 1. 연구 필요성 및 목적 전세계적인 식량 부족, 에너지 수요 급증, 기후 변화, 생태계 파 괴, 지역 및 계층 간 경제 불균형에 따른 잠재적 불안정 등 인류 삶에의 위협에 직면하여 경제와 환경의 지속가능성 문제가 제기 되고 있음. 그 결과 지금까지 익숙했던 삶의 양식 및 경제 구조 등에 대한 변 화의 필요성이 세계적으로 강력히 제기되는 가운데, 이러한 변화 를 포괄하고 집약할 수 있는 개념으로서 바이오경제 라는 개념이 부각하고 있음. 한편 주요 선진국들은 자국의 상황적 특수성에 입각하여 생명공 학에 기반한 바이오경제시대를 준비하여 지속가능성을 담보하고, 더불어 바이오 제품의 세계 시장에서의 경쟁력 확보와 시장 선점 을 도모하고 있음. 그러나 국내의 바이오경제 추진 여건은 정책적으로나 기술적으로 나 걸음마 단계에 불과하므로, 주요 선진국의 바이오경제 대응 현황을 비교 검토하여 우리나라에 적합한 바이오경제 의 개념과 대응책을 모색하는 일이 매우 긴요함. 특히 바이오경제에 있어서 농업, 임업, 수산업 등 생물학적 자원 을 생산, 공급하는 분야의 중요성이 크게 강조되고 있는 바, 농림 수산 분야의 위상을 정립하고 바이오경제를 추진하기 위한 정책 적, 기술적 과제를 도출 선정하는 것이 시급함. - 1 -
2. 연구 내용 및 범위 가. 바이오경제 개념 정립 바이오경제라는 개념이 부상하게 된 배경을 살펴보고, 주요 바이 오경제에 대한 정의와 관련 논의 및 각국의 바이오경제 추진 현 황 등을 검토한 후 우리나라에 적합한 바이오경제 개념을 제시 함. 나. 바이오경제의 농식품산업 위상 정립 바이오경제시대 전 세계적인 농식품산업의 여건 변화와 국내 농 업 농촌의 현실 인식을 바탕으로, 정부의 바이오경제 대응 및 타 산업과의 연계 정책, 그리고 가치사슬적 접근을 통한 기술적 연 계 동향으로부터 바이오경제시대 농식품산업의 위상을 정립함. 이를 위해 3가지 주요 사례를 중심으로 농식품산업과 바이오산업 간 의 연계구조를 제시하고, 산업연관표를 통해 두 산업간의 연계 및 영 향 등을 살펴봄. 다. 농림수산식품 핵심 후보 기술의 도출 농수산식품 바이오 핵심전략기술 도출을 위해 먼저 농수산식품 바이오기술의 정의와 범위를 제시하고, 기존 국가 R&D 관련 연 구기관의 주요 미래기술 동향정보와 2012년 농림수산식품기술기 획평가원에서 조사, 분석한 2012년 농림수산식품 기술수준평 가 연구보고서 내용을 기초로 농림수산식품산업 내 바이오기술 정의와 범위에 따라 분석, 재정리함. - 2 -
라. 농림수산식품 10대 핵심전략기술 도출 연구진이 분류한 후보 기술을 중심으로 관련 전문가 대상 설문조 사 등을 실시하여 농림수산식품 분야의 10대 핵심전략기술을 선 정(필요한 경우 신규 기술 발굴). 마. 핵심전략기술의 성과와 과제 선정된 농림수산식품 분야 10대 핵심전략기술을 대상으로 최근 3년간 농림수산식품 3개 부 청과 교육과학기술부와 지식경제부 의 R&D 투자 성과자료를 중심으로 국가과학기술지식정보서비스 (NTIS)와 농림수산식품 연구개발사업 통합정보서비스(FRIS)에 구축된 자료에 기반하여 R&D 투자와 논문, 특허, 사업화 등 주요 성과 현황 분석. 바. 문제점 진단 및 개선방안 도출 농림수산식품 분야 바이오 핵심전략기술별 R&D 투자 및 성과분 석에 있어 연구단계별 연구수행주체별 및 지역별 분석을 통해 농 림수산식품 3개 부 청 및 관련 부처의 R&D 현황의 문제점 분석. 상기 분석된 자료를 중심으로 관련 전문가회의를 통해 분석된 문 제점에 대한 진단 및 개선방안을 도출. 이에 대한 심층적인 분석 을 통해 최종적인 개선방안 도출. - 3 -
II. 바이오경제 의 개념과 현황 정부, 산업계, 학계, 언론계 등을 중심으로 바이오경제, 혹은 바 이오경제시대 라는 말이 언급되는 횟수가 늘어나고 있음. 이에 따라 관련 정책이나 기술 역시 점차 활발히 토론되고 개발 되고 있는 추세임에도 불구하고, 아직 국내의 바이오경제 추진 여건은 정책적으로나 기술적으로나 걸음마 단계인 것이 분명한 사실임. 따라서 차제에 과연 어떤 근거와 배경, 필요성에 의해 바이오경 제 라는 화두가 부상하고 있고, 각 국은 이를 어떻게 정의하여 대 응하고 있는지를 검토하여 우리나라에 적합한 바이오경제 의 개 념과 대응책을 모색하는 일이 매우 긴요하리라는 것이 본 연구진 의 판단임. 이에 본 장에서는 우선 바이오경제 라는 개념이 부상하게 된 배 경을 살펴본 후, 이어 각 국과 여러 연구자, 기관의 바이오경제에 대한 정의 및 각 국의 바이오경제 추진 현황 등을 두루 검토한 바 탕 위에서 우리나라에 적합한 바이오경제 개념을 제시하고자 함. 1. 바이오경제 개념 부상의 배경 가. 인구 증가 및 기대 수명의 증대 근대 이후 공중위생 보건 및 의학 발전과 영양학적 개선이 이뤄짐 에 따라 세계적으로 인구 증가 및 수명 연장 추세가 두드러지고 있음. - 4 -
1950년에 25억 3천만 명에 불과했던 세계 인구가 2010년 현재 70억 에 육박하는 것으로 나타남(표 Ⅱ-1 참조). - UN의 전망에 따르면 2050년에는 90억에 달할 것으로 예상 <표 Ⅱ-1> 세계 총 인구 변화 추이 (단위: 백만 명 ) 연도 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 총인구 2,532 3,038 3,696 4,453 5,306 6,123 6.896 자료 : UN, World Population Prospects(2011). 근대화 초기의 인구증가가 영 유아 사망률의 감소 등에 힘입은 바가 컸다면, 선진국의 저출산 현상 등으로 영 유아 인구 증가세가 한풀 꺾 인 최근에는 수명 증가로 인한 고령화 현상이 인구 증가의 주된 원인 이 되고 있다는 것이 전문가들의 중론임. - 현재 68세 정도인 인류의 기대 수명은 2050년에는 75.6세, 2100년경에 는 81.1세로 계속 증대할 것으로 전망 <표 Ⅱ-2> 대륙별 기대 수명 전망 (2005-2100) 연도 2005-2010 2045-2050 2095-2100 세계 평균 67.9 75.6 81.1 선진국 평균 76.9 82.7 88.2 아프리카 55.2 68.2 77.1 아시아 69.0 76.7 81.8 유럽 75.4 81.7 87.4 라틴 아메리카 73.4 79.9 84.6 북미 78.2 83.2 88.4 오세아니아 76.6 82.5 86.7 자료 : UN, World Population Prospects(2011). 따라서 지금은 예전과 동일한 지역에서 예전보다 많이 태어나 - 5 -
오래 삶을 영위하게 된 인류 문명이 근대 이전에 비해 지구 환 경에 미치는 영향이 커지고 꾸준해진 결과, 인류 삶터로서의 지 구와 인류 자신의 지속가능성을 위해 새로운 과제가 생겨난 시대 라는 점에 유의해야 함. 대표적으로 인구 증가와 수명 증대는 식량 수요의 증가로 이어짐. - 기본적으로 식량은 지구 라는 한정된 공간 내에서 생산된다는 점에서 수 요를 무한히 충족시키기는 힘든 문제임. - 더욱이 이후 언급할 경제발전 등에 의해 식량 효율이 낮은 육식 소비가 늘어나고 농업 인구가 감소하는 경향까지 감안한다면 식량 문제는 인류 공통의 중차대한 과제라고 할 수 있음. 또한 보건 의료 부문에 대한 수요 증가 역시 중요한 사회적 의제로 부 상하고 있는 현실임. - 선진국의 성인병과 노인병 등의 증가 및 개발도상국과 저개발국에서의 전염병, 영양실조 등 나. 경제발전과 국제 교역의 증대 근대 이후의 인구 증가와 더불어 또 한 가지 중요하게 짚어봐야 할 현상이 비약적으로 성장한 각 국의 경제규모 및 국제 교역의 증대 추세임. 1960년에 1조 3,600억 달러 수준에 불과했던 세계 총 GDP는 2011 년 현재 수 십 배 늘어난 70조 달러 수준인 것으로 나타남(표 Ⅱ-3 참조). 세계 교역량의 증대는 이보다 더욱 놀라움. 즉 1950년에 620억 달러 - 6 -
수준에 그쳤던 세계 총 수출액은 2011년 현재 약 294배 증가하여 18 조 달러를 상회하는 수준인 것으로 파악됨(표 II-4 참조). <표 Ⅱ-3> 세계 총 GDP 변화 추이 (단위: 천만 달러 ) 연도 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2011 총 GDP 135,962 289,659 1,102,200 2,198,517 3,233,424 6,319,516 6,998,192 자료 : The World Bank (http://data.worldbank.org). <표 Ⅱ-4> 세계 총 수출액 변화 추이 (단위: 천만 달러 ) 연도 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2011 수출액 6,200 13,000 31,700 203,400 344,900 645,600 1,527,400 1,825,500 자료 : WTO (http://stat.wto.org). 경제 수준이 향상되면서 인구 증가 현상이 더욱 가속화됨은 물 론, 이로 인해 경지 감소, 에너지 소비 증가 등 지구 환경에 중차 대한 도전이 야기되고 있음. 경작 및 축산이 가능한 토지는 전체 지구 대지의 40% 정도로 파악되 는데, 이는 지구 표면의 12%에 불과한 면적임. - 매년 220만ha의 산림이나 초지가 농경지로 전환되고 있지만 21세기에 들어와서 경작 가능한 지역의 총 규모는 정체 상태를 보이고 있음. - 더욱이 경제 발전에 따라 세계적으로 도시화가 진전되면서 농경지는 더 욱 방치되거나 감소하고 있는 실정임. 2050년에는 개발도상국 국민의 86%가 도시에 거주할 것으로 전망 경제발전과 교역의 증대로 인하여 에너지 소비량도 크게 증가함. 2010년 현재 톤으로 환산한 에너지 소비량은 123억 톤 수준으로 이 - 7 -
는 1970년대 에너지 소비량의 200%를 상회하는 수치임. - 특히 이는 인류가 화석연료 고갈에 대한 대비, 온실가스 감축 등의 화두 를 고민하게 된 직접적인 계기가 되었음. <표 Ⅱ-5> 연도별 세계 에너지 소비량 변화 추이 (단위: 천 톤 ) 연도 1971 1980 1990 2000 2010 에너지 소비량 5,500,032 7,095,751 8,572,655 9,801,678 12,324,301 주 : 다양한 종류의 에너지들을 원유 1,000톤이 발열하는 칼로리를 기준으로 표준화한 단위임. 자료 : The World Bank (http://data.worldbank.org). 다. 화석연료 기반 산업화의 한계 대두 상술한 경제발전은 화석연료를 기반으로 한 산업화에 힘입은 바 가 크다고 할 것임. 그러나 화석연료는 매장량에 한계가 있는 만 큼 최근에는 새로운 에너지원이나 산업 소재의 필요성이 강조되 고 있는 현실임. 인구 증가는 물론 개발도상국의 경제 성장으로 인한 생활수준의 향상 등으로 연료 및 에너지 수요가 지속적으로 증가해왔음. - 세계 1차 에너지 수요는 2009년 12,132 Mtoe였으나, 중국 등 신흥 개발 국들의 수요 급증으로 인해 연평균 1.3%씩 증가하여 2035년에는 16,961Mtoe에 달할 것으로 전망 물론 1980년대 이래 원자력이나 대체 에너지 부문의 발전으로 전체 에너지 소비량 중 화석연료로부터 유래하는 비중이 다소 줄어들긴 하 였으나, 여전히 화석연료가 기술적으로나 경제적으로 가장 효율적인 연료로 평가받고 있는 실정임. - 8 -
- 이에 화석 연료 비중이 아직도 80%를 상회하는 수준인 것으로 나타남 (표 Ⅱ-6 참조). - 국제 유가동향을 보더라도 시기별로 부침이 있기는 하나 대체로 지속적 인 상승 추세인 것을 알 수 있음(그림 Ⅱ-1 참조). 화석연료에 대한 수 요도 2006년부터 2030년 사이에 44% 증가할 것으로 전망되는데, 이에 따라 2030년까지 국제 유가는 시나리오에 따라 연평균 1.3%~8.4% 수 준으로 꾸준히 상승할 것으로 예상됨. 1) <표 Ⅱ-6> 전체 에너지소비량 중 화석연료 유래 비중 (단위: %) 연 도 1960 1970 1980 1990 2000 2010 비 중 94.13 94.58 82.76 81.01 80.11 80.92 자료 : The World Bank (http://data.worldbank.org). (단위: 달러/bbl) 주 : 유가가격은 평균가격을 의미함. 자료 : 에너지경제연구원 홈페이지. [그림 Ⅱ-1] 국제 유가 동향 (두바이 유가 기준) 1) 상세한 내용은 에너지경제연구원(2011) 참조. - 9 -
에너지 부문 뿐 아니라, 석유화학 제품 등 에너지 부문 외의 산업 부문까지 고려한다면 여전히 현대 사회의 경제성장이 화석연료에 크게 기반하고 있는 것으로 판단됨. 라. 기후변화 2) 문제의 심화 이상의 인구 증가, 경제발전, 화석연료 기반 산업화는 사실상 서 로 얽혀 연관되어 있는 현상들이라 할 수 있는데, 특히 이들 문제 가 총체적으로 작용한 결과로 온실가스에 의한 지구 온난화 및 기후변화 등의 환경 문제가 심화되면서 인류 삶의 여건이 위협받 고 있는 현실임. 전 지구적 기후는 매년 변동하고 있으며, 최근 지표 부근의 대기 및 바다의 평균 온도가 장기적으로 상승하는 지구온난화 현상이 가속화 되고 있음. - 1901년부터 1960년까지의 60년간 0.14도 상승하는데 그쳤던 세계 평균 기온이, 1961년부터 2009년까지의 50여 년 간에는 0.49도나 상승하여 세계의 농작물 지도와 생산구조를 바꾸고 있는 현실 이러한 지구 온난화로 사막화의 확산과 물 부족, 경지 부족 사태가 가속화되 고 있음. 2) 기상법 에 의하면 기후변화 는 인간 또는 자연활동에 의해 기상현상(기상, 지상, 수상)의 복합요소들이 평균 상태 이상 또는 이하로 변화되는 것으로 정의될 수 있음. 따라서 기후변화는 평균 상태를 벗어나 기상 현상이 인간 활동에 막대한 영향을 끼쳐 활동의 패러다임을 전환시키는 요인으로 작용하게 됨. - 10 -
[그림 Ⅱ-2] 세계 가뭄 현황 (2010년~2012년 평균 강수량 기준) 주: 색이 진할수록 가뭄이 심각한 것을 의미함. 자료: Global Drought Monitor(http://drought.mssl.ucl.ac.uk). 이에 따라 미래 사회에서는 기상악화 및 자연재해로 인한 피해가 증 가할 것이라는 전망에 대부분의 전문가들이 동의하고 있는 실정임. - 예를 들어 2007년에 발표된 IPCC(Inter-governmental Panel on Climate Change)의 보고서에서는 기후변화로 인한 전 지구적 영향을 분 야별로 전망하고 있는데, 이에 따르면 농업, 산림, 생태계, 수자원 등의 부문에 심대한 수준의 부정적 영향이 우려되는 것으로 파악됨. - 11 -
기후변화 현상 시나리오 저온일 감소 고온일 증가 육지에서 열파 증가 호우 증가 가뭄지역 증가 태풍강도 증가 해수면 상승 <표 Ⅱ-7> IPCC 보고서 상 기후변화에 의한 부문별 영향 가능성 농업 산림 생태계 수자원 거의 확실 (Virtually Certain) 매우 높음 (Very Likely) 매우 높음 (Very Likely) 높음 (Likely) 높음 (Likely) 높음 (Likely) 저온지역: 생산성 증대 고온지역: 생산성 감소 병충해 피해 증가 온난지역 수확량 감소 산불 위험 증가 농작물 피해 토양 침식 유실 경작지 감소 토질 악화 농작물 생산량 감소 가축 폐사 증가 산불 위험성 증가 농작물 피해 산림초목 파괴 산호초 피해 염수로 인한 피해 자료 : IPCC(2007), 농림수산식품기술기획평가원(2011)에서 재인용. 고산빙하 감소로 수자원 영향 증발산 증가 수자원 수요 증가 수질 악화 지표/지하 수질 악화 급수 오염 수자원 부족 감소 물 부족으로 인한 어려움 증가 전력수급 차질로 수자원 공급 위협 담수 이용성 감소 결국 이러한 기후변화의 영향을 예측하고 적응하는 데서 나아가 이를 완화하기 위한 전 지구적인 대처 활동의 증가는 바이오경 제 시대의 가장 중요한 배경이 될 것으로 예상되는데, 이는 각 국가에게 새롭고 강력한 제약이자 다른 한편으로는 기회로 작용 하는 측면도 있는 만큼 세심한 검토와 적극적인 대응이 필요한 것으로 판단됨. 마. 소결 이상 본 절에서 살펴본 내용들을 종합하면 18세기 산업혁명 이후 변화된 인류의 삶과 경제가 현재 인류와 지구 환경의 지속가능성 에 심대한 문제를 초래하고 있다는 것으로 요약할 수 있음. - 12 -
그 결과 지금까지 익숙했던 삶의 양식 및 경제 구조 등에 대한 변 화의 필요성이 세계적으로 강력히 제기되는 가운데, 이러한 변화 를 포괄하고 집약할 수 있는 개념으로서 바이오경제 라는 화두가 부상하고 있는 상황인 것으로 진단됨. 2. 바이오경제 의 개념 정립 가. 기술 발전과 사회 변화 - 바이오경제로의 전환 엘빈 토플러에 따르면 인류사회는 농업혁명, 산업혁명, 정보화혁 명으로 불리는 기술혁명에 기인한 사회적 대변혁, 즉 정치적 경제 적 사회적 구조 등의 근본적인 변화를 격어 왔음. 이러한 혁명적 변화는 그 동안 축적된 기술적 기반 위에 당시 사회 변 화의 유인에 부응할 수 있는 새로운 기술이 등장함으로써 가능했으 며, 동시에 새롭게 대체된 사회는 관련 기술 발전을 더욱 촉진시키는 상승효과를 가져왔음. 제1절에서 서술한 바와 같이 최근 인류는 전 세계적으로 공히 경 제적 사회적 환경적 문제와 이에 따른 새로운 변화에의 유인에 직 면해 있는 상황이며, 많은 관련 전문가들이 20세기 이후 빠르게 발전하고 있는 생명공학 3) 을 이러한 변화를 주도할 핵심적인 학 문 또는 기술로서 주목하고 있음. 토플러의 경우도 생명공학이 우주산업과 함께 농업혁명, 산업혁명, 정 보화혁명을 이어갈 제4의 물결이라고 강조하고 있음. 사실 생명공학의 역사는 매우 오래되었고, 그 만큼 인류 문명에 3) 생명공학에 대해서는 다양한 정의가 존재하지만 한국산업기술진흥원(2009)은 생명공학을 생물체 기능을 이 용하여 제품을 만들거나 유전적 구조를 변형해 어떠한 특성을 나타내게 하는 복합적 기술 로 정의하고 있음. - 13 -
자연스럽게 녹아들어 있음. 수만 년 전부터 시작된 농작물 생산, 가축 사육, 전통적인 발효기술 및 동 식물 육종기술 등도 넓은 의 미의 생명공학에 포함되며, 최근의 생명공학기술은 유전자조작기 술, 세포융합기술, 바이오리액터기술, 조직배양기술 등을 대표적 사례로 들 수 있음. 이러한 기술들을 중심으로 그 동안 축적된 생 명현상에 대한 지식과 결합하여 현대적인 의미의 생명공학의 시 대가 본격적으로 열리고 있음. 기술적 발전이 사회적인 변화 유인과 결합할 경우 기존 사회의 근본적인 변화를 가져올 혁명적인 영향력을 가지고 있음을 앞에 서 서술한 바 있음. 관련 전문가들은 현재와 같은 생명공학기술 의 발전과 사회적 변화 동인들이 결합되어 나타날 향후 경제적 사회 구조를 바이오경제(Bioeconomy) 또는 지식 기반 바이오경 제(Knowledge-Based Bioeconomy)라고 부르고 있음. 바이오경제로의 전환은 후술하는 바와 같이 생산 소비 행태 등과 관련 된 경제구조의 변화만을 의미하는 것이 아니라 그와 동시에 수반되는 사회적 제도적 변화 모두를 망라하는 개념임. 나. 바이오경제 개념에 대한 논의 1) 개요 바이오경제는 생명공학과 마찬가지로 이미 오래전부터 우리 경제 의 중요한 부분을 차지하고 있으며 새로운 개념은 아님. 따라서 바이오경제라는 용어는 생명공학기술 발전 및 그 기반의 중요성 을 강조하여 2005년부터 유럽연합이 사용하고 있는 지식 기반 바이오경제를 지칭한다고 할 수 있으며, 4) 현재 인류가 직면한 문 4) 'New Perspectives on the Knowledge-Based Bio-Economy', EU Conference Report 2005. - 14 -
제들에 대응하기 위한 당위론적인 개념의 성격을 가짐. 바이오경제에 대한 통일된 정의는 아직 없는 실정임. 사실 바이오경 제가 하나의 경제적 사회 구조를 의미한다면, 이는 엄밀한 의미에서 는 역사적으로 정의될 수 있을 뿐임. 주요 선진국들은 자국의 생명자원 및 생명공학적 기반, 특유의 사회 적 경제적 변화 동인 등을 고려하여 국가 전략적인 차원에서 상이한 목표와 수단을 가지고 바이오경제를 준비하고 있는 실정임. 한편 생명공학의 발전이 사회 경제 환경 등에 미칠 광범위한 영향 에 대한 연구가 아직 초기단계에 머물고 있는 현재, 바이오경제 시대 도래의 당위론에 입각한 주요국들의 대응방안 등에 대한 의 문이 제기되기도 함. 예를 들어 미국, 브라질, 유럽연합 등에서 바이오경제시대를 대비해 적극적으로 육성하고 있는 바이오연료의 경우, FAO는 이러한 육성정 책이 농업을 비롯하여 경제, 환경, 빈곤, 식량안보 등 광범위한 분야 에 걸쳐 발생할 영향에 대한 이해나 엄밀한 검증이 없음을 지적하고 바이오연료에 대해 비판적인 입장을 취하고 있음. 5) 2) 주요 바이오경제 개념 이하 바이오경제에 대한 담론을 주도하고 있는 OECD, 유럽연합 등의 바이오경제에 대한 정의 등을 소개하고 이와 관련된 주요 논의 점을 제시함으로써, 바이오경제의 개념을 정립하고자 함. 바이오경제라는 개념이 부각되기 시작한 것은 전 세계적으로 공 히 경제와 환경의 지속가능성 이라는 문제에 직면하면서부터임. 5) FAO, 2008년 식량농업백서(The State of Food and Agriculture 2008). - 15 -
지속가능성 의 문제는 제1절에서 서술한 바와 같이 식량 부족, 에너 지 수요 급증, 기후 변화, 생태계 파괴 등에 따른 인류 삶에의 위협을 의미하며, 그 외에도 지역 및 계층 간 경제 불균형에 따른 잠재적 불 안정 등을 들 수 있음. 따라서 지속가능성이라는 대전제 하에서의 바이오경제로의 전환 이란 국가존속과 경제성장의 기본이 되는 인구문제에서부터 노동 자원, 사회 직 간접자본 등 자원의 배분, 식료품의 안정적 조달, 에너지, 환경보호 및 기후변화를 대비하기 위한 일련의 모든 과 정을 포괄하며, 이는 생명공학기술을 기반으로 한 새로운 경제구 조의 구축과 이에 상응하는 사회구조의 변환 등을 포함하는 매우 광범위한 개념임. 6) 이러한 광범위한 개념의 바이오경제는 본 보고서의 범위를 넘는 것으로 판단하여, 연구진은 바이오경제의 생산 패러다임, 즉 지속 가능성을 담보할 수 있는 생산 패러다임에 초점을 맞추고 논의를 진행하고자 함. 이는 결과적으로 본 보고서에서 제시할 바이오경 제 대비 핵심전략기술 선정을 위한 생명공학기술 및 생명산업의 범위를 제한함을 의미함. 실제로 OECD는 2006년 The Bioeconomy to 2030 - designing a policy agenda 에서 바이오경제를 생명과학 발전으로 신제품의 보급이나 서비스의 향상을 통하여 인류에 편익을 가져다주는 다 양한 경제활동을 포괄하는 개념 으로 정의했으며, 2009년에는 바 이오경제를 바이오기술이 경제적 산출량의 상당부분에 기여하고 있는 경제 로 정의하고 향후 바이오 응용부문간 통합으로 경제와 환경의 지속가능한 발전을 위한 실마리를 제공할 것이라고 전망 6) 한승용(2011)을 참조하여 재정리함. - 16 -
하는 등 기본적으로 생산과 관련된 경제활동에 초점을 두고 있 음. 한편 유럽연합은 사무국과 회원국들 간에 바이오경제의 정의에 대한 논의가 지속되고 있는 상황이며, 사무국은 2011년 Bio based Economy for Europa - state of play and potential'에서 바이오경제는 재생 가능한 바이오자원으로부터 생물학적 공정 및 최종 소비자에 이르기까지 폐기물 방출을 최소화 하는 생산 체인 또는 생산 패러다임 으로 정의한 바 있음. 주요 선진국들의 경우도 OECD와 유럽연합이 제시한 생명공학기 술에 기반한 생산 패러다임의 전환을 중심으로 하는 바이오경제 의 개념을 기본적으로 공유하고 있음. 물론 21세기 인류가 직면한 가장 큰 도전 과제로서의 지속가능성 에 대한 대응이라는 대전제에 대해서는 인식을 같이 하고 있음. 그러나 각국의 생명공학 및 관련 기술 수준, 경제 구조, 부존자원, 당 면한 사회 경제적 문제 등에 따라 바이오경제에 대한 대응 방안은 국 가전략적인 차원에서 차이점을 보이고 있으면서도, 7) 생명공학 관련 기술적 우위 및 경쟁력 제고를 통한 시장선점에 주력하고 있는 공통 점이 있음. 지속가능한 생산 패러다임으로의 전환이라는 측면에서 바이오경 제를 이해할 경우 바이오경제의 구성요소는 가치사슬적 접근에 따라 크게 재생 가능한 바이오 자원 8), 생물학적 공정 및 폐기물 재활용 등 3가지로 구분할 수 있음. 9) 7) 주요 국가별 바이오경제 추진 현황 및 대응 동향은 제3절 및 이주량 외(2011) p.11 참조. 8) 재생 가능한 바이오 자원이란 토지, 해양 자원, 생물학적 다양성, 생물학적 소재 등 자연자원 및 재생가능한 생물학적 자원을 포함함. 9) 이주량 외(2011). - 17 -
이는 석탄, 석유 등 화석원료와 화학적 공정 (석유화학기반 열공정) 에 기반을 둠으로써 폐기물의 일방적 대량 방출을 초래했던 기존 생 산 양식과 대비되는 바이오경제를 구성하는 기본 요소임. <표 Ⅱ-8> 바이오경제 구성 요소 구분 기존 경제 바이오경제 자원 화석원료(석유/석탄) 재생 가능한 바이오 자원 공정 화학적 공정 생물학적 공정 폐기물 대량 배출 완전한 재활용 자료 : 이주량 외(2011)에서 재인용. 한편 바이오경제는 생명공학기술을 기반으로 하지만 지속가능한 생산 패러다임의 전환과 순환체계의 효율적인 작동을 위해서는 여러 관련 기술들이 유기적으로 결합해야만 성립할 수 있음. 즉, 투입 생산/가공 소비 등 각 단계에서의 BT 및 IT NT 등과의 융 복 합을 통해서만이 내부적 효율성과 지속성을 담보할 수 있을 것 임. 관련 전문가들은 지금까지는 IT NT 등이 BT의 발전을 촉진하고 뒷받 침해왔지만, 향후 바이오경제시대에는 반대로 BT가 IT NT 등의 발전 을 이끌고, 개별 기술이 아닌 여러 기술(multiple technology)의 수렴 과 융합이 진정한 바이오경제를 뒷받침할 것으로 전망하고 있음. 3) 바이오경제 정의 광의의 바이오경제는 앞에서 언급한 것과 같이 생명공학기술과 관련 기술과의 융 복합을 기반으로 지속가능한 생산 패러다임으 로의 전환이라는 새로운 경제구조의 구축과 이를 뒷받침할 수 있 - 18 -
는 사회적 제도적 변환 등을 포함하는 개념임. 본 연구진은 지속가능한 생산 패러다임, 바이오경제의 3대 구성 요소(재생 가능한 바이오 자원, 생물학적 공정, 폐기물 재활용), 그리고 생명공학기술과 IT NT 등 관련 기술과의 융 복합이라는 바이오경제의 주요 특징을 반영하여 아래와 같이 바이오경제의 정의를 제시함. 바이오경제: 새로운 생산 패러다임에 근거한 미래의 경제구조 로서, 그 구조가 사회적 생태적/환경적 요인에 구속되는 또는 경제적 사회적 생태적/환경적 요인들이 상호 밀접한 영향을 주 고받는 복합적인 성격을 지님. 이 때 새로운 생산 패러다임이 란 투입 생산/가공 소비라는 기존의 수직적인 가치사슬구조가 아닌 생물학적 자원과 생물학적 공정에 기반을 둔 생태적 순환 구조, 즉 내부적 순환성 및 완결성을 가짐으로써 경제활동의 지속가능성을 담보하고 나아가 지속적인 성장과 삶의 질 향상 을 지향하는 생산 패러다임을 의미함. 구체적으로는 투입단계 에서 토지, 해양자원, 생물학적 다양성, 생물학적 소재 등 자연 자원 재생가능한 생물학적 자원의 활용을 최대화하고 생물학적 공정에 기반을 두며, 생산 가공 및 소비 단계의 부산물 또는 폐 기물의 생태 순환적 활용의 극대화로 자원 등의 낭비를 최소화 하고, 각 단계에서의 화석에너지의 투입을 최대한 억제하여 화 석에너지에 대한 의존성을 줄이고 환경과 기후에 영향을 미치 는 화학적 물질의 방출을 최소화하며, 또한 생태적인 순환 및 경제의 순환적 성장을 촉진시키기 위해 투입 생산/가공 소비 등 각 단계에서의 BT 및 IT NT 등과의 융 복합기술의 활용을 최 대화함. - 19 -
생물학적 공정기반 지속가능한 경제 + 삶의 질 향상 : 에너지, 환경, 안전 문제 등에 대응 => 경제의 지속가능한 성장 및 삶의 질 향상 담보 소비 BT IT NT 생산 가공 min. Energy Recycling 생물학적 공정 + 자연자원 재생가능한 생물학적 자원 (토지, 해양자원, 생물학적 다양성, 생물학적 소재) 사회적 경제적 생태적/환경적 요인 [그림 Ⅱ-3] 바이오경제(Bioeconomy) - 20 -
3. 세계 바이오산업의 성장과 시장 규모 2008년 말 글로벌 금융위기 이후, 세계경제가 주춤하고 있음에 도 불구하고 바이오산업은 상대적으로 안정적인 성장세를 유지중 인 것으로 파악됨(표 Ⅱ-9 참조). 2010년 세계 바이오산업의 총 매출액 규모는 약 2,500억 달러에 달 하며, 2006~2010년 동안 연평균성장률(CAGR)은 10.8%에 달함. - 대륙별로는 총 매출액의 46.2%인 1,155억 달러가 아메리카 시장에서 발 생하고 있으며, 이어 유럽(655억 달러)과 아시아-태평양 지역(631억 달러)이 25~25%대의 점유율을 보임. - 다만 아시아-태평양 지역의 성장률이 연평균 11.6%로 세계 평균을 상 회하는 수준인 것으로 나타나 이 지역에서 향후 바이오산업 시장이 더욱 성장할 것으로 전망됨. 이는 동 기간 세계 경제성장률이 한 번도 5%를 넘지 못 했고, 특히 2009년의 경우 마이너스 성장을 기록하기도 하였던 것에 비추어볼 때 괄목할만한 성장세인 것으로 판단됨. - 특히 중국의 바이오산업 시장은 연평균 20% 이상의 높은 성장률을 보이 고 있으며, 향후 미국, 일본에 이어 3번째로 큰 시장이 될 것으로 예상 됨. 10) - 데이터모니터의 예측치에 따르면 2015년에는 세계시장 가치가 약 3,982 억 달러에 달할 것으로 전망됨. 10) 이는 특히 최근까지 주로 선진국들에서 수행되었던 초기 연구단계가 고비용 등을 이유로 아시아 국가들(주 로 중국 및 인도)로 대거 이동하고 있기 때문인 것으로 추측됨. 예를 들어 이미 중국 상하이에는 세계 10대 다국적 제약사들 대부분이 참여한 대규모 투자로 R&D 센터를 설립 운영 중인 것으로 확인됨. - 21 -
<표 Ⅱ-9> 세계 바이오산업의 성장 추이 (2006-2010) (단위: 백만 달러, %) 구 분 2006 2007 2008 2009 2010 바이오산업 시장가치 166,079 185,770 209,393 231,175 249,969 전년대비 성장률 - 11.9 12.7 10.4 8.1 세계 경제성장률 4.0 3.9 1.3-2.2 4.3 자료 : Datamonitor(2011), World Bank DB. 시장규모를 바이오산업 각 부문별로 살펴보면, 의료 및 건강관리 부문이 2010년 현재 약 1,677억 달러로 세계 바이오시장의 67.1%를 차지하고 있으며, 이어 서비스 제공부문(약 352억 달 러; 14.1%), 식품 및 농업부문(약 265억 달러; 10.6%) 등의 순 으로 비중이 높은 것으로 나타남. [그림 Ⅱ-4] 바이오산업 부문별 세계 바이오시장의 점유율 (2010) 이러한 바이오산업의 성장 동향과 관련하여 한 가지 주목할 사실 은, 레드 바이오(보건 의료), 화이트 바이오(산업바이오), 그린 바이오(농업생산) 각 영역 간의 경계가 점차 허물어지고 있다는 - 22 -
점임. 예를 들어 전통적인 화학기업인 Du pont, Dow, BASF은 세계 10대 종자기업이면서 동시에 바이오화학기업으로서 그린 바이오 부문과 화 이트 바이오 부문 모두에서 강세를 나타내고 있음. 또한 레드 바이오 측면에서 세계 유수의 제약회사인 Bayer와 Novo Nordisk는 각각 종자기업인 Bayer CropScience와 효소기업인 Novozymes와 연계되어 상호 시너지를 발생시키고 있는 현실임. 기술적으로도 예를 들어 바이오에너지 생산 시 농업생산(Feedstock) 전처리(Deconstruction) 당화 및 발효(Fermentation) 등의 각 단계마다 그린바이오 기술과 화이트바이오 기술 등이 긴밀하게 얽히 는 것으로 파악됨. 이는 OECD의 The Bioeconomy 2030 보고서에서도 이미 전망되었 던 바, 각 바이오 영역의 통합이 가속화되고 있는 징후인 것으로 판단 됨. 가. 주요국의 바이오산업 현황 1) 미국 미국 바이오시장은 2010년 현재 총 848억 달러인 것으로 확인되 며, 2000년대 초반 성장 가속화 기간을 거쳐 현재는 시장 안정화 단계에 접어들고 있는 것으로 판단됨. 2006~2010년의 연평균 성장률(CAGR)은 9.8%에 달했으나, 최근에 는 성장세가 둔화되어 2010~2015년의 연평균 성장률이 0.3% 수준 에 그칠 것이란 전망도 제기되고 있음. - 23 -
- 그럼에도 미국의 바이오시장은 단일국가로서 세계 최대 규모를 보이고 있다 하겠으며, 이러한 위상은 가까운 미래에도 크게 달라지지 않을 것 으로 전망됨. <표 Ⅱ-10> 미국 바이오산업의 시장가치 변화 (2006-2010) (단위: 백만 달러, %) 구 분 2006 2007 2008 2009 2010 바이오산업 시장가치 58,311 64,900 70,100 77,110 84,821 전년 대비 성장률 - 11.3 8.0 10.0 10.0 자료 : Datamonitor(2011), 한국산업기술진흥원(2013)에서 재인용. 부문별로는 2010년 기준 의료 및 건강관리 부문의 매출액이 570억 달러로 시장 총 매출액의 67.3%를 차지하며, 이어 서비스 제공(208 억 달러; 24.5%), 식품 및 농업(36억 달러; 4.2%) 등의 순으로 나타 남. [그림 Ⅱ-5] 미국 바이오시장의 바이오산업 부문별 점유율 (2010) 이러한 시장의 성장에 힘입어 미국 바이오기업(주식공개기업 기준)의 - 24 -
매출액은 2010년 기준으로 전년대비 10% 증가한 616억 달러를 기록 하였으며, 순수익은 전년대비 33%나 증가한 49억 달러인 것으로 확 인됨. - 2010년 기준 미국의 바이오시장 내에 1,700개 이상의 바이오기업이 있 는 것으로 나타나며, 이 중 13개 기업이 연 매출 5억 달러 이상의 대기업 인 것으로 파악됨. - 고용인원의 경우 11만 명을 상회하는 수준으로, 2009년 대비 2010년에 약 5% 증가하였음. <표 Ⅱ-11> 미국 바이오기업 주요 통계 (2010) (단위: 십억 달러, 명, 개) 구 분 매출액 순수익 고용인원 기업 수 2009년 52.6 3.7 106,600 1,703 2010년 61.6 4.9 112,200 1,726 전년 대비 증가율 (%) 10 33 5 1 미국의 바이오산업과 시장이 이렇게 세계 최고 수준으로 성장한 데는 높은 기술력과 자연환경의 유리함 등 다양한 이유가 있겠으 나, 일찍이 바이오시장의 필요성과 가능성에 주목하고 정책적으 로 강력히 추진해온 점 역시 특히 주요한 요인으로 들 수 있음. 예를 들어 2007년에 제정된 에너지 독립 안보법(Energy Independence and Security Act) 은 많은 분야에서 에너지 정책을 변 화시켰음. - 2007년 현재 47억 갤런 수준인 바이오연료 사용량을 2022년까지 360억 갤런으로 늘릴 것을 명시 - 바이오연료의 대부분을 차지하고 있는 옥수수 전분 유래 에탄올의 최대 - 25 -
사용량을 150억 갤런으로 제한하여 타 바이오연료 작물 재배 및 관련 기 술 개발을 유도 최근에는 국가 바이오경제 청사진(National Bio-Economy Blueprint) 을 발표하여, 연구개발 역량 강화, 연구결과의 상업화 촉 진, 규제 완화, 인력 개발, 파트너십 촉진 등의 5대 전략 목표를 제시 하며 바이오경제로의 진입에 박차를 가하고 있음. 부처 간 협력 체계도 주목을 요하는데, 예를 들어 농무부와 에너지부 는 2012년 이래 바이오매스 연구개발계획(Biomass Research and Development Initiative, BRDI) 이라는 협력 프로그램을 통해 고급 바 이오연료, 바이오에너지, 고부가가치 바이오기반 제품 연구 개발 등을 함께 추진하고 있음. - 이는 2012~2014년 3년간 3천 5백만 달러의 예산이 소요되는 사업으로, 경제적이면서도 환경적으로 지속가능한 바이오매스 공급원을 개발하고 차량용 휘발유와 디젤의 필요성을 대체함은 물론, 에너지 포트폴리오를 다양화할 수 있는 재생 가능 연료와 바이오기반 제품의 이용 가능성을 높이는 데 기여할 것으로 예상됨. - 또한 비슷한 예로 2011년에 미 농무부와 에너지부, 그리고 해군이 민간 부문과 협력하여 군용 및 상업용 운송을 위한 항공 바이오연료와 해양 바이오연료 생산에 이후 3년 간 5억 1천만 달러를 투자하는 계획을 발표 한 바 있음. 이밖에도 바이오연료의 사용을 의무화한 재생연료 기준(Renewable Fuel Standards), 각 기관과 지역별로 온실가스의 배출 최대량(Cap) 지정, 재생가능에너지 채권 제도 등이 시행되거나 수립 단계에 있는 것으로 조사됨. - 26 -
2) EU 유럽 바이오시장의 총 매출규모는 2010년 현재 655억 달러로, 2006~2010년 간 연평균 성장률(CAGR)이 10.7%에 달함. 대체로 유럽의 바이오시장은 2009년에 정점에 달한 것으로 평가되지 만, 2015년까지도 일정 수준 지속적으로 성장할 것으로 전망됨. <표 Ⅱ-12> 유럽 바이오산업의 시장가치 변화 (2006-2010) (단위: 백만 달러, %) 구 분 2006 2007 2008 2009 2010 바이오산업 시장가치 43,598 47,949 52,491 61,547 65,545 전년 대비 성장률 - 10.0 9.5 17.3 6.5 자료 : Datamonitor(2011), 한국산업기술진흥원(2013)에서 재인용. 이를 부문별로 살펴보면 의료 및 건강관리 부문의 점유율이 압도적으 로 높게 나타나는데, 2010년 기준 의료 및 건강관리 부문의 매출액이 513억 달러로 시장 총 매출액의 78.2%를 차지하고 있으며, 이어 서 비스제공(58억 달러; 8.8%)과 식품 및 농업(57억 달러; 8.7%) 등의 부문이 비슷한 점유율을 보이고 있음. [그림 Ⅱ-6] EU 바이오시장의 바이오산업 부문별 점유율 (2010) - 27 -
국가별로는 스페인, 영국, 이탈리아 등의 바이오시장 규모가 크게 나 타나며 향후에도 이들 국가가 유럽 바이오시장을 선도할 것으로 예상 됨. <표 Ⅱ-13> 유럽 주요 국가별 바이오시장 현황 및 전망 (2008-2013) (단위: 십억 달러, %) 구 분 스페인 영국 이탈리아 독일 프랑스 2008 7.6 7 6.2 5.3 4.3 2009 8 7.2 6.7 5.6 4.6 2010 8.3 7.3 7.3 6 5.0 2011 8.8 7.5 7.9 6.4 5.5 2012 9.2 7.7 8.6 6.8 5.9 2013 9.8 7.9 9.3 7.3 6.4 연평균 성장률(CAGR) 5.0 2.3 8.5 6.6 8.0 자료 : Datamonitor(2009), 한국산업기술진흥원(2013)에서 재인용. 미국처럼 유럽 역시 일찍이 바이오산업에 주목하여 정책을 기획 하고 추진해왔음. 특히 2020년까지 글로벌 경쟁력을 갖춘 바이 오기반 경제를 본격화한다는 목표 아래 정책 개발과 예산 지원을 본격화하고 있는 것으로 파악됨. 바이오연료와 관련해서 유럽은 최초 2003년에 바이오연료 지침을 제 정한 후, 2009년에 개정한 바 있음. - 이에 따르면 2020년 유럽에서 사용하는 에너지의 20%를 재생가능에너 지로부터 충당하기를 목표로 삼고 있으며, 차량과 기차를 포함한 육상 수송 연료의 경우 10%가 목표 수준인 것으로 나타남. - 또한 2세대 바이오연료의 사용을 촉진하기 위하여 이에 해당하는 물질로 부터 생산된 바이오연료에는 정책적 인센티브를 부여하기로 명시함. 또한 유럽에서 공동 연구개발 과제를 지원하는 가장 큰 연구 지원제 - 28 -
도인 FP(Framework Programmes)를 통해 2007~2013년 간 바이오 경제 관련 분야에 19억 유로를 지원 중인 것으로 조사됨. - 여기에 포함된 과제는 바이오 자원의 안정적 생산 관리, 식품관련 기술 및 바이오 소재 생산 활용을 위한 생물학 기술 개발 등임. 이밖에도 유럽에서 진행되는 공공 연구과제들 중에서 유사한 분야 간 의 교류를 활성화하기 위한 네트워크인 ERA-NET(European Research Area-NET)에도 식물유전학이나 산업용 바이오기술, 목재 관련 과학 기술 등과 관련한 다양한 하위 네트워크가 존재하는 것으 로 나타나며, 업계가 주축이 되어 특정 기술분야를 중심으로 구성된 모임인 ETP(European Technology Platforms)에서도 미래를 위한 식물, 지속가능한 화학, 산림 관련 분야, 바이오연료 등 9개의 바 이오경제 관련 ETP가 활동하고 있는 것으로 파악됨. 유럽연합 차원뿐 아니라 유럽연합 내 각 국가별로도 바이오경제를 대 비하기 위한 제도적 틀을 마련하고 구체적인 목표를 설정하여 정책을 집행하고 있는 것으로 알려짐. - 독일의 경우 2011년에 발표한 바이오경제 2030년 국가 연구전략 을 통 해 식량안보, 지속가능한 농업분야 생산, 건강하고 안전한 식품, 재생가 능한 산업 자원, 바이오매스 기반 에너지 수단 개발 등 5대 핵심분야를 제시한 바 있으며, 바이오연료에 대한 조세 감면, 농림 분야 바이오연료 사용 시 비과세 등 다양한 정책 수단을 통하여 바이오 기반 경제 시대를 추진하고 있음. - 네덜란드도 2002년에 시작된 에너지 전환 계획 및 제 4차 네덜란드 국 가 환경 정책 계획 등을 통하여 2030년까지 수송 분야에 사용되는 화석 연료의 60%를 재생가능한 연료로 대체함은 물론, 화학제품에 사용되는 - 29 -
석유의 20%, 발전에 사용되는 양의 25%, 그리고 난방에 사용되는 양의 17%를 재생가능한 자원에서 생산하는 목표를 세워 추진 중에 있음. 이를 위하여 2001년 이래 채종유에 기반을 둔 순수한 식물성 기름이 수송 연 료로 사용될 때 면세 혜택을 부여해 오다, 2007년부터 바이오연료의 의무배 합 조항으로 대체 2008년 이래 재생가능한 자원을 이용한 발전소 건설을 지원하는 보조금 도입 이밖에도 바이오 자원을 이용한 산업혁신 가속화, 바이오자원의 지속가능한 무역 촉진, 화학산업, 농식품산업, 항만 및 에너지 분야와 같이 기존에 서로 협력 관계가 없던 산업 분야 간의 시너지 구축 등의 사항에 정책 역량을 집 중하고 있는 것으로 판단됨. - 영국 역시 이미 지난 2003년에 BIOSCIENCE 2015 를 수립하여 바이오 경제 관련 정책을 적극 추진 중인데, 주로 집중하는 분야는 크게 식량안 보, 바이오에너지 및 산업생명공학, 건강유지를 위한 기초생명공학 의 3가지 분야로 집약되는 것으로 파악됨. 3) 일본 일본 바이오시장의 총 매출규모는 2010년 현재 362억 달러로, 2006~2010년 간 연평균 성장률(CAGR)이 미국이나 유럽보다 높은 11.1%에 달함. 2009년과 2010년에 다소 성장세가 주춤하긴 하였으나, 2015년경까 지는 10% 내외의 지속적인 성장세를 보일 것으로 전망됨. - 데이터모니터의 분석에 따르면 2015년에 일본 바이오산업의 시장가치는 627억 달러 규모에 이를 것으로 예상 - 30 -
<표 Ⅱ-14> 일본 바이오산업의 시장가치 변화 (2006-2010) (단위: 백만 달러, %) 구 분 2006 2007 2008 2009 2010 바이오산업 시장가치 23,778 26,299 33,838 35,971 36,238 전년 대비 성장률 - 10.6 28.7 6.3 0.7 자료 : Datamonitor(2011), 한국산업기술진흥원(2013)에서 재인용. 이를 부문별로 살펴보면 미국이나 유럽과 다소 다른 특징이 드러남. 즉 의료 및 건강관리 부문의 점유율(42.4%)이 가장 높은 것은 사실 이나, 식품 및 농업 부문의 점유율도 25.2%로 높게 나타나는 점에 주 목을 요함. - 농업 시장은 곡물 시장, 과수 화훼 시장, 식물공장 시장 등으로 구성되는 데, 곡물 시장에서는 GMO 곡물이 증가하고 있으며, 바이오연료 원료로 서의 수요 증가로 가격도 상승 추세에 있는 것으로 파악됨. [그림 Ⅱ-7] 일본 바이오시장의 바이오산업 부문별 점유율 (2010) 일본의 바이오산업 및 바이오기술 관련 정책 시행 역사는 꽤 오 래된 것으로 조사됨. 이미 1981년부터 바이오기술을 3대 중점 - 31 -
성장분야 중 하나로 지정한 이래, 1997년 경제구조의 변혁과 창 조를 위한 행동계획 중 신성장 분야로 지목하여 이를 위한 전략 과 방침을 수립하였음은 물론, 2009년 글로벌 금융위기에도 불 구하고 신성장전략 기본정책 을 통해 경제산업성을 중심으로 185억 엔의 예산을 투자한 것으로 나타남. 2009년의 신성장전략 기본정책 에 의하면, 2020년 시장규모 45조엔 및 신규 고용 280만 명 창출을 목표로 삼고 있음. 또한 바이오소재 분야에 대한 관심과 투자도 눈길을 끔. 일본은 2002 년에 바이오자원 일본 전략을 수립하였는데, 여기서 2020년까지 일 본 국내에서 사용되는 모든 플라스틱의 20%를 재생가능한 자원으로 충당한다는 목표를 세웠음. - 도요타, NEC 등의 회사가 이로 인하여 바이오 기반 플라스틱 연구개발 에 본격 진출 도요타사의 경우 2015년까지 자사에서 생산하는 차량에 사용되는 플라스틱 의 20%를 바이오자원에서 유래한 것으로 바꿀 계획인 것으로 알려짐. 무엇보다 일본은 2011년 동일본 대지진과 원자력 발전소 사고 등을 겪으면서 국민이 안심할 수 있는 질 높은 생활의 실현 으로 국가 정 책의 초점을 전환하고 있는 바, 이로 인하여 향후 바이오경제 추진 상 황에도 더욱 탄력이 붙을 것으로 예상됨. 4) 기타 국가 브라질의 경우 선진 각국과는 다소 다른 관점에서 낙후된 농촌 지역 사회의 발전 및 원유 수입량 감소를 통한 경제 자립도 향상 을 주요 목표로 바이오경제 관련 정책을 추진 중에 있음. - 32 -
이미 1973년부터 에탄올 생산증대 프로그램과 에탄올로 운행하는 승 용차 프로그램을 시작하였으며, 이에 따라 1980년대 후반부터는 수 송 분야에서 에탄올의 시장 점유율이 석유보다 높게 나타나고 있는 현실임. - 이를 통해 100만 명이 넘는 고용을 창출한 것으로 평가 - 연 35억 리터의 에탄올을 주로 유럽지역을 대상으로 수출하고 있는 것으 로 알려짐. 바이오에탄올의 성공으로 잠시 중단되었던 바이오디젤 연구 및 생산 역시 2004년경부터 재개되었으며, 2013년까지 24억 리터의 바이오 디젤을 생산하여 바이오디젤의 혼합 비율을 5%로 늘리는 것을 목표 로 하였음. - 2009년에 바이오 디젤 생산이 40억 리터에 달하여 이미 목표를 조기 달 성한 것으로 평가 - 주목할 만한 정책 중 하나로, 2005년부터 특정지역의 영세농으로부터 제 공된 바이오 자원으로 연료를 생산하는 경우 연방 세금 면제 혜택을 주 고 있는 정책을 들 수 있음. 즉, 북부 및 북동부에서 생산된 피마자기름과 야자유에서 생산된 바이오디젤 에는 32%의 세금을 면제해 주고, 자영농으로부터 생산된 바이오디젤에는 68%의 세금을 면제해주며, 이 두 가지 모두 해당되는 경우 100% 세금을 면 제해주는 것임. 이 정책으로 농업 지역에 20만개의 일자리가 창출될 것이라는 전망 바이오산업 분야에서 비교적 후발주자에 속하는 중국의 경우, 2020년 바이오산업의 비중을 GDP의 4% 이상으로 확대하여 첨 단 주력산업으로 육성하기 위해 8대 중점분야 및 3단계 전략을 - 33 -
제시하여 추진 중에 있음. 8대 중점분야: 생명과학선진기술 연구 강화, 농업 바이오기술 및 유전 자 신품종 육성 가속, 바이오의약 기술의 비약적 발전, 공업 바이오 및 현대 발효기술 발전, 바이오매스 에너지 가속화, 환경생물 기술 연 구와 응용 가속화, 생물자원 개발과 육성, 생물안전 연구 3단계 전략: 1단계는 기술누적단계로 2010년 전후 바이오기술 산업 을 형성하는 것이며, 2단계는 산업굴기 단계로 2015년 전후로 바이오 산업 총생산액을 1.5억 위안으로 끌어올리겠다는 목표를 갖고 있음. 마지막으로 3단계는 지속발전단계로 2020년 전후에 바이오산업을 국 민 경제의 주력 산업 중 하나로 자리매김하는 것임. 또한 브라질과 유사한 측면에서 바이오산업 발전 계획을 지역경제 발 전과 연계시키는 측면도 있어 주목을 요함. - 창춘, 하얼빈 등 비교적 지역 경제가 낙후된 곳에 국가바이오산업기지를 지정하였는데, 이는 동북진흥 종합계획의 일환으로 첨단산업 발전을 통 한 경제 효과를 확산하기 위해서인 것으로 판단됨. 바이오연료 부문에서도, 2001년 이래 에탄올 연료 프로그램을 개시 하여 소득세 면제, 부가가치세 환급, 보조금 지급 등의 정책을 시행하 고 있음. 나. 우리나라 바이오산업의 주요 현황 우리나라는 2009년 1월에 발표한 신성장동력 비전 및 발전전략 을 통해 post 반도체 시대에 필요한 국가 성장동력으로서 바이오 산업을 육성하려는 의지를 천명한 바 있음. - 34 -
바이오산업 은 이미 지식경제부(구 산업자원부)가 1994년부터 8개 분야로 분류한 바 있으며, 2008년에 이를 기술표준원이 공식적으로 코드화해 국가표준(KS) KS M 1000(바이오산업분류코드 : bioindustry Classification Code)을 제정하였음. - 8개 분야는 바이오의약산업, 바이오화학산업, 바이오식품산업, 바이오환 경산업, 바이오전자산업, 바이오공정 및 기기산업, 바이오에너지 및 자원 산업, 바이오검정 및 정보서비스 연구개발산업으로 구분됨. 이러한 바이오산업 시장은 1994년 1,735억 원 규모에 머물렀으 나 2009년 기준 6조 1,604억 원 규모로 성장하여 연평균 약 26% 정도 성장해온 것으로 나타남(표 Ⅱ-15 참조). 11) 시장이 커지면서 성장세가 다소 누그러지기는 하였지만 여전히 2006-2010년 사이만 놓고 보더라도 연평균 18.2%의 높은 성장률을 보이고 있음. 그 중에서도 바이오에너지 및 자원산업은 매년 두 배에 가까운 성장 률을 보이고 있으며, 바이오전자산업과 바이오화학산업도 각각 연평 균 46.9%, 32.8%의 고성장 추세를 보이고 있는 것으로 파악됨. 물론 이러한 산업 부문들의 높은 성장세에도 불구하고 2010년 현재 생산액이 가장 많은 산업 부문은 바이오의약산업(2조 4,196억 원)과 바이오식품산업(2조 3,692억 원)으로, 각각 총 바이오산업 부문의 39.3%와 38.5%를 차지하고 있는 것으로 나타남. - 특히 바이오의약산업은 전년 대비 마이너스 성장률(-12.3%)을 보인 것 11) 우리나라 바이오산업 시장 규모는 연구자와 기관에 따라 상이하게 추정되고 있는데, 본 소절에서는 지식경 제부 보도자료(2012.4월)를 근거로 서술함. - 35 -
에 비해 바이오식품산업은 전년 대비 51.3%나 증가한 생산액 수치를 보 이고 있는 점에 주목을 요함. - 바이오에너지 및 자원산업은 폭발적인 성장세에도 불구하고 아직 생산액 이 2,510억 원 규모에 불과한 것으로 나타나고, 바이오전자산업과 바이 오화학산업 역시 각각 1,212억 원과 6,304억 원 규모의 생산에 머무르고 있는 것으로 확인됨. <표 Ⅱ-15> 바이오산업 분야별 생산액 변화 추이 (2006-2010) ㅣ구 분 2006 2007 2008 2009 2010 (단위: 억 원, %) 연평균 증감율 바이오의약산업 12,204 16,858 20,245 27,736 24,196 18.7 바이오화학산업 2,029 2,339 2,767 3,303 6,304 90.3 바이오식품산업 13,597 13,161 13,564 15,593 23,692 51.3 바이오환경산업 1,626 2,006 2,141 2,281 1,112-9.1 바이오전자산업 260 579 622 699 1,212 46.9 바이오공정 및 기기산업 747 848 2,640 2,127 963 6.6 바이오에너지 및 자원산업 160 254 632 1,207 2,510 99.0 바이오검정, 정보서비스 및 연구개발산업 972 1,092 2,509 3,417 1,615 13.5 합 계 31,595 37,139 45,120 56,362 61,604 18.2 자료 : 지식경제부 보도자료(2012.04.02.)를 재구성. 그러나 아직 국내 바이오기술 역량은 전반적으로 선진국의 70% 내외 수준으로, 모방제품 위주의 단기적인 기술개발로 인하여 해 외진출이 어렵고 일괄적인 기술개발 시스템이 부족한 실정인 것 으로 파악됨. 농림축수산 부문으로 한정하여 봤을 때, 동물 분야에서는 동물질병치 료, 형질전환동물에서부터 유용물질 생산 및 이종장기 개발, 의학 연 구용 동물 개발 등 다양한 연구를 추진 중인 것으로 조사됨. - 36 -