연구보고서
보고서명
전략자원의 글로벌 Tech-Knowledge 패권 경쟁과 한국의 경쟁력 확보
보고서명(영문)Global Tech-Knowledge Supremacy of Strategic Resources and Policy Implications to Secure Korea’s Competitiveness
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국문초록
- 1. 서론
□ 연구 배경 및 필요성
○ 전략자원의 경제·사회·안보 가치를 넘어 혁신 관점에서의 중요성 증대
- 이 연구에서의 전략자원은 국가 산업의 안정과 발전을 도모하고 기반을 유지하기 위해 안정적으로 확보할 필요가 있는 자원으로 정의함. 한국 경제와 산업에서 수입의존도가 높은 석유와 곡물을 전략자원으로 한정하여 연구를 추진함.
- 자원의 부족과 더불어 최근 코로나바이러스감염증-19(이하 코로나19) 및 기후변화 위기에 따른 글로벌 가치사슬의 변화로 전략자원의 수급 불균형 및 가격 변동성이 심화되고 있음.
- 또 제4차 산업혁명과 디지털 전환에 따라 글로벌 가치사슬의 재편에서 산업 및 기업의 비용 절감과 생산 효율 및 운영의 지속가능성 향상을 위한 비용 절감, 공급망 안정성 확보 등을 위한 방안 마련의 필요성이 대두되고 있음.
- 최근 석유와 곡물의 개발·생산·유통 단계에서 디지털화와 친환경화가 빠르게 이루어지면서 다양한 혁신 활동과 성과가 나타나고 있음.
○ 한국에서의 석유 및 곡물의 현 위치와 가치에 대한 제고
- 한국은 석유와 곡물의 대부분을 수입에 크게 의존하고 수출의존도가 높아 가격변동에 따른 시장 불안정성이 지속적으로 대두되는 상황임.
- 그동안 한국은 전략자원에 대해 안보 관점에서 수급 조절에 치중하였다면 이제 성장 기회 요인을 찾고 부가가치를 만들어 내는 시장과 혁신의 관점에서 새로운 틈새 전략이 필요한 시점임.
- 즉 석유와 곡물 개발·생산 분야에서 한국은 디지털 기술과 정보통신기술(ICT) 역량을 접목한 자원개발과 운영 효율성을 높이는 연구·개발, 지식 창출과 같은 혁신 활동을 구사해야 할 대상으로 접근할 필요가 있음.
○ 혁신 활동을 통한 기술 지식 확보 경쟁의 가속화
- 최근 글로벌 가치사슬의 변화로 인해 제조 분야가 창출하는 부가가치보다 연구·개발(R&D), 디자인, 공급, 물류, 마케팅, 서비스 등의 활동 분야에 대한 부가가치가 커짐.
- 석유 및 곡물 메이저들은 기술 혁신에 기반한 혁신 활동을 통해 지속가능발전 전략을 구사함.
- 글로벌 전략자원 시장의 패권은 기술력, 자본력, 보유 자원, 기타 요인에 의해 형성되며, 이 연구에서는 기술력(또는 기술 지식) 확보 부문에 초점을 두고 분석
[그림 1] 전략자원의 패권에 관련된 요인
자료: 연구진 작성.
□ 연구 목적
○ 최근 디지털경제로의 전환 기조가 형성되고 코로나19로 인한 글로벌 가치사슬 변화가 심화되면서 한국은 전략자원에 대한 새로운 혁신 성장의 관점에서 글로벌 시장 진입 가능성을 모색할 필요가 있음.
- 이 연구의 목적을 달성하기 위해 석유 및 곡물 자원의 글로벌 시장과 산업의 특징, 글로벌 메이저 기업들의 혁신 활동 분석을 통해 한국의 경쟁력을 확보할 수 있는 분야를 탐색하고 시장 진입 가능성을 모색하고자 함.
□ 연구의 내용 및 방향
○ 이 연구는 석유와 곡물의 개발과 생산을 포함하는 상류 부문을 연구 범위로 한정하고 관련 산업에서 활동하는 메이저 기업의 혁신 활동을 연구 대상으로 설정함.
- 석유는 탐사, 개발, 생산 등 분야의 시장 및 산업 현황을 조사·분석하고 글로벌 시장을 장악하고 있는 전통적 메이저 기업, 국영기업, 전문 서비스 기업 등의 혁신 활동을 분석하여 한국의 기술적 포지셔닝 및 경쟁력 제고 방안을 도출하고자 함.
- 곡물은 생산부터 판매에 이르는 가치사슬과 산업 현황을 연구 대상으로 설정하며 이 분야 메이저 기업인 ABCD(ADM, Bunge, Cargill, LDC)의 혁신 활동과 글로벌 혁신 트렌드를 분석하여 한국에 주는 시사점을 제안하고자 함.
[그림 2] 연구 프레임 및 분석 결과
자료: 연구진 작성.
2. 석유 자원 분야 글로벌 시장 현황과 기업의 혁신 활동 분석
□ 석유 상류 부문 시장 및 산업 현황과 특징
○ 세계 석유 매장량은 지속적으로 증가하고 있음.
- 탐사 및 개발 기술이 발달하여 새로운 매장 지역을 찾고 생산 기술 발전으로 경제적 생산량이 증가함.
- 향후 석유를 사용할 수 있는 기간을 의미하는 가채 연수는 약 50년을 유지함.
- 미국은 수평 시추 및 수압 파쇄 기술 혁신으로 석유 생산량 세계 1위를 차지함.
○ 석유 소비량은 개도국을 중심으로 늘어나는 추세임.
- 경제협력개발기구(OECD) 회원국의 석유 소비는 전 세계 소비량의 46.6%를 차지하며 2006년부터 감소세로 전환됨.
- 중국, 인도, 브라질 등 개발도상국의 산업화가 진행되면서 소비가 증가하고 있음.
○ 영미계 석유 메이저 기업이 글로벌 석유산업을 지배
- 2차 세계대전 이후부터 1970년대까지 영미계 기업들이 압도적 기술력과 자본력으로 석유 시장을 지배함.
- 1970년대 이후 중동 지역의 산유국들이 석유수출국기구(Organization of the Petroleum Exporting Countries, OPEC)를 형성하면서 시장 영향력이 커지기 시작함.
- 그 후 현재까지 신흥 산유국, 비OPEC 국가, 미국 등에서 다양한 생산자가 활동하면서 유가가 등락을 반복함.
○ 석유 상류 부문은 탐사, 개발, 생산 과정을 포함하며 기술 및 자본 집약 산업
- 고위험 고수익 사업으로 탐사 성공률은 15% 내외에 불과
- 유․가스전 개발 단계별로 핵심 기술 확보가 수익성에 직결되는 기술 집약형
- 유전 가격, 탐사 및 시추비용, 생산비용 등 대규모 자본이 소요되는 자본 집약형
- 탐사 기간은 3년 이상, 생산 기간은 20년 이상 소요되는 장기 투자형 사업이며 전후방 산업의 연관 효과가 큰 특징이 있음.
- 상류 부문에 기계, 건설, 플랜트, 금융, 보험, 서비스 등 다양한 산업군이 참여
□ 석유 상류 부문에는 석유 메이저 기업, 국영 석유 기업, 독립계 E&P 기업, 서비스 기업 등이 활동
○ 석유 메이저 기업은 상류와 하류 모든 부문에서 사업 활동 수행
- 풍부한 석유 자원을 기반으로 거대 민간 기업으로 성장
- 엑손모빌, 셸, BP, 셰브론 등 영미계 기업에서 출발
○ 국영 석유 기업도 메이저 기업과 마찬가지로 상류와 하류에서 활동
- 자국의 풍부한 석유 자원을 기반으로 메이저 기업의 기술을 전수받은 후 성장
- 사우디 아람코, 이란 NIOC, 러시아 가스프롬, 중국 CNPC, 말레이시아 페트로나스 등
○ 독립계 E&P 기업과 서비스 기업은 상류 부문에서 활동
- 독립계 E&P 기업은 자국 내 석유산업 인프라와 기술력을 기반으로 성장했으며 미국과 캐나다에 주로 분포
- 서비스 기업은 광구권 없이 탐사, 개발, 생산 기술만 보유하고 기술 혁신과 인수합병 전략으로 성장
□ 코로나19 및 기후변화의 영향과 석유 기업의 대응
○ 코로나19와 경기침체로 인해 2020년 세계 석유 상류 부문 투자액이 전년 대비 3분의 2 수준으로 감소할 전망
- 2018년 4,800억 달러, 2019년 4,830억 달러, 2020년 3,220억 달러
○ 저유가에 대응하여 비용 절감과 생산 효율 증대를 목표로 디지털 솔루션 적용이 확대되는 추세
○ 석유 상류 부문 기업들의 사업성 극대화뿐만 아니라 석유산업에서의 온실가스 배출 저감을 위해 디지털 전환을 통한 기업 혁신을 달성
- E&P 업계는 디지털화를 통해 2020년에 1,000억 달러의 비용 절감 효과 기대
- 원격 작업 관리 소프트웨어, 빅데이터 분석, 센서 및 제어 시스템 등의 기술이 빠르게 발전
○ 주요 메이저 기업은 상류 부문의 디지털 혁신 전략을 수립하고 투자 확대
- BP는 컨설팅 기업들과 협업하는 Big bet 전략으로 1억 달러 이상 투자
- 셰브론, 엑손모빌 등은 사업 기능 중심으로 디지털 전환을 추진
- 독립계 E&P 기업은 비용 절감과 효율 향상을 목적으로 디지털화 추진
□ 상류 부문 기술 진화 및 방향
○ 1859년 드레이크 유공에서 최초의 현대식 석유 생산이 시작된 이래 160여 년간 탐사, 시추, 생산 기술이 지속적으로 발전
- 1990년대 들어 잔존 석유의 회수량을 높이는 석유 회수 증진 기술(Enhanced Oil Recovery, EOR), 셰일가스 생산을 위한 수압 파쇄법 등이 개발되면서 생산 효율이 제고됨
○ 21세기 석유 상류 부문 기술은 디지털화와 탈탄소화를 목표로 진화하는 중
- 디지털화의 대표적 기술인 디지털 오일필드(Digital Oil Field, DOF)는 탐사, 개발, 생산 단계에 정보통신기술(ICT)을 적용하고 운영 관리를 디지털화하여 효율을 높이고 안전을 제고하는 기술
- 디지털 오일필드 시장은 2020년 200억 달러 규모이고 향후 연간 7% 수준으로 성장할 전망
- 디지털 오일필드 시장은 인공지능, 블록체인, 센서, 데이터, 클라우드, 로봇, 플랜트, 안보 등 다양한 분야의 시장과 연관되어 성장 및 확대 가능성이 큼
[그림 3] 디지털 오일필드 연관 시장
자료: MarketsandMarkets(2020). 「Digital Oilfield Market by Solutions (Hardware, Software & Service, and Data Storage Solutions), Processes (Reservoir, Production, and Drilling Optimizations), Application (Onshore and Offshore), and Region - Global Forecast to 2025」, 연구진 번역
- 석유 기업들은 생산 단계 운영 최적화를 통한 탄소 배출 저감 노력과 함께 배출된 탄소를 상쇄하는 기술을 개발
- 탈탄소화는 디지털 오일필드 기술과 결합하여 탄소 배출량 및 생산 효율에 관한 최적화 달성
- 이산화탄소를 활용한 원유 회수 증진 기술은 이산화탄소를 유정에 투입하여 남아 있는 원유의 회수율을 높이는 기술로 탄소를 저류층에 저장하기 때문에 친환경 기술로 주목받고 있음
○ 2010년부터 10년간 상류 부문의 탐사, 저류층 특성화, 개발 및 생산 단계별로 특허 특성을 분석
- 디지털, ICT가 상류 부문에 적극 도입되고 있음을 확인
- 2010년에 비해 2020년에는 빅데이터, 머신러닝 관련 특허출원이 활발하게 이루어지고 있음
□ 상류 부문 6대 메이저 기업과 3대 전문 서비스 기업의 혁신 활동 분석
○ 논문 분석을 통해 연구 역량과 협력 관계를 분석
- 대표적인 전문 서비스 기업인 슐룸베르거의 논문이 가장 많고 엑손모빌도 많은 편이며, 논문의 질은 코노코필립스, 슐룸베르거 등이 좋은 것으로 나타남
- 셸, 엑손모빌 등 메이저 기업은 대학과의 공동 연구, 국제 공동 연구 비율이 높았으며 전문 서비스 기업은 국영기업, 다른 서비스 기업 등과의 협력이 많은 것으로 나타남
- 논문 주제는 전문 서비스 기업은 생산 및 개발에 직접 연관된 토픽이 많았으며 메이저 기업은 생산, 개발 분야뿐만 아니라 다양한 분야를 포함하고 있음
○ 특허 분석을 통해 혁신 활동과 역량을 분석
- 전문 서비스 기업이 메이저 기업보다 특허출원 건수가 많았으며, 핼리버턴, 슐룸베르거, 셸 등이 특허를 가장 많이 출원한 것으로 나타남
- 메이저 기업은 가치사슬 전반 및 연관 산업을 포함한 기술 분야에서 혁신 활동을 수행하고, 전문 서비스 기업은 상류 부문 특정 기술의 혁신 활동에 집중함
- 특허 경쟁력은 메이저 기업 중 엑손모빌, BP의 기술영향력과 시장지배력이 모두 앞서 있고 기업 간 기술영향력의 편차가 큰 것으로 나타남
- 서비스 기업 중 베이커휴스의 특허 경쟁력이 가장 높았으며, 기업 간 시장지배력은 비슷하였으나 기술영향력은 격차가 크게 나타남
○ 엑손모빌은 기술 혁신, 규모의 경제, 인수합병(Mergers and Acquisitions, M&A)을 통한 통합 전략 등을 통해 혁신 역량을 확보
- 연구·개발비는 매출액의 0.5%인 12억 달러 수준으로 높지 않은 편이지만 석유산업 특성상 탐사 및 개발에 많은 금액을 투자
- 2010년 이후 바이오연료, 이산화탄소 포집 저장(Carbon Capture & Storage, CCS) 등 기후변화 관련 기술과 에너지 효율 향상 기술을 개발하는 데 집중함
- 디지털 기술은 직접 개발하기보다는 전문 서비스 기업의 혁신 결과를 활용하는 것으로 파악됨
- 전통적으로 표준화와 규모의 경제를 통한 효율성 증진을 전략으로 삼았으며 최근 기후변화 대응을 위한 탄소 배출 저감 전략을 추가함
- 엑손과 모빌의 합병, XTO 에너지 인수 등 인수합병을 통한 시장점유율 확대와 신규 사업 부문으로의 확장 추진
○ 슐룸베르거는 전략적 M&A, 연구·개발 및 기술 혁신, 리더십 등을 통해 혁신 역량을 확보
- 슐룸베르거는 전기저항 측정 기술 개발을 기반으로 창업한 대표적 사례이며 연구·개발비는 약 7억 달러
- 디지털 기술 분야의 특허가 매년 30% 수준을 차지하며 특히 전자 측정 분야, 대용량 데이터 분석 등이 활발한 것으로 나타남
- 디지털 융합을 전략적으로 선택하여 지난 11년간 12개 기업을 인수하고 다양한 서비스 소프트웨어 및 플랫폼을 개발
- 저류층 특성화, 시추, 생산, 설비 등의 부문에서 신기술, 제품 및 서비스 공급을 통해 시장 1위를 유지하는 전략을 구사
- 현지 인력을 통해 문제 해결과 차별적 맞춤 기술 서비스를 제공하는 현지화 전략과 함께 주요 변곡점마다 중요한 의사 결정을 내리는 리더십이 성장을 이끈 주요 요인으로 평가받음
3. 석유 자원 분야에서의 한국의 전략적 포지셔닝 분야와 경쟁력 확보 방안
□ 글로벌 석유 상류 부문에서의 새로운 성장 기회 창출을 위해 디지털 오일필드를 전략적 포지셔닝 분야로 선정
- 한국 정부가 추진하는 디지털뉴딜 및 그린뉴딜과 같은 뉴딜 정책을 실질적으로 구현하고 적용할 수 있는 산업 분야
- 현재 정부에서 진행 중인 석유공사 개혁의 대안으로 검토
- 저유가 시대를 맞아 글로벌 석유 상류 부문의 비용 절감, 효율화를 달성하기 위한 기술 분야
- 글로벌 관점에서 석유와 가스 수요는 명확하게 존재하고 개발·생산 단계에서의 디지털화는 점차 확산
- 석유와 가스를 생산하는 개도국과의 기술 협력이 실질적으로 가능한 분야
[그림 4] 전략적 포지셔닝 분야로서의 디지털 오일필드
자료: 연구진 작성.
□ 디지털 오일필드 경쟁력 확보를 위해 한국의 내적 역량과 외부 환경을 SWOT을 통해 분석
○ 한국의 강점 요인
- 세계적인 반도체 기술, 배터리 기술을 보유하고, 사물인터넷(IoT) 기술 활용 경험이 많은 기업들이 있음.
- AICBM(AI+IoT+Cloud+Big Data+Mobile) 분야를 개발할 수 있는 고급 인력이 풍부함.
- 디지털 오일필드에 응용할 수 있는 제조업 분야의 경쟁력 보유
- 한국판 뉴딜 정책으로 정부 지원 확대
○ 한국의 약점 요인
- 현장 경험 전문 인력 및 R&D 인력, 유전 생성 데이터 부족
- AICBM 분야의 전문가를 디지털 오일필드 시장에 유입하게 할 유인책 부족
- 해외 석유 자원 개발에 대한 국민의 부정적 인식 존재
- 해외 자원 개발 세제 지원 제도가 순차적으로 일몰되어 모두 폐지되고 기술 개발, 인력 양성 등의 기반 조성 사업도 중단 또는 축소됨.
- 디지털 오일필드 관련 산업 생태계 취약
○ 기회 요인
- 글로벌 디지털 오일필드 시장이 빠르게 성장하고 있음.
- 마이크로소프트, 시스코, SAP, HP 등 글로벌 ICT 기업도 초기 발전 단계로서 디지털 오일필드 기술을 미래 유망 분야로 보고 투자 중
- 가스 발전 및 수소 수요는 늘어날 것으로 전망됨.
- 저유가가 지속됨에 따라 자원개발 업계에서는 개발 운영비의 감소 및 생산성 향상을 위해 유·가스전 현장을 디지털화하는 작업을 확대
- 자원개발 빅데이터를 이용하는 인공지능(Artificial Intelligence, AI) 분석 기술은 선진국에서도 최근에야 개발을 시작한 단계
- 테스트베드로 활용할 수 있는 해외 광구 보유
○ 위협 요인
- 중국 등 경쟁국들은 자국 유전을 활용하여 이미 글로벌 디지털 오일필드 시장 진출 중
- 미국, 중국, 캐나다 등의 국가에서는 다양한 기술 개발을 통한 상용화 단계의 기술들을 입증할 정도로 앞서고 있음.
- 슐룸베르거, 베이커휴스, 핼리버턴 등 글로벌 기술 서비스 기업들이 디지털 오일필드 서비스를 주도
- 석유공사의 자산 매각을 통한 구조 조정 진행 중
□ 디지털 오일필드 경쟁력을 확보하기 위한 정책 제언
○ 정부 주도의 디지털 오일필드 정책 및 연구 플랫폼 구축
- 관련 분야의 다양한 참여자를 확보하고 상호 협력할 수 있는 플랫폼 구축
- 초기 단계부터 체계적이고 효율적인 생태계를 구축하고 작동되도록 정부가 주도하여 추진
- 디지털 오일필드 사업에 관심이 있는 기업 및 정부 부처를 대상으로 특별 회원, 정회원, 준회원 멤버십 제도를 운영하는 방식으로 정책 플랫폼을 구성
- 특별 회원은 정부 부처와 연구·개발 관리 기관, 정회원은 석유가스 개발 분야 주요 기업, 준회원은 정부출연연구기관, 대학 등 포함.
- 연구 플랫폼은 정책 플랫폼이 세부 과제와 단위 과제를 발주하여 국내외 연구진을 총괄 관리·감독하는 형태로 구성하거나, 단일 기관이 사업을 수행하는 형태로 구성하거나, 일반적인 총괄·세부·위탁 과제의 형태로 구성
○ 디지털 오일필드 전문 융합 인력 양성
- 디지털 오일필드에 필요한 실시간 자원개발 빅데이터 획득, 저장 관리, 클라우드 컴퓨팅, AI 기술을 개발할 수 있는 고급 인력 양성
- 대학 및 대학원에서 자원개발과 디지털 기술 융합 교육을 할 수 있는 전문 프로그램을 개발하고 특히 산업계 인력의 재교육이 필요함.
- 국내외 석유 개발 현장과 연계하여 경험을 쌓는 과정을 포함하여 전문 인력의 트랙 레코드를 구축할 수 있는 기회 제공
○ 자원 분야 및 디지털 기술 기업에 대한 인센티브제도 마련
- 디지털 오일필드 플랫폼을 구축하고 생태계를 완성하기 위해서는 산업계의 참여가 필수적이며 특히 자원 분야 기업뿐만 아니라 디지털 기술을 보유한 기업의 참여가 반드시 필요함.
- 한국의 일부 자원 기업들이 보유한 해외 유전을 활용하여 AICBM 관련 국내외 기업들과 산학연 연계를 추진함으로써 디지털 오일필드 사업에서의 시너지 창출
4. 곡물 자원 분야 글로벌 시장 현황과 기업의 혁신 활동 분석
□ 글로벌 곡물 산업의 가치사슬과 곡물 산업의 특징
○ 곡물 산업의 가치사슬은 크게 생산, 유통, 가공, 판매로 구성되어 있음.
- 최근 가치사슬 단계마다 인수합병, 전략적 제휴, 조인트 벤처 네트워크 구축 등을 통한 소수 기업의 독과점 현상이 심화되고 있음. 특히 전체 곡물 유통 산업에서 ABCD 기업에 의해 좌우되는 비율은 70~90%로 추산됨.
- 국제 곡물 시장에서 곡물 생산과 수출은 일부 특정 국가에 집중된 공급자 과점 시장 구조임. 주요 곡물 수출국은 미국, 캐나다, 브라질 등 일부 국가에 한정되어 있는 반면 주요 곡물 수입국은 아시아, 아프리카, 유럽연합 등 여러 대륙에 산재해 있음.
- 곡물은 자국의 생산과 소비가 우선되어 생산지에서 필요한 양을 먼저 소비한 후 수출하는 상품이므로 생산량 대비 교역량이 작을 수밖에 없는 ‘엷은 시장(Thin Market)’임.
○ 기후변화뿐만 아니라 최근 코로나19 이후 세계의 곡물 수급 불안정과 곡물 가격 변동에 대한 불안이 가중되는 가운데 디지털 트렌드의 가속화로 곡물 가치사슬 전반에 걸쳐 디지털 기술의 활용이 더욱 확산될 것으로 전망됨.
- 글로벌 디지털 농업 시장은 2020년 56억 달러에서 2021년 62억 달러에 이를 것으로 예상되며, 연평균 성장률(Compounded Annual Growth Rate, CAGR)은 9.9%로 전망됨(MarketsandMarkets, 2020)
□ ABCD 기업의 현황과 특징
○ ‘ABCD(ADM, Bunge, Cargill, LDC) 기업’은 세계 곡물 교역량의 80%, 곡물 저장 시설의 75%, 곡물 운송을 위한 항만 시설의 50%, 주요 곡물 교역의 시장점유율 90% 이상을 차지할 정도로 곡물 산업에 막대한 영향력을 행사하고 있음.
- ABCD 기업의 2019년 회사 규모(매출액, 순이익, 고용자 수)는 카길, ADM, 벙기, LDC 순으로 나타남.
<표 1> 회사 규모 비교(2019년)
구분
카길(Cargill)
ADM
벙기(Bunge)
LDC
설립 연도
1865년
1902년
1818년
1851년
매출액
1,134억 9,000달러
650억 달러
411억 달러
336억 달러
순이익
25억 달러
13억 8,000만 달러
5억 4,000만 달러
2억 3,000만 달러
진출 국가 수
70개국
54개국
40여 개국
100여 개국
고용자 수
16만 명
3만 8천여 명
2만 5천여 명
1만 8천여 명
자료: 각 기업 홈페이지 정보를 바탕으로 연구진이 재작성.
○ ABCD 기업은 디지털 기술의 부상, 기후변화 및 코로나19와 같은 글로벌 리스크 심화, 신흥 기업(코프코, 윌마, 글렌코어 등) 및 신흥국(중국, 브라질, 인도 등)의 곡물 트레이더 등장 등으로 예전보다 강화된 수직적 통합, 곡물 산업 외부로의 수평적 통합 등을 통해 사업을 다각화하고 확대하고 있음.
- ABCD 기업은 종자부터 소비자 금융시장까지 종적으로 산업을 통합하는 수직적 통합, 농업을 중심으로 하여 에너지, 광물, 화학 등 연관 산업으로 확장하는 수평적 통합을 통해 시장지배력을 확대하고 있음.
- 또한 ABCD 기업은 기업 간 인수합병과 기업 간 협력을 통해 곡물 분야의 디지털화와 생산성 향상을 도모하고 있음.
[그림 5] 외부 환경 변화에 따른 곡물 메이저의 대응 전략 방향
자료: 연구진 작성.
□ ABCD 기업의 R&D 활동
○ 카길은 식품, 육류, 사료, 바이오연료와 바이오산업 제품의 미래 제품 개발을 추진하고, 글로벌 혁신센터 네트워크를 통해 전 세계 고객에게 R&D, 애플리케이션, 기술 서비스 지원을 제공함.
- 카길은 스타트업과의 협업, 디지털 기술을 활용한 플랫폼 구축, 다양한 산업에서의 디지털 기술 도입 등을 추진하고 있음(예: 위성 데이터를 활용한 곡물 수확량 예측 기술 개발, 정보 제공 디지털 플랫폼 개발, 블록체인 플랫폼 구축, 오픈소스 기술 개발 등).
○ ADM은 내부 R&D 기반을 확충한 기업으로 다양한 완제품 생산을 위한 중간 재료의 개발 및 건강·영양 분야와 관련된 폭넓은 R&D를 진행하고 있음.
- 디지털화에 좀 더 초점을 맞추는 카길과 달리 ADM의 R&D 및 협력은 바이오 기술을 활용한 친환경 및 지속가능성을 추구하는 편임(예: 듀폰과 옥수수 과당을 활용한 대체 플라스틱 개발, 바이오 아크릴산 개발, 친환경 비료 개발 등).
○ 벙기는 식품 제품 개발 및 프로세스 개선을 위한 R&D에 집중 투자하고 있음. 또 스타트업이나 초기 발전 단계 회사들의 기술에 투자함(예: 화물 스케줄링이 가능한 스마트앱 출시, 총지방 관리 시스템 개발 등).
○ LDC는 농식품 분야에 잠재력이 있는 기업과 건강·영양을 위한 기술에 투자하고 있음. 또 해상 운송 시 온실가스 저감을 위한 지속 가능하고 혁신적인 해결책을 지속적으로 모색하고 있음.
□ 혁신 성과 분석
○ 카길, ADM의 논문 분석(2010~2019년)을 통해 논문 수, 피인용지수(FWCI), 논문 주제, 연구 역량과 협력 분야를 파악함.
- 카길이 논문 수가 많고 FWCI도 높아 연구의 양과 질에서 ADM보다 상대적으로 우수한 것으로 판단됨. 논문 주제 면에서는 카길, ADM 모두 농생물학 분야의 비중이 높음.
- 국제 연구 협력 비중은 ADM보다 카길이 높고 산학 연구 협력은 카길보다 ADM이 높음을 확인할 수 있었음.
○ 카길, ADM, 벙기, 중국 코프코의 핵심 기술 관련 특허 분석(2009~2020년)을 통해 특허 건수, 출원 국가 분포, 시장지배력, 기술 경쟁력을 파악하고 카길, ADM, 벙기의 핵심 기술 분야를 비교함.
- 특허 건수는 코프코, 카길, ADM, 벙기 순임. 출원 국가 분포를 살펴보면 코프코는 중국에 집중되어 있으며 카길, ADM, 벙기는 미국, 일본, 중국, 유럽, 한국 등에 골고루 분포되어 있음.
- 기술영향력은 카길이 가장 높고 시장지배력은 벙기, ADM이 높은 것으로 나타남.
- 기업별 핵심 기술 분야를 비교하면 카길은 식료품(A23L, A23G) 및 바이오 기반 의료용 물질(C12P, C12N)에, ADM은 고분자 화합물 기반 의료용 물질(C07C, C07D)에 벙기는 식용 유지(A23D), 피복물(C09D), 지방(C11B, C11C) 관련 특허에 집중하고 있음을 확인할 수 있음. 3개 업체 모두 바이오디젤, 바이오에탄올을 포함한 바이오연료와 관련한 특허출원을 꾸준히 진행하는 것으로 나타남.
□ 혁신 기술 활용 사례
○ ABCD 곡물 메이저 기업의 혁신 활동을 비롯하여 곡물 분야의 미래 지향적 혁신 사례를 크게 식량 증산 기술(농업 생산량 향상 기술), 친환경 생산 기술, 디지털 및 융합 기술, 글로벌 도전 과제 대응 신기술, 온실가스 저감 기술에 따라 분류하였음.
<표 2> 혁신 기술 활용 사례
혁신 기술 분류
혁신 기술 활용 사례
식량 증산 기술
(농업 생산량 향상 기술)
- 아프리카 쌀 생산 증대: NERICA 품종 개발
- 개도국을 위한 돌연변이 육종 작물 재배
- 철새 메뚜기 방제용 바이오 농약 개발
- 아프리카의 교배 수수
- 유전자 편집 기술: CRISPR, RTDS를 사용한 유전자 편집 기술, 질소 고정 기술, SNP를 사용한 게놈 시퀀싱, 작물 표현형 분석의 자동화, 선택적 유전자 변형 기술
친환경 생산 기술
- 친환경 종자 산업의 혁신
- 친환경 비료 산업의 혁신: 기상 및 토양 데이터 분석을 통한 작물 재배·관리 방법의 개선을 위한 디지털 AG 플랫폼, 농작물 질소 요구량을 측정할 수 있는 Yaralrix, 작물 생산성 강화제 개발
디지털 및 융합 기술
- 작물 현장에 사용하는 IoT와 센서
- 장비에 적용된 IoT와 센서
- 드론과 작물 모니터링
- 영농과 로봇공학
- 가축 방목 로봇
- 머신 러닝과 분석
- 코코아 공급망 관리를 위한 추적 시스템 개선
- 생산 계약과 거래 관리를 위한 스마트 앱: ADM Farmview 앱
- 생산에서 소비자까지의 경로 정보를 추적하는 RFID 센서
글로벌 도전 과제 대응 신기술
- 스마트 비료
- 인공위성 기반 정밀 농업
- 지구 관측 데이터를 활용한 농작물 모니터링 및 관리 서비스: FarmStar
- 위성항법시스템을 활용한 지능형 비료-살충제 살포 기계
온실가스 저감 기술
- 유지류 저장 시설에 태양광 패널 설치
- 물을 절약하는 컨베이어 벨트 시스템
자료: 연구진 작성.
○ 혁신 기술 활용 사례를 바탕으로 적용된 기술을 바이오 기술, 디지털 융합 기술, 디지털 기술로 분류하여 곡물 산업의 가치사슬(생산·유통·소비) 단계별 매핑을 수행함.
- 생산·유통·소비에 이르는 가치사슬 전반에 걸쳐 디지털 기술 및 디지털 융합 기술이 활용되고 있음. 특히 유통 단계에서는 D.N.A.(데이터, 네트워크, 인공지능) 관련 기술을 접목하고 있으며, 생산 단계에서는 작물 보호, 종자, 비료 분야에서의 바이오 기술과 스마트 농기계 및 정밀 농업의 디지털 융합 기술이 활용되고 있음.
- 바이오 기술이 생산 단계에 적용된 사례로는 식량 증산 기술과 친환경 생산 기술이 해당됨.
- 디지털 융합 기술이 생산 단계에 적용된 사례로는 작물 재배 현장과 장비에 활용되는 IoT와 센서 기술, 드론과 작물 모니터링, 영농과 로봇공학, 그리고 글로벌 도전 과제 대응 신기술 사례인 스마트 비료와 지구 관측 데이터 활용 기술이 있음.
- 디지털 융합 기술이 생산과 유통 단계에 적용된 사례로는 글로벌 도전 과제 대응 신기술 사례인 인공위성 기반 정밀 농업, 카길의 코코아 공급망 관리 기술, ADM의 Farmview 앱이 있음.
- 디지털 융합 기술이 생산·유통·소비 단계에까지 적용된 사례로는 머신러닝과 분석 기술, RFID 센서 및 추적 기술, 온실가스 저감 기술이 있음.
[그림 6] 곡물 산업 분야 혁신 기술 활용 사례 매핑
자료: 연구진 작성.
5. 글로벌 곡물 시장에서 메이저 기업의 혁신 활동이 한국에 주는 시사점
□ 곡물 메이저 기업은 가치사슬의 단계별 수요 대응, 특히 생산과 유통 측면에서 리스크 예측 및 대응을 위한 혁신 활동 제고를 위해 지속적으로 노력하고 있음.
○ 곡물 메이저 기업은 경영과 기술 측면에서 생산성 향상 및 혁신 활동을 추진하고 있음.
- 경영 측면에서 메이저 기업은 생산, 유통, 가공, 판매에 이르기까지 가치사슬 전반에서 산업의 수직적 통합, 사업 영역의 확대를 통한 수평적 통합, 기업 간 인수합병 및 협력을 통해 전 세계 곡물 분야의 생산성 향상 전략을 구사하고 있음.
- 기술 측면에서는 기존 ICT를 포함하는 최신의 디지털 기술을 활용하거나 기존의 물리적 분야에 디지털 요소를 결합하고 적용하여 운영비 절감, 기업의 민첩성 및 회복탄력성 강화, 안정적인 운영과 수익의 최적화 등을 위한 전략 및 연구·개발에 집중하고 있음.
□ 곡물 트레이딩의 디지털화 기술 확산
○ 곡물 메이저의 핵심 사업 분야인 곡물 트레이딩 분야의 전략 방향은 디지털화를 통한 효율성 제고 및 거래 시스템의 투명성과 신뢰 및 안전 확보를 강조하고 있음.
- 곡물 메이저는 기업 간 기술 협력을 통해 곡물 공급자, 수요자, 물류 기업을 직접 연결할 수 있는 디지털 정보 플랫폼을 개발하고 있음.
- 세계 곡물 유통의 70% 이상을 차지하는 ABCD 기업의 이러한 움직임으로 관련 기술의 수요가 증가할 것으로 전망됨.
- 즉 곡물 트레이딩 시스템을 안전하고 효율적으로 구축할 수 있는 블록체인 기술과 곡물 시장 및 산업의 데이터를 확보하여 분석하고 예측할 수 있는 빅데이터와 인공지능 기술이 필요할 것으로 전망됨.
□ 글로벌 리스크 대응 디지털 트윈 기술 개발
○ 기후변화와 더불어 최근 코로나19와 같은 글로벌 리스크로 인해 곡물 가치사슬의 전반에 걸쳐 이에 대응하고 적응할 수 있는 기술로 디지털 트윈 기술이 대두되고 있으며, 이와 결부하여 디지털 트윈 기술의 적용과 실행을 가능하게 하는 기업의 의사 결정 지원 시스템이 요구되고 있음.
- 곡물 분야에서 디지털 트윈 기술은 글로벌 리스크의 불확실성을 낮추고, 생산과 유통, 경영 리스크를 줄이고 생산성을 향상하기 위한 도구 중 하나로 계속 확대될 것으로 전망됨.
- 디지털 트윈 기술의 효과적인 적용과 실제 활용을 위해서는 곡물 분야의 단계별 의사 결정 과정에서의 상호 연결, 통합 작업 등과 결부될 필요가 있음.