청정 연료: 항공의 미래

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언젠가 비행기는 휘발유를 사용하지 않고 지방, 전분, 설탕, 쓰레기 등 다양한 천연 연료를 꾸준히 섭취하며 비행하게 될 것입니다. 이것이 바로 아메리칸 항공, 델타 항공, 유나이티드 항공의 계획이며, 이들 항공사는 모두 2050년까지 탄소 배출량을 줄이겠다는 야심 찬 목표를 세웠습니다.

일반적인 추세

작년 버진 애틀랜틱 항공은 식물성 지방과 당으로 만든 합성 연료만을 사용하여 대서양 횡단 비행을 성공적으로 마쳤습니다. 이러한 발전은 지속가능한 항공 연료(SAF)의 미래를 열어줍니다. SAF는 바이오 기반 오일, 농업 부산물 등의 자원을 활용하여 생산되며, 기존 제트 연료보다 탄소 배출량이 적은 항공 연료를 총칭하는 용어입니다.

버진 애틀랜틱 항공은 영국 민간항공청(CAA)으로부터 100% 지속가능한 항공연료(SAF)를 사용하는 장기 대서양 횡단 항공편 운항 허가를 받았습니다. 사진: 버진 애틀랜틱

버진 애틀랜틱 항공이 이 비행에 사용한 보잉 787은 석유에서 추출한 합성 항공유보다 탄소 배출량이 70% 적은 SAF(Simulated Air Fuel)를 사용했습니다. 이전에는 에어버스 A380 여객기도 식용유와 폐그리스(Fresh Grease)를 주성분으로 하는 연료를 사용하여 3시간 비행을 시험했습니다. 지금까지 상업용 항공기에 동력을 공급할 만큼 가볍지만 강력한 배터리를 설계한 사람은 없습니다. 따라서 항공 산업에서 배출량을 줄이는 가장 실용적인 방법은 항공기에 SAF 사용을 의무화하는 것입니다.

항공기의 탄소 발자국을 줄이는 것은 연료 조달에 달려 있습니다. 잠재적인 공급원 중 어느 것도 연료 수요를 모두 충족할 수는 없기 때문입니다. 바이든 행정부는 2050년까지 100% 지속 가능한 항공 연료를 조달한다는 목표를 설정했지만, 미국은 작년에 미국 항공 산업 연료 소비량의 0.2%에도 미치지 못하는 지속 가능한 연료를 생산했습니다.

소싱

현재까지 지속 가능한 항공 연료는 거의 모두 폐식용유, 식물성 기름, 동물성 지방을 포함한 어떤 형태로든 지방으로 만들어지지만, 공급이 수요에 미치지 못하고 있습니다. 미국과 유럽은 현재 국내에서 공급되는 폐식용유의 거의 전량을 사용하고 있으며, 아시아에서 추가 폐지방을 수입하여 항공기, 자동차, 트럭용 바이오 연료를 생산하고 있습니다.

앞으로 몇 달 안에 미국 시장에 출시될 차세대 지속 가능한 제트 연료는 옥수수와 사탕수수로 만들어질 수 있습니다. 이전에는 정유 공장에서 옥수수와 사탕수수에 함유된 전분과 당분을 발효시켜 에탄올을 만든 다음, 이를 휘발유와 경유에 혼합했습니다. 대체 연료 스타트업 란자젯(LanzaJet)은 미국산 옥수수, 브라질산 사탕수수 등으로 만든 에탄올을 사용하여 제트 연료를 생산하는 세계 최초의 공장을 가동했습니다.

한 가지 단점은 식량 작물로 만든 연료가 폐기물로 만든 연료만큼 지속가능하지 않을 수 있다는 것입니다. 농경지는 제한적이며, 바이오연료 작물 재배 면적을 확대하면 과도한 물 사용 및 삼림 벌채와 같은 부정적인 환경적 결과를 초래하여 대기 중으로 더 많은 탄소를 방출할 수 있습니다. 옥수수 에탄올로 미국 항공유 수요 전체를 충족하려면 미국은 1억 1,400만 에이커의 옥수수를 재배해야 하는데, 이는 캘리포니아주보다 넓은 면적입니다. 워싱턴 포스트에 따르면, 이것이 유럽 규정이 식량 작물로 만든 대부분의 바이오연료를 "지속가능"하다고 간주하지 않는 이유이며, 옥수수 에탄올로 만든 제트 연료는 미국 정부의 정의에 따라 세제 혜택을 받지 못할 수 있습니다.

대안으로, 생산자들은 토양을 건강하게 유지하기 위해 농장에서 정기적인 생장기 사이에 재배되는 풀의 일종인 셀룰로스 피복 작물을 이용하여 제트 연료를 생산하는 방법을 개발하고 있습니다. 이러한 식물은 비생장기에 자라기 때문에 농지를 두고 식량 작물과 경쟁하지 않아 지속 가능성이 더 높습니다.

여러 회사가 폐기물을 제트 연료로 전환하고 있습니다. 그중 하나는 2022년에 폐기물 연료화 공장을 가동할 예정인 미국의 정유 회사 풀크럼 바이오에너지입니다. 하지만 모든 폐기물이 좋은 원료가 되는 것은 아닙니다. 폐기물은 분류 과정을 거쳐야 합니다. 줄기, 잎, 수확하지 않은 농산물 등 농업 폐기물이나 식품 가공 과정에서 남은 껍질과 껍질처럼 다른 형태의 폐기물이 더 적합합니다. 벌목 후 남은 나뭇가지와 나무껍질, 톱밥, 나무 조각도 연료원이 될 수 있습니다. 친환경 수소 연료 또한 고려되고 있습니다.

수소를 이용한 제트 연료 생산은 아직 초기 단계이지만, 생산량이 늘어나면 녹색 수소가 빠르게 지속 가능한 연료의 가장 큰 공급원 중 하나가 될 것이라고 지속 가능한 항공 연료 생산업체인 SkyNRG가 예측했습니다.

칸 훙

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원천