KETEP 세계에너지시장정보

본 美 국립재생에너지연구소(NREL) 보고서는 지속가능한 항공산업 생태계 구현을 위한 ▲글로벌 항공산업 동향, ▲항공산업 RDD&D* 현황 등을 분석하여 항공산업 탈탄소화(Decarbonisation)를 위한 프레임워크를 제시함

제목: A Roadmap Toward a Sustainable Aviation Ecosystem

o 전 세계 항공연료(Aviation fuel) 사용량은 2019년 연간 1,060억 갤런에서 2050년 연간 2,300억 갤런으로 증가할 것으로 예상됨

o 전세계 항공산업으로 인해 발생하는 연간 온실가스 배출량은 약 1Gt(Gigatone)에 달하며, 이는 전체 온실가스 배출량의 약 2%를 차지함

o 美 연방항공청(FAA, Federal Aviation Administration), 유엔 국제민간항공기구(ICAO, International Civil Aviation Organization) 및 국제항공운송협회(IATA, International Air Transport Association) 등은 항공산업 부문 탈탄소화(Decarbonisation) 목표 달성을 위하여 민간 기관들과 협업을 통해 무공해 항공기 및 친환경 공항 인프라 구축 연구를 보다 적극적으로 진행중에 있음

글로벌 항공산업 동향

o 항공산업의 3가지 주요 핵심 분야로, △지속가능 항공연료(SAF, sustainable aviation fuel), △공항 생태계(Airport Ecosystems) 및 △항공기(Aircraft)로 이루어져 있음

(지속가능 항공연료)

- (SAF) 대표적인 항공연료 대체제로, 원료는 크게 △폐식용유 또는 미세 조류 등 동식물성 지방, △나무와 같은 목질계 식물, △사탕수수·옥수수와 같은 당이나 전분으로 이루어지며, SAF를 통해 항공산업 부문의 단기적 탈탄소화는 가능할 것으로 예상되나, 도입을 위한 안전성 검사, 정밀검사 기간 및 승인 절차가 복잡한 것으로 분석

- (이연료-e-Fuel) 수전해를 통한 그린수소 및 이산화탄소를 합성 제조한 無탄소배출 액체연료(기존 항공유와 50% 수준에서 혼합된 상태로만 사용 가능)

- (수소 기반 연료(Hydrogen-Based Fuel)) 항공유 대체제로 사용 가능하나, 현 기술 수준에서는 항공기 운행을 위한 기체/액체 형태의 연료 밀도유지 장치, 안정화 기술 등이 부재한 상황으로 현재 관련 기술 개발 中

- (전동비행기-eVTOL) 약 500마일(804.672Km) 미만 거리 이동이 가능한 전동비행기(eVTOL*)로, 미국의 민간 항공 제조기업들이 지대한 관심을 보이고 있는 사업분야임. 특히 현재 도심내 단거리 비행서비스 분야 개발이 진행중이며, 이와 관련하여 美 연방항공청이 2023.5월까지 eVTOL 형태의 에어택시에 대한 규정 마련 및 시행 발표 예정

* eVTOL, Electric Vertical Take-Off Landing: 전기 수직 이착륙 항공기

<지속가능한 연료별 생산 및 공급망>

(공항 생태계 구현)

o 친환경 공항 건설을 위하여 △에너지 피크 수요 감소를 위한 스마트 비행 일정 관리 및 모니터링 시스템 구축, △하이브리드 전동 항공기 개발, △수소 및 전기 충전소 설치등을 통한 친환경 공항 인프라 생태계 건설이 필요할 것으로 분석됨

(항공기 관련 기술)

o 상기 항공 연료 이용에 적합한 차세대 항공기 엔진 개발 및 동 엔진에 따른 항공기 설계* 방안 마련이 필요함

* 수소 기반 엔진의 경우, 화재 대비를 위한 연소기 설계가 필요하며, 전동 항공기의 경우, 배터리 무게 감축 필요

항공산업 RDD&D* 현황

* RDD&D, Research, Development, Demonstration, Deployment : 연구, 개발, 시연 및 도입

o 미국 에너지부는 ‘SAF Grand Challenge Initiative’ 발표를 통해 SAF 생산량을 2030년까지 연간 30억 갤런, 2050년까지 연간 350억 갤런으로 확대하는 목표를 설정함

- 기존 식물성 물질을 이용한 바이오연료 생산 방식이 아닌, 도심 폐기물을 이용한 바이오연료 생산 기술 개발 중요

o 친환경 공항 인프라 구축을 위해 수소 및 전기충전소 설치가 필요하며, 수소 파이프라인 설치, 수소 및 전기 충전 등에 대한 국제 지침 및 가이드라인 수립 필요

o 항공기의 운행항로 고도에 상이한 탄소 배출량에 따른 경로 및 운행 시스템 관리 방안 수립 필요

- NREL에 따르면, 비행 시 고도에 따라 배출되는 탄소 배출량이 상이하며, 저고도 비행 시 발생하는 탄소 배출량에 대한 차이가 최대 21%까지 나타나는 것으로 분석