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항공 산업은 전 세계 탄소 배출의 약 2~3%를 차지하며, 기후 변화에 영향을 미치는 주요 산업 중 하나로 지목되고 있습니다. 이에 따라 지속 가능한 항공 연료와 전기·수소 비행기 개발이 활발하게 진행되며, 탄소 배출을 줄이기 위한 노력이 가속화되고 있습니다. 이번 글에서는 친환경 항공 연료의 개념과 활용 현황, 전기 및 수소 비행기의 발전 가능성과 한계, 그리고 지속 가능한 항공 여행을 위한 실천 방안을 심층적으로 살펴보겠습니다.
1. 친환경 항공 연료의 개념과 현재 활용 현황
지속 가능한 친환경 항공 연료(SAF)는 기존 화석 연료 기반의 항공유 대신 사용할 수 있는 친환경 연료로, 탄소 배출량을 줄이는 데 중요한 역할을 합니다. 친환경 항공 연료는 주로 식물성 기름, 폐식용유, 산업 폐기물, 바이오매스, 심지어 대기 중 탄소를 포집하여 합성한 연료로 제조되며, 기존 항공기의 엔진을 개조하지 않고도 사용할 수 있다는 점에서 중요한 기술로 주목받고 있습니다.
친환경 항공 연료는 전통적인 항공유와 비교하여 탄소 배출량을 최대 80%까지 줄일 수 있어 탄소 배출 저감 효과가 있습니다. 이는 친환경 항공 연료의 원료가 바이오매스나 폐기물 기반이기 때문에, 연소 시 배출되는 이산화탄소가 다시 자연적으로 흡수되는 ‘탄소 중립적’ 특성을 갖기 때문입니다.
현재 전 세계적으로 다양한 항공사가 친환경 항공 연료를 적극 도입하고 있으며, 대표적인 도입 사례에 대해 소개하겠습니다.
먼저, 유나이티드 항공은 2021년, 역사상 처음으로 100% 친환경 항공 연료를 사용한 여객기를 운항하였습니다. 두 번째로, 브리티시 항공에서는 친환경 항공 연료 공급을 확대하고 있으며, 2030년까지 친환경 항공 연료 사용 비율을 10% 이상으로 늘릴 계획입니다.
하지만 친환경 항공 연료는 여전히 높은 생산 비용과 제한된 공급량이라는 문제를 안고 있기 때문에, 보다 광범위하고 일반적인 사용을 위해서는 생산기술 개선과 정책적인 지원이 필요합니다.
이와 같이, 친환경 항공 연료는 지속 가능하고 친환경적인 대안이지만, 여러 가지 한계점이 존재합니다. 주요 문제점은 먼저, 높은 생산 비용이 있습니다. 기존 항공유보다 최대 3~5배 비싼 비용이 소요되며, 대량 생산이 어려운 상황입니다. 또한, 제한된 원료 공급의 문제가 있습니다. 바이오매스 및 폐기물을 활용한 친환경 항공 연료 생산이 증가하고 있지만, 대량 생산을 위한 안정적인 원료 공급이 필요합니다. 그리고 친환경 항공 연료 공급을 위한 인프라가 부족한 상황입니다. 친환경 항공 연료를 활용한 항공기가 증가하려면 기존 공항 및 연료 공급망이 이에 맞춰 개선되어야 합니다.
이를 개선하기 위해서는 정부와 기업의 협력을 통한 연구개발 투자, 생산 비용 절감을 위한 기술 혁신, 그리고 친환경 항공 연료 사용을 촉진하는 정책적 지원, 예를 들면 세금 감면이나 보조금 지급 등이 필요합니다.
2. 전기 및 수소 비행기의 기술적 발전과 한계
전기 비행기는 기존의 항공유 기반의 엔진 대신, 전기 배터리를 동력원으로 사용하는 항공기로, 탄소 배출이 거의 없다는 큰 장점을 지니고 있습니다. 현재 여러 항공사와 기술 기업이 전기 비행기 개발을 진행하고 있으며, 대표적인 개발 사례를 간단히 소개합니다.
첫째, 이비에이션의 ‘앨리스’는 완전 전기 동력 비행기로, 9명의 승객을 태우고 약 800km를 비행할 수 있습니다. 두번째, 롤스로이스의 ‘Spirit of Innovation’는 세계에서 가장 빠른 전기 항공기로, 최고 속도로 623km/h를 기록했습니다. 그리고, 하버드 일렉트릭 항공기는 전기와 기존 항공유를 병행하여 사용하는 모델로, 보다 긴 항속거리를 제공합니다.
전기 비행기는 단거리 및 소형 항공기에 적합한 기술로 자리 잡고 있으며, 향후 배터리 기술이 발전하면 중장거리 항공에도 적용될 가능성이 있습니다. 하지만 현재 전기 항공기의 주요 한계는 배터리의 에너지 밀도와 무게입니다. 항공기에 필요한 에너지를 저장하기 위해서는 고용량 배터리가 필요하지만, 이는 기체의 무게를 증가시켜 항속거리를 제한하는 요인이 됩니다.
수소 항공기는 연료전지를 이용하여 전기를 생산하거나, 수소를 직접 연소시켜 추진력을 얻는 방식으로 운영됩니다. 수소는 연소 시 물(H₂O)만을 배출하기 때문에, 탄소 배출이 전혀 없는 항공 연료로 기대를 모으고 있습니다.
대표적인 연구 및 개발 사례는 다음과 같습니다. 에어버스의 'ZEROe 프로젝트'는 2035년까지 수소 기반 상업용 항공기를 출시하는 것을 목표로 합니다. 그리고, 영국의 'ZeroAvia'는 2023년에 세계 최초로 수소 전기 항공기의 시험 비행에 성공했습니다.
이와 같이 수소 비행기의 가능성은 무한하지만, 아직 수소 비행기의 상용화를 위해 해결해야 할 기술적 과제가 많습니다. 가장 큰 문제는 수소 저장 및 공급 인프라 구축입니다. 수소는 극저온 상태(-253°C)에서 보관해야 하며, 이를 위한 인프라가 아직 부족한 상황입니다. 또한, 수소 연료전지는 기존 항공기보다 무게가 증가할 가능성이 있어, 이를 최적화하는 연구가 필요합니다.
수소 비행기의 성공적인 도입을 위해서는 정부와 기업의 협력을 통한 대규모 연구개발과 이를 지원할 수 있는 인프라 확충, 그리고 안전성 평가 및 규제 개선이 필수적입니다.
3. 지속 가능한 항공 여행을 위한 실천 방안
여행자가 지속 가능한 항공 여행에 기여하기 위하여 필요한 실천 방안에 대해 알아보겠습니다.
첫째, 친환경 항공 연료를 활용하는 항공사를 이용하면 탄소 배출을 줄이는 데 기여할 수 있습니다. 직항편은 경유 편보다 연료 소비가 적어 탄소 배출량이 감소하므로, 직항 노선을 선택하는 것이 좋습니다. 그리고, 짐을 최소한으로 꾸리는 것입니다. 항공기의 무게가 가벼울수록 연료 소비가 줄어들어 탄소 배출 감소에 기여할 수 있습니다.
둘째, 탄소 배출 상쇄 프로그램에 참여하는 방법이 있습니다. 일부 항공사는 승객이 자신의 비행으로 인해 발생한 탄소 배출을 상쇄할 수 있도록 탄소 크레디트 구매 프로그램을 운영하고 있습니다. 이 프로그램을 통해 승객이 기부한 금액은 나무 심기, 재생 에너지 프로젝트 등에 사용되므로, 지속 가능한 여행에 도움이 됩니다.
셋째, 여행자의 선택도 중요하지만, 이를 지원하는 정부 및 기업의 역할도 필수적입니다. 항공 산업의 지속 가능성을 증가시키기 위해서는 정부와 기업의 적극적인 지원이 제공되어야 합니다. 주요 정책 및 전략에 대해 설명하면, 먼저 친환경 항공 연료 생산 지원 및 보조금을 지급하는 정책이 있습니다. 친환경 항공 연료의 대량 생산을 촉진하기 위해서는 정부가 세금 혜택과 재정적 지원을 적극적으로 제공해야 합니다. 그리고, 전기 및 수소 비행기가 원활하게 운항할 수 있도록, 충전 및 연료 공급 인프라와 공항 인프라를 구축하는 것도 해결해야 할 과제입니다. 또한, 정부는 환경 규제 강화를 위해 항공사들에게 친환경 기술을 개발하고 도입하는 것을 의무화하는 정책을 추진해야 합니다.
지속 가능한 항공 산업은 기후 변화 대응을 위하여 필수적인 과제이며, 친환경 항공 연료와 전기 및 수소 비행기 기술의 발전이 이를 실현하는 핵심 요소입니다. 현재 친환경 항공 연료는 기존 항공기에서도 사용할 수 있다는 점에서 가장 현실적이고 실직적인 해결책이지만, 생산 비용의 부담과 공급 확대를 위한 인프라 구축 등이 주요 과제로 남아 있습니다. 한편, 전기 및 수소 비행기는 장기적으로 항공 산업의 구조를 변화시킬 가능성이 있으며, 향후 기술 개발이 지속적으로 이루어질 것으로 보입니다.
여행자들은 탄소 배출을 줄일 수 있는 다양한 실천 방법을 통해 지속 가능한 항공 산업을 지지할 수 있으며, 정부와 기업 또한 친환경 항공 기술 개발을 적극적으로 지원해야 합니다. 앞으로의 항공 여행은 지속 가능성을 중심으로 혁신적인 변화를 맞이할 것이며, 이를 위한 노력이 점점 더 중요해질 것입니다.