시사위크=박설민 기자 항공기는 글로벌 경제산업을 지탱하는 대들보다. 하지만 최근 이산화탄소 등 온실가스 배출의 주범으로 지목받기도 한다. 실제로 유럽환경청에 따르면 상업용 항공기의 이산화탄소 배출량은 지구 전체 배출량의 2.5% 수준이다. 이 같은 문제를 해결할 수 있는 ‘친환경 항공유’를 국내 연구진이 개발하는데 성공해 주목받고 있다.
한국과학기술연구원(KIST)은 청정에너지연구센터 하정명 책임연구원, 유천재 선임연구원팀이 목재 등 식물 원료를 사용한 차세대 친환경 항공유 개발에 성공했다고 13일 밝혔다. 이번 연구는 KIST 주요사업 및 기후변화대응기술개발사업, 환경부 플라즈마 활용 폐유기물 고부가가치 기초원료화 사업의 일환이다. 과학기술정보통신부의 지원을 받아 진행됐다.
2027년 항공 분야 온실가스 의무 감축 시행에 따라 항공업계에서는 농작물 등으로부터 얻어지는 ‘지속가능 항공유(SAF)’ 도입을 적극 추진 중이다. SAF는 폐식용유, 팜유 등 식량 자원을 사용해 만들어져 이산화탄소, 대기 오염 물질 등의 배출이 일반 석유 항공유보다 현저히 적다.
하지만 석유 항공유의 일부 성분만 대체할 수 있는 것은 SAF의 한계다. 즉, 항공기에 실제 사용하기 위해서는 석유와 혼합해야 한다는 의미다. 또한 원료 확보가 어렵다. 2023년 지속가능 항공유 생산량이 전체 항공유 생산량의 0.2%에 불과하다.
이 같은 문제를 해결하고자 KIST 연구팀은 나무와 풀과 같은 비식용 식물 자원을 분해해 얻은 오일에 탈산소 및 중합 반응을 가했다. 이를 통해 고에너지 성분이 포함된 지속가능 항공유를 생산하는 데 성공했다.
기존의 SAF는 파라핀만으로 구성된다. 이는 일반 석유 항공유 성분 중 50%를 차지하는 물질이다. 때문에 에너지 효율이 크게 떨어진다. 반면 KIST 연구진이 개발한 항공유는 나프텐, 방향족 등의 대부분의 고에너지 성분이 포함돼 에너지 효율이 훨씬 높았다.
또한 연구팀은 차세대 지속가능 항공유 생산공정을 100시간 이상 연속 운전을 통해 상업화로의 연계 가능성을 높였다. 항공유에 필요한 높은 열량의 고에너지 연료 성분 생산 기술을 단순히 실험실에서 확인하는 것이 아니라 실제 산업 현장에서 대량 생산이 가능한 기술적 기반을 마련한 것이다.
KIST는 “이번 연구는 항공산업이 온실가스 감축 규제에 효과적으로 대응할 수 있는 가능성을 열었다”며 “특히 비식용 식물 원료 기반 항공유는 폐가구, 농업‧임업 폐기물 등에서 원료를 수월하게 확보할 수 있어 가격경쟁력까지 갖추게 될 것”이라고 기대했다.
하정명 책임연구원은 “지속가능 항공유는 일반 석유 항공유 대비 탄소배출량을 80%까지 줄일 수 있다”며 “이번 기술은 나무나 풀 같은 비식량 자원도 항공유 생산에 활용할 수 있어 기존 식용 원료에 집중됐던 연료 자원의 활용 범위를 넓혔다”고 밝혔다.
이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘에너지 컨버세이션 앤 매니지먼트(Energy Conversion and Management)’에 게재됐다.
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