수소 항공기(Hydrogen Aircraft) : 수소를 연료로 하는 비행기·항공기
개요
환경의 중요성이 강조되면서 항공부문에서도 탄소배출 감축, 제로를 위한 노력의 일환으로 등장한 대안 항공기 중 하나다. 가장 먼저 등장한 것이 전기 비행기이지만 추력, 속도 및 항속 능력 등의 한계로 작은 비행기 수준에 머물러 있으며 실질적으로 대형 장거리 수송에는 수소 연료가 현실적인 대안이라는 것이 일반적인 분석이다.
개발
화석 연료 대체 수단으로서 수소 가능성은 제법 오래 전부터 제기됐다. 1988년에는 소련의 투폴레프 Tu-154 기종을 기반으로 액화 수소 엔진을 장착한 Tu-155 기종의 비행 실험(1988년 4월 15일)이 있었다. Tu-156 개발 계획이 있었으나 소련의 붕괴로 실현되지 못했다.
에어버스
본격적인 수소 항공기 개발 움직임은 2020년대 들어서면서 나타나기 시작했다.
2020년 9월, 에어버스는 2035년까지 수소 항공기를 상용 부문에 적용할 예정이라고 밝혔다.[1] 2023년 에어버스는 에어뉴질랜드, 크라이스트처치공항, FFI 등과 컨소시엄을 구성해 Q300 항공기를 기반으로 2026년부터 첫 상업 비행을 계획하고 있다.[2]
ATI
2021년 12월, 영국 ATI(Aerospace Technology Institute)가 279명 탑승하는 대형 수소 항공기 콘셉트(이미지)를 공개했다. 런던-샌프란시스코 등 대서양 횡단 가능한 비행 능력을 목표로 하고 있다.[3]
ZeroAvia
2018년 설립된 영국/미국 기반의 수소 전기 비행기 개발업체로 배기가스 제로(Zero)를 실현할 수 있는 상용 항공기 개발에 집중하고 있다. 2023년까지 500마일(800킬로미터) 운항 가능한 19인승 비행기에 장착한 수소 전기 파워트레인(Hydrogen-Electric Engine) 개발을 진행하고 있으며 2026년까지 80석 항공기용 수소전기 엔진 개발을 목표로 하고 있다.
Universal Hydrogen
전 에어버스 최고 기술 책임자였던 Paul Eremenko가 Jon Gordon과 2020년 설립한 수소 연료를 기반의 수소 항공기를 개발하는 스타트업 기업이다. Dash-8 기종(50인 승)에 수소 연료 전지 파워트레인 장착 개발 진행했지만, 2024년 6월 불투명한 시장 전망에 따른 투자 유치 어려움으로 사업을 중단했다.[4]
난제
기술적 측면
일반 항공유 대부분은 항공기 날개 내부의 연료탱크에 보관하지만 수소 연료는 날개가 아닌 항공기 동체에 보관하는 방법을 찾아야 한다. 압축가스 형태는 공간을 많이 차지하기 때문에 액체 상태로 연료 탱크에 저장하는 방안이 가장 유망하다.
경제성
저렴한 수소 연료 확보도 관건이다. 현재 태양광·풍력 등 재생에너지를 전기분해해 생산하는 그린수소의 생산단가는 화석연료 기반 수소보다 약 2.5배 비싸 가격 경쟁력을 확보하려면 시간이 걸릴 것으로 예상된다. 그렇다고 화석연료 기반으로 생산하는 수소를 사용한다면 근본적인 탄소배출 감축, 제로 노력의 의미를 상실하게 되기 때문이다. 에너지 전문 시장조사업체 우드맥킨지는 그린수소의 생산비용이 화석연료와 비슷한 수준으로 떨어지려면 최소 10년은 걸릴 것으로 내다봤다.
참고
각주