SAF(Sustainable Aviation Fuel)는 지속 가능한 항공 연료로, 기존 화석 연료를 대체할 친환경 연료로 주목받고 있습니다. 항공 산업은 전 세계 탄소 배출의 약 2~3%를 차지하며, 점점 더 엄격한 환경 규제와 탄소 중립 목표에 따라 친환경 연료 도입이 필수적인 과제가 되었습니다. SAF는 바이오매스, 폐기물, 합성 가스 등을 원료로 하여 제조되며, 기존 항공유와 비교했을 때 탄소 배출량을 크게 줄일 수 있다는 장점이 있습니다. 그렇다면 SAF 항공 연료는 어떤 원리로 작동하며, 구체적으로 어떻게 생산될까요? 또한, SAF의 장점과 한계점은 무엇인지 살펴보겠습니다.
SAF 항공 연료란? 기본 원리와 특징
SAF는 지속 가능한 자원을 기반으로 만들어진 항공 연료로, 기존 항공유(Jet A-1)와 화학적, 물리적 특성이 유사합니다. 이 때문에 기존 항공기의 엔진이나 연료 공급망을 개조할 필요 없이 사용할 수 있다는 큰 장점을 가지고 있습니다. SAF의 핵심 원리는 탄소 중립(carbon neutrality) 개념에 있습니다. 일반적인 화석 연료는 지구 깊숙이 묻혀 있던 탄소를 연소 과정에서 대기 중으로 방출하지만, SAF는 생산 과정에서 이미 대기 중의 탄소를 활용하는 형태로 제조되기 때문에 전체적인 탄소 배출량을 줄일 수 있습니다.
SAF는 바이오매스(식물성 기름, 폐목재, 농업 폐기물), 폐유(사용된 식용유, 동물성 지방), 합성 연료(이산화탄소와 수소를 활용한 전기 연료) 등 다양한 원료로부터 제조될 수 있습니다. 현재 국제민간항공기구(ICAO)와 국제항공운송협회(IATA)는 SAF의 개발과 보급을 적극적으로 추진하고 있으며, 전 세계적으로 여러 항공사와 연료 생산업체들이 SAF 연구에 투자하고 있습니다.
SAF 항공 연료의 생산 과정
SAF는 원료에 따라 다양한 제조 방식이 존재하며, 현재 가장 널리 사용되는 방법은 HEFA(Hydroprocessed Esters and Fatty Acids) 방식입니다. 이 외에도 Fischer-Tropsch(FT), Alcohol-to-Jet(ATJ), Power-to-Liquid(PTL) 등의 방식이 있으며, 각각의 방법은 원료와 생산 공정에서 차이를 보입니다.
1. HEFA(수소화 에스터 및 지방산 가공) 방식
HEFA 방식은 현재 SAF 생산에서 가장 일반적으로 사용되는 방법입니다. 주로 식물성 기름, 폐유, 동물성 지방 등을 원료로 사용하며, 고온·고압 환경에서 수소 처리 과정을 거쳐 항공 연료로 전환됩니다. 이 방식은 기존 정유 공정과 유사하여 비교적 안정적인 품질을 유지할 수 있으며, 이미 상업적으로 많이 사용되고 있는 기술입니다.
2. FT(Fischer-Tropsch) 방식
FT 방식은 바이오매스(목재, 농업 폐기물)나 합성 가스를 원료로 하여 연료를 생산하는 방식입니다. 이 과정에서 원료를 먼저 가스화한 후 촉매 반응을 통해 액체 연료로 변환하는 공정을 거칩니다. FT 방식은 순도 높은 SAF를 생산할 수 있지만, 공정이 복잡하고 비용이 높다는 단점이 있습니다.
3. Alcohol-to-Jet(ATJ) 방식
ATJ 방식은 에탄올, 부탄올 등의 알코올을 SAF로 전환하는 방식입니다. 알코올을 탈수 및 가수소화하여 탄화수소 형태로 변환하는 이 공정은 기존 연료 생산 방식과 유사하여 대량 생산 가능성이 높습니다. 특히, 바이오 에탄올을 활용할 수 있어 재생 가능 에너지를 기반으로 SAF를 제조하는 데 적합합니다.
4. Power-to-Liquid(PTL) 방식
PTL 방식은 재생 가능한 전력을 이용하여 물을 전기분해해 수소(H2)를 생성한 후, 이산화탄소(CO2)와 결합하여 합성 연료를 제조하는 방법입니다. 이론적으로는 완전한 탄소 중립이 가능하지만, 전력 소비가 많아 경제성이 낮다는 한계가 있습니다. 그러나 재생 가능 에너지의 발전과 함께 PTL 방식의 잠재력은 점점 높아지고 있습니다.
SAF 항공 연료의 장점과 한계
SAF는 기존 화석 연료보다 친환경적이지만, 여전히 해결해야 할 과제가 많습니다. 주요 장점과 한계를 비교해 보겠습니다.
✅ SAF의 장점
- 기존 항공기 엔진과 인프라를 그대로 활용 가능
- 탄소 배출량 최대 80%까지 감축 가능
- 바이오매스, 폐기물 등 다양한 원료 활용 가능
- 장기적으로 화석 연료 의존도를 낮출 수 있음
⚠️ SAF의 한계
- 기존 항공유보다 최대 3~5배 높은 생산 비용
- 원료 확보 및 지속 가능한 공급망 구축 필요
- 현재 전 세계 항공 연료 소비량의 1% 미만 수준에서 사용
- SAF 관련 정책 및 규제 미비
현재 항공업계는 SAF의 생산 단가를 낮추고 공급을 확대하기 위해 다양한 연구와 정책을 추진 중입니다. 유럽연합(EU)은 2030년까지 항공 연료의 10%를 SAF로 대체하는 목표를 세우고 있으며, 미국, 일본 등도 SAF 연구에 많은 투자를 하고 있습니다.
결론: SAF 항공 연료의 미래 전망
SAF는 기존 화석 연료의 한계를 극복하고 탄소 중립을 실현할 수 있는 유망한 대안입니다. 현재는 높은 생산 비용과 원료 확보의 어려움이 존재하지만, 기술 발전과 정책 지원을 통해 SAF의 보급이 확대될 것으로 전망됩니다.
앞으로 SAF의 대중화를 위해 정부 및 기업의 협력이 중요하며, 친환경 항공 연료 시장이 지속적으로 성장할 것으로 기대됩니다. 탄소 중립 목표를 달성하기 위해 SAF의 연구와 개발이 더욱 활발해질 것으로 보이며, 미래 항공 산업에서 중요한 역할을 하게 될 것입니다.
