Intro
기후 변화로 인해 대한민국 뿐 아니라 전 세계에서 노력중인데요. 여러 교통수단에서도 탄소 배출 저감을 위한 친환경 연료가 점차 널리 쓰이고 있습니다. 전기자동차, LNG, 암모니아 선박 등 있습니다. 항공 교통을 담당하는 항공기 역시 연료를 친환경적으로 바꾸려는 노력이 활발한데요. 이러한 움직임에 발맞추어 항공 업계에서 확산되고 있는 지속가능 항공유에 대해 알아보겠습니다.
▤ 목차
항공유란 무엇인가?
√ 항공유란 항공기를 운항하기 위한 목적으로 주입되는 기름을 뜻함
√ 항공기에 동력을 공급하는 데 사용되는 석유 기반의 연료라는 뜻
√ ‘JET-A1’라 불리는 민간용 항공유가 가장 많이 사용되고 있으며 항공유 역시 휘발유나 경유, LPG처럼 원유를 증류해서 생산함
√ 등유에 착빙 또는 폭발의 위험을 방지하기 위한 산화 방지제, 정전기 방지제, 빙결 방지제, 부식 방지제(금속불활성제) 등의 첨가제를 추가하여 항공유가 만들어짐
√ 수송수단 중 가장 많은 이산화탄소 배출
√ 21년 기준 전 세계 항공 시장 규모는 약 328조로 코로나 이후 해외 영향 수요로 항공유 수요도 증가
지속가능항공유 (SAF) 란 무엇인가?
√ Sustainable Aviation Fuel (SAF)로 바이오항공유라 불림
√ 석탄이나 석유 대신 폐식용유, 사탕수수 등 친환경 원료를 통해 생산한 항공연료
√ 기존 항공유 대비 탄소 배출을 80% 줄일 수 있어 대체 연료로 부상
√ 기존의 제트 연료와 최대 50%까지 혼합이 가능하며 동일한 방식으로 처리할 있기 때문에 현존하는 모든 항공기에 적용
√ 국내 정유사들 모두 차세대 탈탄소 에너지원으로 주목
√ 시장규모는 2035년 최소 3000억원으로 예상됨
※ 탄소중립이란
- 개인, 회사, 단체 등에서 배출한 이산화탄소를 다시 흡수해 실질적인 배출량을 0(Zero)으로 만드는 것
- 배출되는 탄소와 흡소되는 탄소량을 같게 해 탄소 순배출이 0(Zero) 이 되게 하는 것
- 2016년 파리 협정 이후 121개 국가가 '2050 탄소중립 목표 기후동맹'에 가입함
※ SAF, 왜 뜰까
- 국제항공 탄소상쇄 감축제도 CORSIA(CarbonOffsetting and Reduction Scheme for International Aviation)
- 2016년 UN산하 국제민간항공 기구(ICAO)에서 비행기가 배출하는 탄소를 줄이기 위해 CO2 배출량이 19년 수준을 초과 할 시, 탄소배출량만큼 배출권을 구매하기로 합의
- 2025년부터 점차 의무적용 실시
즉, 항공사도 탄소배출권을 구매하라!
지속가능 항공유의 장단점
01 장점
√ 운항거리에 제약 없이 거의 모든 항공기에서 활용 가능
√ 연료 주입 시간이 기존 항공유와 같으며, 미국재료시험협회에서 사용 승인 시 운항 중인 항공기에 바로 주입 가능
√ 추가 인프라 건설 필요 없이 기존의 공항 설비를 그대로 활용
√ 탄소 배출량 30~60% 감축 효과
02 단점
√ 수소 연료 전지 대비 탄소 배출량 감축 효과 적음 (75~90% 감축)
√ 기존 항공유 대비 가격이 3~5배 비쌈
√ 현재 거래되는 대부분의 SAF는 폐식용유, 동식물지방을 원료로 생산되기 때문에 점차 증가하는 SAF 생산량 충족에 수급되는 원료량이 한정적
SAF 제조 방법 및 종류
01 HEFA (Hydroprocessed Esters and Fatty acids)
- 식물 기름 및 동물 지방으로부터 추출된 지방산과 에스터를 사용
- 이들을 가열한 후 가압하고, 하이드로처리 과정을 거쳐 지방산을 제거, 가속도와 혼합하여 SAF 생산
- 안정성이 입증된 기술
- 대표적으로 대두, 캄벨리나, 앵거초 및 기타 오일 생산 식물 등이 포함
02 ATJ (Alocohol-to Jet)
- 알코올 올레핀 제트 프로세스라고 하며, 설탕 배출물 또는 스타치(농산물 마디)와 같은 천연 자원을 알코올로 전환한 다음 이를 올레핀으로 변환하고 이후 올레핀을 합성 성분으로 전환하여 SAF 생산
- 에탄올로 전환될 수 있는 임업 잔류물, 목재 부산물, 농업 잔류물, 비식용 작물 등이 공급 원료가 됨
- 이들 바이오매스에서 에탄올을 생산 한 뒤 다시 항공 연료로 가공하는 과정을 거침
03 FT (Gasification trough the Fisher-Tropsch method)
- 천연가스 또는 바이오매스를 먼저 일산화탄소와 수소로 가스화 함
- 합성기체를 통해 질소와 함께 반응시켜 유기화합물을 생성한 후, 화학반응을 통해 최종적으로 SAF 생산
- 합성가스는 탄화수소 혼합물로 결합되어 연료로 사용
04 PTL (Power-to Liquid)
- 이산화탄소를 그린 수소와 반응시켜 전기분해를 한 뒤 합성가스를 항공 연료와 같은 탄화수소로 전환
- 산업 폐가스, 바이오매스 혹은 공기에서 포집하여 추출한 이산화탄소 등을 원료로 함
05 기타
- 퀴스렌 프로세스 : 전기에너지를 활용하여 수소와 이산화탄소 혹은 물에서 재료 추출 후 화학반응 통해 SAF 생산
- OTJ : 폐식용유, 동식물성 오일 기반 원료
- GTJ : 바이오가스, 천연가스 기반 원료
- STJ : 당질계 기반 원료
- BTL : 생물성 기반의 원료
※ 향후 시장을 리딩할 기술
- 단기적 : 기술이 상용화된 HEFA가 시장 리딩 (원료 수급 제한으로 성장에는 한계가 있음)
- 중기적 : 생산비용을 낮추는 기술이 개발되면 원료 수급이 용이한 FT, ATJ가 점차 확대될 것으로 예상
- 장기적 : 원료 수급이 무한대인 수소와 탄소를 활용한 PTL이 가장 높은 점유율을 확보할 것으로 예상
국내 SAF 관련 기업
√ SK이노베이션
- 2026년 울산에서 SAF 상업생산을 시작하겠다는 목표로 공장 건설 추진
- 생산에 앞서 원료 확보 기반을 마련하기 위해 대경오앤티 지분 100% 확보
** 대경오앤티 : 도축 부산물에서 나오는 동물성 지방과 음식점, 식품 공장 등에서 발생하는 폐식용유(UCO)를 바이오 디젤, 바이오 항공유 등의 원료로 공급하는 국내 최대 업체
- 자회사인 SK에너지는 인적 분할을 통해 SK탱크터미널(가칭)을 설립하면서 SAF 등 저탄소 원료 및 제품을 저장, 출하하는 영역으로 추진중
√ GS칼텍스
- 대한항공과 국내 최초로 바이오항공유 실증 추진을 위한 업무 협약(MOU) 체결 (총 6번 시범운항 진행 예정)
- 핀란드 네스테(NESTE) 社로부터 수입한 바이오항공유를 대한항공에 공급하고 시범 운항을 진행 (인천-LA행 화물기)
- 국내 정유사 최초로 바이오연료에 대한 국제 친환경 제품 인증제도인 ISCC EU 취득
- 포스코인터내셔널 업체와 함께 인도네시아에 바이오 디젤 공장 설립
√ HD현대오일뱅크
- 2025년 상반기까지 SAF 제조공장 완공 목표, 연간 50만톤 생산 계획
- 대산공장 내의 일부 설비를 수소와 식물성 오일(HVO) 생산설비로 전환할 예정
** HVO는 비식용 원료에다가 수소를 첨가해서 생산하는 바이오 항공유 원료
√ S-OIL
- 2년간 실증 사업을 통해 SAF 생산 예정임
- 폐기물 기반 바이오 원료를 석유정제 공정에서 처리하여 SAF 와 차세대 바이오 디젤 등 바이오 기반 연료유 생산 추진
√ DL이앤씨
- ATJ(Alcohol to Jet) 원천 기술을 보유하고 있는 미국의 석유화학 에너지 회사 KBR와 23년 MOU 체결
- DL이앤씨는 생산 공장의 사전설계(FEED) 및 설계, 조달, 시공(EPC) 시운전에 대한 업무 수행 예정
- KBR의 ATJ 기술은 값싼 CO2 및 유기성 폐자원을 원료로 사용가능한 공정 기술을 구축하여 원료비와 온실가스 배출량 모두 줄이는 이상적인 모델 구현
해외 글로벌 SAF 관련 기업
√ 에어BP(영국) : 폐식용유, 동물성 지방을 원료로 하며 21년부터 생산 시작 (생산규모 2억 5000만 L)
√ 네스테(핀란드) : 21년 네덜란드에 SAF 연간 50만톤 규모의 공장 착공 후 24년 중 가동 계획
√ 엑손모빌(미국) : 30년까지 하루 20만배럴의 바이오연료 생산 목표 수립
√ 에네오스(일본) : 미쓰비시와 27년부터 일본 내 바이오 SAF 공급망 구축
√ 지보(미국) : 2022년 상업 규모 사우스다코다주 레이크프레스턴에 SAF 생산 시설 Net-Zero(NZ1) 착공
√ 월드에너지(미국) : 2016년 캘리포니아주 파라마운트 소재 정유소 부지에 SAF 생산 시설 개소 (24년까지 매년 2억 5천만 갤런 생산 계획)
√ 트웰브(미국), 펄크럼 바이오에너지(미국), USA바이오에너지(미국) 도 SAF 생산시설 착공 및 건설 발표
※ 미국 주요 항공사별 SAF 도입 계획
- 아메리칸항공, 델타, 젯블루, 사우트웨스트, 유나이티드항공 등 주요 항공사별 SAF 도입계획을 발표함
해외 SAF 상황
01 싱가포르, 2026년부터 "지속가능 항공유(SAF) 1% 이상 의무화"
- 2026년부터 싱가포르에서 출발하는 모든 항공기에 대해 SAF 사용 의무화함
- 승객에게는 SAF 사용 부담금 징수하며, 2030년까지 3~5%로 섞는 비중 확대
** 비행 거리 및 좌석 등급에 따라 부담금 상이
- 2026년부터 단거리(방콕) 3 SGD(싱가포르 달러, 4천원), 중거리(서울,도쿄) 6 SGD(8천원), 장거리(런던) 16 SGD(2만1천원) 정도의 부담금이 부과될 것
02 유럽연합(EU) 2025년 부터 수송용 SAF 의무 사용 비율 2% 적용
- 리퓨얼 EU 법안 (현재 항공업계의 SAF 사용 비율은 0.1% 수준)
- EU 회원국 내에 있는 공항에서 비행기에 급유시 SAF를 섞어야 함
- 2030년 6%, 2035년 20%, 2050년 70% 수준으로 점차 높일 계획
03 미국과 일본, 2030년까지 항공유 중 일부 SAF로 대체
- 미국은 SAF 공급을 2050년까지 항공유 수요의 100% 충족하기로 목표
- 미국은 1리터 당 약 600원 세액 공제
- 일본은 2030년까지 항공유 중 10% 를 SAF로 대체하는 목표
- 일본은 생산 설비에 약 2,500억 원 보조금
END
지금까지 지속가능항공유 SAF 에 대해 장단점, 제조방법 및 종류, 국내외 관련 기업, 이슈 상황 등 상세하게 알아보았습니다.
아직 SAF 사용이 0.1%에 불가능하지만 향수 기술 개발로 인해 원료 효율성과 생산 공정 및 비용 측면에서 경쟁력이 향상된다면 기존 항공유 대비 SAF의 이점이 더 강화되고 관련 산업 시장도 많이 발전할 것 같습니다. 국내 기업들도 연구개발 투자를 통해 생산기술을 발전시키고 있는 단계이며, 다양한 시도를 하고 있습니다. 정부의 규제와 기준이 뒷받침이 되어 경쟁력 있는 산업으로 발전했으면 좋겠습니다. 친환경이자 미래 산업인 지속가능항공유 SAF에 대해 조금이나마 이해와 도움이 되셨기를 바랍니다.
※ 본 내용들은 다양한 사이트에서 내용을 발췌하고 자료들을 참고하여 개인 공부용으로 정리했습니다. (SAF 제조 공법 및 관련된 모든 이미지)
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