최근 지속가능항공유(SAF) 원료 개발에 대한 과학계의 관심이 높다. SAF는 다양한 친환경 원료를 활용해 제조된 항공유다. 일반 항공유에 비해 탄소 배출량을 80%까지 줄일 수 있어 유럽연합(EU)은 올해부터 SAF 혼합 비율을 2%로 의무화했으며 한국 역시 2027년부터 국내에서 출발하는 모든 국제선 항공편에 대해 SAF를 1% 혼합하도록 하는 정책을 추진하고 있다. 미국·일본·영국 등도 SAF 사용을 의무화하는 법제도를 도입하고 있다.
이처럼 세계 항공유 산업이 SAF로 재편되면서 항공·정유 업계는 원료 수급에 사활을 걸고 있다. 현재 가장 널리 사용되는 원료는 폐식용유인데 가정과 기업 등에서 쓰고 남은 폐식용유를 활용해야 하는 만큼 원료 확보가 쉽지 않다. 과학계는 이런 이유로 최근 다양한 대체 가능한 원료 연구를 진행하고 있다.
이윤조 한국화학연구원 책임연구원이 이끄는 탄소자원화 플랫폼화합물 연구단은 음식물 쓰레기나 가축 분뇨와 같은 유기성 폐자원이 내뿜는 메탄가스와 이산화탄소를 포집해 지속가능항공유의 원료를 만든다. 연구단은 유기성 폐자원에서 발생하는 바이오 가스를 포집해 일산화탄소(CO)와 수소(H2)를 결합한 합성가스를 만든다. 그리고 여기에 액체연료를 합성해 지속 가능한 바이오 항공유를 생산한다. 연구단은 일반 항공유에 비해 세 배 이상 비싼 SAF의 가격을 낮추기 위해 대구의 대규모 쓰레기 매립지에 통합 공정 플랜트를 구축했다. 기존 화석연료(석탄 등)에서 합성유를 제조하는 공정은 제조 단가를 낮추기 위해 대규모로 생산하는 것이 특징이다. 반면 가축 분뇨와 음식물 쓰레기 등은 넓은 지역에서 발생하기 때문에 이를 모두 한곳으로 이동시키는 데 큰 비용이 들어간다. 따라서 소규모 생산에 특화된 기술이 별도로 필요하다. 이에 따라 연구단은 소규모 원료 전환에 적합한 콤팩트 모듈형 반응기 기술을 개발했다. 이 반응기는 기존 반응기 대비 부피를 90% 이상 줄일 수 있고 모듈화가 가능해 다양한 생산 규모에 적용된다는 장점이 있다.
목재 등 식물 원료를 사용해 석유 항공유와 유사한 성분을 지니는 지속가능항공유를 개발하기도 한다. 한국과학기술연구원(KIST)의 청정에너지연구센터 하정명 책임연구원, 유천재 선임연구원 연구팀은 나무나 풀을 분해해 만든 기름에서 탈탄소 반응과 중합 반응을 추가해 고에너지 성분이 포함된 항공유를 만드는데 성공하기도 했다. 연구팀은 이렇게 개발한 항공유에 나프텐, 방향족 등 항공유에 필요한 탄소 고리를 가지는 고에너지 성분 대부분이 포함된 것을 확인했다. 또한 연구팀은 생산성을 확보하기 위해 불순물에도 영향 받지 않고 100시간 이상 연속 생산할 수 있는 공정 기술을 개발하기도 했다.
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