유니버설 하이드로젠(Universal Hydrogen)의 수소 연료 전지 시범기가 지난주 워싱턴주 모스 레이크에서 첫 비행을 마쳤습니다. 시험 비행은 15분간 진행되었고, 고도 3,500피트(약 1,100m)에 도달했습니다. 이 시험 플랫폼은 세계 최대 규모의 수소 연료 전지 항공기인 Dash8-300을 기반으로 합니다.
'라이트닝 맥클린'이라는 별명을 가진 이 비행기는 3월 2일 오전 8시 45분 그랜트 카운티 국제공항(KMWH)을 이륙하여 15분 후 순항 고도 3,500피트에 도달했습니다. FAA 특별 감항증서(SAC)를 기반으로 진행된 이 비행은 2025년에 종료될 예정인 2년간의 시험 비행의 첫 번째 시험 비행입니다. ATR 72 지역 제트기를 개조한 이 비행기는 안전을 위해 기존 화석 연료 터빈 엔진 하나만 사용하고 있으며, 나머지는 순수 수소로 구동됩니다.
유니버설 하이드로젠(Universal Hydrogen)은 2025년까지 지역 항공편 운항을 수소 연료 전지로만 운영할 계획입니다. 이번 시험에서 청정 수소 연료 전지로 구동되는 엔진은 물만 배출하고 대기 오염을 유발하지 않습니다. 예비 시험 단계이기 때문에 다른 엔진은 여전히 기존 연료로 작동합니다. 따라서 자세히 살펴보면 왼쪽 엔진과 오른쪽 엔진 사이에는 큰 차이가 있으며, 날개의 직경과 날개 개수에서도 차이가 납니다. 유니버설 하이드로젠에 따르면, 수소 연료 전지로 구동되는 항공기는 더 안전하고 운영 비용이 저렴하며 환경에 미치는 영향도 거의 없습니다. 유니버설 하이드로젠의 수소 연료 전지는 모듈식으로 설계되어 공항의 기존 화물 시설을 통해 적재 및 하역이 가능하므로, 공항은 개조 없이 수소 동력 항공기의 연료 보충 요구를 충족할 수 있습니다. 이론적으로는 더 큰 제트기에서도 수소 연료 전지로 구동되는 터보팬 항공기가 2030년대 중반부터 사용될 것으로 예상됩니다.
실제로 유니버설 하이드로젠(Universal Hydrogen)의 공동 창립자이자 CEO인 폴 에레멘코(Paul Eremenko)는 제트 여객기가 2030년대 중반까지 청정 수소로 운행되어야 한다고 생각합니다. 그렇지 않으면 업계는 의무적인 산업 전체 배출 목표 달성을 위해 항공편을 감축해야 할 것입니다. 결과적으로 항공권 가격이 급등하고 항공권을 구하는 데 어려움을 겪게 될 것입니다. 따라서 신에너지 항공기 연구 개발을 촉진하는 것이 시급합니다. 하지만 이번 첫 비행은 업계에 희망을 가져다주기도 합니다.
이 임무는 경험이 풍부한 전 미 공군 시험 조종사이자 회사의 수석 시험 조종사인 알렉스 크롤이 수행했습니다. 그는 두 번째 시험 비행에서 원시적인 화석 연료 엔진에 의존하지 않고 수소 연료 전지 발전기만으로 비행할 수 있었다고 말했습니다. 크롤은 "개조된 항공기는 뛰어난 조종 성능을 자랑하며, 수소 연료 전지 전력 시스템은 기존 터빈 엔진보다 소음과 진동이 훨씬 적습니다."라고 말했습니다.
유니버설 하이드로젠(Universal Hydrogen)은 미국 기업인 커넥트 항공(Connect Airlines)을 포함하여 수소 연료를 사용하는 지역 제트기 승객 수십 대의 주문을 받았습니다. 이 회사의 최고경영자(CEO)인 존 토마스는 라이트닝 맥클레인의 비행을 "세계 항공 산업의 탈탄소화를 위한 시작점"이라고 불렀습니다.
수소 연료 항공기가 항공 부문의 탄소 감축을 위한 옵션인 이유는 무엇입니까?
기후 변화로 인해 향후 수십 년 동안 항공 운송이 위험에 처하게 될 것입니다.
워싱턴에 본부를 둔 비영리 연구 기관인 세계자원연구소(WRI)에 따르면, 항공기는 승용차와 트럭의 이산화탄소 배출량의 6분의 1에 불과합니다. 그러나 비행기는 승용차와 트럭보다 하루에 훨씬 적은 승객을 수송합니다.
4대 항공사(아메리칸, 유나이티드, 델타, 사우스웨스트)는 2014년부터 2019년까지 제트 연료 사용량을 15% 늘렸습니다. 그러나 더 효율적이고 탄소 배출량이 적은 항공기가 생산되었음에도 불구하고, 승객 수는 2019년 이후 감소 추세를 보이고 있습니다.
항공사들은 이번 세기 중반까지 탄소 중립을 달성하고자 노력하고 있으며, 일부 항공사는 항공업이 기후 변화에 적극적으로 참여할 수 있도록 지속 가능한 연료에 투자했습니다.
지속가능 연료(SAF)는 식용유, 동물성 지방, 도시 폐기물 또는 기타 원료로 만든 바이오 연료입니다. 이 연료는 기존 연료와 혼합하여 제트 엔진에 동력을 공급할 수 있으며, 이미 시험 비행과 정기 여객기 운항에 사용되고 있습니다. 그러나 지속가능 연료는 기존 제트 연료보다 약 세 배나 비쌉니다. 더 많은 항공사가 지속가능 연료를 구매하고 사용함에 따라 가격은 더욱 상승할 것입니다. 지지자들은 생산량 증대를 위해 세금 감면과 같은 인센티브를 요구하고 있습니다.
지속 가능한 연료는 전기 또는 수소 연료 항공기와 같은 더 중요한 혁신이 달성될 때까지 탄소 배출량을 줄일 수 있는 가교 연료로 여겨집니다. 실제로 이러한 기술이 항공 분야에 널리 사용되기까지는 20년 또는 30년이 걸릴 수도 있습니다.
많은 기업이 전기 항공기를 설계하고 제작하려고 노력하고 있지만, 대부분은 수직으로 이착륙하고 소수의 승객만 태울 수 있는 헬리콥터와 비슷한 작은 비행기입니다.
200명의 승객을 태울 수 있는 대형 전기 비행기(중형 일반 항공기와 동일)를 만들려면 더 큰 배터리와 더 긴 비행 시간이 필요합니다. 이 기준으로 배터리는 완전히 충전되려면 제트 연료의 약 40배 무게가 필요합니다. 하지만 배터리 기술의 혁신 없이는 전기 비행기는 불가능할 것입니다.
수소 에너지는 저탄소 배출을 달성하는 효과적인 수단이며, 세계 에너지 전환에서 대체 불가능한 역할을 수행합니다. 다른 재생 에너지원에 비해 수소 에너지의 가장 큰 장점은 계절에 관계없이 대량으로 저장할 수 있다는 것입니다. 그중에서도 녹색 수소는 석유화학, 철강, 화학 산업으로 대표되는 산업 분야와 항공으로 대표되는 운송 산업을 포함한 여러 산업에서 심층적인 탈탄소화를 실현할 수 있는 유일한 수단입니다. 국제수소에너지위원회(ICHE)에 따르면, 수소 에너지 시장은 2050년까지 2조 5천억 달러에 이를 것으로 예상됩니다.
환경 단체인 국제청정교통협의회(ICCTC)의 자동차 및 항공기 탈탄소화 연구원인 댄 러더퍼드는 AP 통신과의 인터뷰에서 "수소 자체는 매우 가벼운 연료입니다."라고 말했습니다. "하지만 수소를 저장하려면 큰 탱크가 필요하고, 탱크 자체가 매우 무겁습니다."
수소 연료 도입에는 여러 가지 단점과 장애물이 있습니다. 예를 들어, 공항에는 액체 상태로 냉각된 수소 가스를 저장하기 위한 대규모의 고비용 신규 인프라가 필요합니다.
그럼에도 불구하고 러더퍼드는 수소 연료에 대해 신중한 낙관론을 유지하고 있습니다. 그의 팀은 수소 연료 비행기가 2035년까지 약 3,200km(2,100마일)를 비행할 수 있을 것으로 예상합니다.
게시 시간: 2023년 3월 16일