항공 부문 탈탄소화: 더 깨끗한 하늘을 향한 길

게시 날짜 : 18 September 2025

작성자 : Sanya Mehra

전 세계가 탄소 순배출량 제로 달성을 위해 노력을 강화하는 가운데, 항공 산업은 탈탄소화가 가장 어려운 산업 중 하나로 꼽힙니다. 전 세계 이산화탄소 배출량의 약 2~3%를 차지하는 항공 산업은 세계 교통, 무역, 관광에 중요한 역할을 하지만, 동시에 상당한 환경 발자국을 남기기도 합니다. 항공 여행이 지속적으로 증가할 것으로 예상되는 상황에서, 세계적인 이동성을 저해하지 않으면서 항공 산업을 더욱 친환경적으로 만들어야 한다는 압박이 커지고 있습니다. 이 글에서는 항공 산업이 보다 지속 가능한 미래로 나아가기 위한 실질적인 조치, 새롭게 떠오르는 기술, 그리고 협력적인 노력들을 살펴봅니다.

항공 산업의 탄소 문제 해결: 심층 분석

항공 부문의 탄소 배출량 감축은 다른 부문에 비해 쉽지 않습니다. 주요 이유는 다음과 같습니다.

• 항공기는 장거리를 효율적으로 비행하기 위해 에너지 밀도가 높은 연료가 필요한데, 현재 배터리나 저밀도 대체 연료는 이러한 요구를 충족할 수 없습니다.
• 항공기는 수십 년 동안 사용할 수 있도록 제작되므로 전체 항공기단을 업그레이드하는 데는 오랜 시간이 걸립니다.
• 질소산화물(NOx) 및 비행운과 같은 비탄소 배출물 또한 환경에 온난화 효과를 미칩니다.

지상 교통과 같은 분야는 비교적 빠르게 전기화로 전환할 수 있지만, 항공 분야는 간단한 해결책을 모색할 여유가 없습니다. 항공 산업은 연료 혁신, 엔진 효율성 향상, 인프라 혁신, 정책 개혁을 아우르는 다각적인 접근 방식이 필요합니다.

아래 그래프는 항공 부문의 탈탄소화를 위해 연구되고 있는 주요 혁신 및 전략을 보여줍니다.

출처: 미국 에너지부, 국립연구소, 연방항공청

탄소중립 달성을 위한 길: 6가지 핵심 접근 방식

1. 지속가능한 항공 연료(SAF)

향후 배출량 감축에 가장 유망한 해결책 중 하나는 지속 가능한 항공 연료(SAF)입니다. SAF는 폐유, 농업 부산물, 조류, 생활 폐기물과 같은 재생 가능한 자원으로 만들어집니다. 이러한 연료는 화석 연료 기반 제트 연료에 비해 항공기 수명 주기 동안 전체 배출량을 최대 80%까지 줄일 수 있습니다.
SAF의 주요 장점은 오늘날의 첨단 항공기 및 엔진에 아무런 개조 없이 사용할 수 있어 즉각적인 해결책이 된다는 점입니다. 항공사들은 환경적 이점을 누리기 위해 새로운 항공기나 엔진을 기다릴 필요가 없습니다.

하지만 지속가능 항공 연료(SAF)의 확대를 위해서는 여러 가지 어려움이 있습니다. 2024년 기준 전 세계 항공 연료 사용량의 0.53%에 불과했기 때문입니다. 생산 비용 또한 여전히 높은데, SAF는 리터당 약 1.80달러인 반면 기존 항공 연료는 리터당 0.49달러입니다. 이러한 격차를 해소하기 위해 많은 항공사와 공항들이 SAF 생산 확대를 위해 투자하고 있습니다. 예를 들어 유나이티드 항공은 상업적 규모의 SAF 생산에 주력하는 풀크럼 바이오에너지(Fulcrum BioEnergy)와 같은 스타트업을 지원하고 있습니다. 유럽의 항공 연료 규제인 ReFuelEU는 2025년 2%에서 시작하여 2050년까지 70%로 SAF 공급량을 최소 기준으로 정하고 있으며, 이는 SAF 도입을 더욱 촉진할 것으로 예상됩니다. 전 세계적으로 46개 공항에서 36만 편 이상의 상업 항공편이 SAF를 사용했으며, 주로 미국과 유럽에서 운항되었습니다. 미국의 SAF 소비량은 2023년에 2,450만 갤런에 달했습니다.

2. 전기 및 하이브리드 전기 항공기

전기 및 하이브리드 전기 항공기는 주로 단거리 및 지역 노선에서 항공 산업에 급격한 변화를 가져올 것으로 예상됩니다. 현재의 배터리 기술은 에너지 밀도 한계로 인해 장거리 비행에는 아직 적합하지 않지만, 전기 추진 방식은 500km 미만 단거리 비행에 매우 유망합니다. 이러한 항공기는 직접적인 배출가스가 전혀 없고, 소음이 적으며, 전기 모터의 움직이는 부품 수가 적어 유지보수 비용이 절감되는 등 환경적, 경제적 이점을 제공합니다.

대표적인 예로 에비에이션(Eviation)의 앨리스(Alice)는 9인승 완전 전기 통근 항공기입니다. 한편, 롤스로이스(Rolls-Royce)와 에어버스(Airbus) 같은 회사들은 전기 모터와 기존 엔진을 결합한 하이브리드 시스템을 개발 중이며, 이를 통해 비행당 연료 소비량을 최대 20%까지 줄일 수 있을 것으로 기대됩니다. 하지만 배터리는 에너지 밀도 측면에서 여전히 부족한 점이 있습니다. 제트 연료는 리튬 이온 배터리보다 kg당 약 50배 더 ​​많은 에너지를 저장하고 있어 전기 항공기의 비행 거리와 탑재량에 제약을 줍니다. 그럼에도 불구하고 배터리 기술이 지속적으로 발전한다면 2030년대 초에는 전기 지역 항공편이 상업적으로 실현 가능해질 것으로 예상됩니다.

3. 항공 연료로서의 수소

수소는 특히 중장거리 항공 노선에서 또 다른 유망한 에너지원으로 떠오르고 있습니다. 수소는 가볍고 에너지 밀도가 높으며, 연료 전지에 사용될 때 직접적인 탄소 배출이 없습니다. 수소는 제트 엔진에서 연소시키거나 연료 전지를 사용하여 전기로 변환한 후 전기 모터를 구동하는 데 사용할 수 있습니다. 수소의 매력은 주로 수증기 형태로 지속 가능한 방식으로 생산된다는 점과 화석 연료에 대한 의존도를 줄일 수 있는 잠재력에 있습니다. 제조업체들은 수소 동력 항공기 개발에 박차를 가하고 있습니다. 예를 들어 에어버스는 ZEROe 프로젝트를 통해 각각 다른 수소 추진 방식을 목표로 하는 세 가지 콘셉트 항공기를 공개했습니다. 에어버스의 목표는 2035년까지 수소 동력 여객기를 운항하는 것입니다.

4. 고효율 항공편 건설

항공기 운항 및 교통 관리를 최적화하면 새로운 항공기나 연료 없이도 연료 소비와 배출량을 크게 줄일 수 있습니다. 핵심적인 접근 방식 중 하나는 연속 하강 접근법(CDA)을 사용하는 것입니다. CDA는 항공기가 단계적으로 하강하는 대신 더욱 부드럽게 하강할 수 있도록 하여 비행당 최소 150kg의 CO2 배출량을 절감하고 소음 공해도 줄입니다. 또한, 인공지능(AI)과 실시간 기상 데이터를 활용하는 최신 시스템은 조종사가 더욱 효율적인 비행 경로를 선택하고 난기류나 혼잡 지역을 피하도록 도와줍니다. 이러한 개혁의 대표적인 예는 유럽 전역의 항공 교통을 통합하고 효율화하는 것을 목표로 하는 단일 유럽 하늘(SES) 프로그램입니다. 이 프로그램은 항공기나 연료를 변경하지 않고도 경로 최적화 및 지연 감소를 통해 비행 배출량을 10%까지 줄일 수 있습니다. 또한, 자유 항로 공역 및 연속 상승 운항을 포함한 SESAR 프로젝트는 비행당 평균 연료 소비량을 2030년까지 7.8%, 2040년까지 9.5%, 2050년까지 11.6% 절감하는 데 기여합니다.

5. 더 가볍고, 더 스마트한 항공기 설계

연료 사용량을 줄이는 가장 간단한 방법 중 하나는 항공기 무게를 줄이는 것입니다. 비행기가 가벼울수록 비행에 필요한 연료량이 줄어듭니다. 제조업체들은 항공기의 효율성을 높이기 위해 첨단 소재와 스마트한 설계 기능을 점점 더 많이 활용하고 있습니다.
보잉 787 드림라이너나 에어버스 A350과 같은 최신 여객기들은 강하면서도 가벼운 탄소섬유 복합 소재를 많이 사용합니다. 이러한 소재 덕분에 전체 연료 소비량을 최대 20%까지 줄일 수 있습니다. 윙렛이나 샤클렛과 같은 공기역학적 개선 또한 항력을 감소시켜 연료 효율을 향상시킵니다. 3D 프린팅과 같은 혁신 기술을 통해 이전보다 더 가볍고 복잡하며 정밀한 항공기 부품을 제작할 수 있게 되었습니다. 이러한 발전은 배출가스 저감에 기여할 뿐만 아니라 제조 공정의 지속가능성도 높여줍니다.

6. 시장 기반 접근 방식을 통한 배출량 상쇄

항공 산업이 친환경 기술로 전환하는 가운데, 많은 항공사들이 배출량 감축을 위해 탄소 상쇄에 의존하고 있습니다. 상쇄를 통해 항공사들은 재생 에너지 발전소, 산림 보존, 탄소 포집 시설과 같은 친환경 사업에 투자하여 상쇄된 이산화탄소량만큼의 이산화탄소를 다른 곳에서 제거하거나 감축합니다. 이 분야의 중요한 사업 중 하나는 국제민간항공기구(ICAO)가 운영하는 국제항공 탄소 상쇄 및 감축 제도(CORSIA)입니다. CORSIA는 2024년부터 2035년까지 13억~17억 톤의 이산화탄소 감축을 달성할 것으로 예상됩니다. 상쇄 크레딧 비용은 다양하며, 2021년 평균 tCO₂e당 3.08달러였고, 2027년에는 톤당 14~16달러로 예상됩니다. 상쇄는 과도한 오염을 피하기 위한 효율적인 단기적 수단입니다. 그러나 비판론자들은 상쇄가 직접적인 배출량 감축에는 도움이 되지 않으며, 약속된 환경적 이점을 항상 제공하지는 않는다고 주장합니다. 그렇기 때문에 이는 장기적인 변화에 투자하는 것을 포함하는 더 광범위한 전략의 일부로 간주되어야 합니다.

정책, 파트너십 및 투자: 변화를 이끄는 동력

어느 한 기업만으로는 항공 부문의 탈탄소화를 이룰 수 없습니다. 탄소 중립 달성을 위해서는 다음과 같은 요소들을 포함하는 글로벌 협력 체계가 필요합니다.

결론: 지속가능한 항공을 향한 도약

항공 부문의 탈탄소화는 기후변화 대응에 있어 가장 복잡하면서도 중요한 과제 중 하나입니다. 지속 가능한 연료와 전기 추진부터 수소 혁신과 더욱 스마트한 항공 운항에 이르기까지, 해결책들이 점차 구체화되고 있습니다. 만능 해결책은 없지만, 전 세계적인 협력과 현명한 정책이 뒷받침되는 이러한 기술들의 융합은 더욱 깨끗한 하늘을 향한 길을 제시합니다. 승객, 정책 입안자, 그리고 업계 리더로서 우리 모두는 이 여정에 함께해야 합니다. 우리가 올바른 방향으로 나아간다면, 항공의 미래는 하늘을 향해 나아가는 것처럼 지속 가능할 것입니다.