지속 가능한 항공 연료는 순 제로 항공 여행을 위한 비행 경로를 제공합니다

플라톤에 의해 재발행

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27월 XNUMX일, 항공 역사의 작은 조각이 만들어졌습니다. 롤스로이스는 세계 최초로 현대식 항공기를 시험 운행했습니다. 청정수소로만 움직이는 항공기 엔진. 이 기술은 2030년대 중반까지 상업적으로 실행 가능하지 않을 것으로 예상되지만, 이 테스트는 항공 산업을 제로 탄소 장거리 비행의 성배에 한 걸음 더 가까이 다가가게 합니다.

청정 수소 동력 여객기의 운행이 1.5년 이상 중단된 상황에서 업계의 단기 순 제로 희망은 지속 가능한 항공 연료(SAF)에 고정되어 있습니다. 이 기사에서는 섭씨 XNUMX도 정렬 경로에서 요구하는 속도와 규모로 항공기에 동력을 공급하는 이 혁신적인 방법에 대한 수요와 공급을 모두 가속화하는 방법을 살펴봅니다.

Aviation은 비행 계획 변경에 동의합니다.

1960년부터 XNUMX년 동안 비행기로 여행하는 승객의 수가 급증했습니다. 100년 4억에서 2019억 이상으로. 국제항공운송협회(IATA)는 승객은 2024년 이후 팬데믹 이전 수준을 넘어설 것이며 10년까지 2050억 회 초과. 세계 무역 및 이해에 대한 항공의 이점은 의심의 여지가 없지만 지구에 대가를 치릅니다.

2021년에는 항공이 차지했습니다. 전 세계 에너지 관련 CO2의 XNUMX% 이상₂ 국제 에너지 기구(IEA)에 따르면 배출량. 높은 고도에서 화석 제트 연료의 연소로 생성된 비행운의 온난화 효과를 더하면 항공의 지구 온난화 영향이 커진다 더 나아가. 최근 수십 년 동안 항공의 배출량은 도로, 철도 또는 선박의 배출량보다 빠르게 증가했으며 예를 들어 유럽에서 급증했습니다. 24년부터 2005년까지 2019% 증가. 대유행 기간 동안 40% 급락했음에도 불구하고 IEA는 항공 배출량이 몇 년 안에 감소 없이 2019년 수준을 넘어설 것으로 예상합니다. 2050년까지 XNUMX배 가능. 항공은 비행 계획을 신속하게 변경해야 합니다.

항공은 2015년 파리기후협약에서 제외되었지만 업계는 2021년 XNUMX월 CO 순 제로를 약속하기로 합의했습니다.₂ 2050 년까지 배출. 그리고 184월에는 XNUMX개 정부가 국제 민간 항공기구 (ICAO) 동일한 장기 목표를 채택합니다. 이것은 전례가 없는 움직임이었다.

SAF는 오늘날 전 세계 항공 연료 소비량의 0.1% 미만을 차지합니다. 이는 거대한 도약이 되기 위한 작은 발걸음입니다.

목적지에 대한 정보가 너무 많지만 거기에 도착하기 위한 비행 계획은 어떻게 됩니까?

올해 초 미션 파서블 파트너십(Mission Possible Partnership)과 세계경제포럼(WEF)은 세계 최초 섭씨 1.5도에 맞춘 항공 전환 전략, 70개 기업 파트너의 지원을 받습니다. 이 전략은 95년까지 2050%의 탈탄소화를 향한 "신중한" 경로를 제시합니다. 여기서 SAF는 연료 및 항공기 효율성, 청정 수소를 포함하여 나머지 배출량 감소를 제공하기 위한 다양한 옵션을 통해 선도적인 역할(45%)을 수행합니다., 단거리 비행을 위한 배터리 전력s 항공 항법 최적화.

지속 가능한 항공 연료에 대해 자세히 살펴보고 저탄소 비행의 꿈을 실현하는 방법에 대해 살펴보겠습니다.

지속 가능한 항공 연료를 실행 가능하게 만드는 세 가지 우선 순위

오늘날 상업적으로 이용 가능한 SAF는 일반적으로 사탕수수나 옥수수와 같은 작물에서 추출한 식물성 기름이나 에탄올로 만든 바이오 연료입니다. 제조에 사용되는 공급 원료에 따라 이미 CO를 60-85% 감소시킬 수 있습니다.₂ 배출.

SAF의 가장 큰 장점은 "드롭인" 연료라는 것입니다. 항공기 또는 공항의 특수 인프라에 값비싼 개조를 하지 않고도 항공기 연료 탱크에 바로 주입할 수 있습니다. 현재 규정은 상업용 항공기가 SAF와 일반 등유를 50/50으로 혼합하여 사용하는 것을 허용합니다. 하지만 XNUMX월, Airbus는 380% SAF를 사용하는 100개의 엔진 중 하나를 사용하여 세계에서 가장 큰 여객기인 AXNUMX을 성공적으로 테스트했습니다.. Airbus는 다른 항공기 모델과 헬리콥터에서 유사한 테스트를 수행했습니다. 지난 XNUMX월 스웨덴 지역 항공사가 세계 최초로 시험비행을 마쳤다. 두 엔진 모두에서 SAF를 비행하는 상업용 항공기.

좋은 소식이 너무 많습니다. 나쁜 소식은 SAF가 여전히 매우 비싸다는 것입니다. 기존 제트 연료 가격의 2019년 가격의 XNUMX배에서 XNUMX배 사이입니다. 결과적으로, SAF는 오늘날 전 세계 항공 연료 소비량의 0.1% 미만을 차지합니다. — 거대한 도약이 되기 위한 작은 발걸음.

에어버스는 100년 2021월 포럼의 내일을 위한 깨끗한 하늘 이니셔티브에 의해 소집된 XNUMX개 이상의 기업 중 하나입니다. SAF가 10년까지 전 세계 항공 연료 수요의 2030%를 충족시키는 목표. 이를 달성하려면 다음 세 가지가 발생해야 합니다.

확장 공급: 생산량은 10년까지 2030% 목표를 달성하기 위해 300~XNUMX배 증가해야 합니다. 이를 위해서는 최소 XNUMX개의 새로운 SAF 공장이 필요합니다.
비용 절감: 연료 생산업체는 업계의 수요 신호 없이 이러한 새로운 SAF 공장에 투자하지 않을 것입니다. 그러나 항공사는 가격이 내려가지 않는 한 이 신호를 보내기에 충분한 SAF를 구입하지 않을 것입니다.
명확한 시장 및 수요 신호 설정 정부와 기업으로부터: 정부는 인센티브, 세금 공제 및 명령의 혼합을 통해 SAF 생산에 대한 투자를 시작하도록 도와야 합니다. 선도적인 항공 회사는 연료 공급업체의 투자 위험을 줄이기 위해 장기 구매 계약을 체결할 수 있습니다.

First Movers Coalition은 '슈퍼 SAF'에 대한 요구 신호를 보냅니다.

SAF 확장의 두 가지 주요 장애물인 가격과 가용성을 극복하려면 누군가가 먼저 움직여야 합니다. XNUMX월에는 유나이티드 항공은 최초의 항공사였습니다. 암스테르담에서 출발하는 항공편에 대해 50천만 갤런의 SAF에 대한 해외 공급업체와 구매 계약을 체결합니다. 유나이티드(United)와 에어버스(Airbus)는 50개가 넘는 기업 중 하나입니다. 포럼의 퍼스트 무버 연합(FMC), 기업의 구매력을 활용하여 전 세계 배출량의 XNUMX분의 XNUMX을 담당하는 항공을 포함하여 XNUMX개의 "저감하기 어려운" 산업 부문을 탈탄소화하기 위한 글로벌 이니셔티브입니다.

FMC는 기존 제트 연료에 비해 수명 주기 온실 가스 배출량을 85% 이상 줄일 수 있는 "슈퍼 SAF"에 대한 수요를 높이는 항공 분야에서 아마도 가장 어려운 과제를 해결하는 데 목표를 세웠습니다. FMC 회원사의 목표는 기존 연료의 최소 5%를 이러한 초고효율 SAF로 교체하는 것입니다. (또는 가능한 경우 다른 무배출 기술) 2030년까지. 목표는 연료 생산자와 투자자에게 수요 신호를 보내 그들이 새로운 공장에 투자하고 가격을 낮출 수 있다는 확신을 갖도록 하는 것입니다.

모든 SAF 프로세스는 극복해야 할 고유한 문제에 직면해 있습니다. 두 가지 가장 일반적인 기술(HEFA 및 Alcohol-to-Jet)은 유채, 콩, 야자유, 사탕수수 또는 옥수수와 같은 식량 작물을 가공하여 제트 연료를 만드는 데 의존합니다. 이러한 작물은 제한되어 있고 다른 목적에 필요한 토지를 사용하는 공급 원료를 피하기 위한 황금 원칙을 따르기 때문에 보완적인 출처를 살펴봐야 합니다.

FT(Fischer-Tropsch) 및 PtL(Power-to-Liquid) 공정과 같은 두 가지 신기술이 제로에 가까운 방출 SAF를 생산할 수 있는 가능성을 보여줍니다. FT의 장점은 광범위한 "비식량 공급원료"(도시 고형 폐기물, 스위치그래스, 임업 및 농업 잔류물)를 CO90를 100-2% 감소시키는 제트 연료로 전환할 수 있다는 것입니다.

한편 PtL은 녹색수소(재생에너지로 생산)와 COXNUMX를 결합하는 파일럿 단계 기술이다.₂ "e-kerosene"으로 알려진 합성 연료를 생성하기 위해 주변 공기에서 직접 포집하여 사실상 화석 연료가 없는 동력원입니다. Airbus는 최근 함부르크에 새로운 산업 규모의 PtL 공장을 발표한 컨소시엄의 일부입니다.. PtL의 장점은 경작지나 생물학적 공급원료가 필요하지 않다는 것입니다. PtL의 과제는 다른 부문의 녹색 수소에 대한 비용 및 경쟁에 관한 것입니다.

전 세계적으로 SAF 시장을 활성화하려면 인증된 모든 경로가 필요하며 낭비할 시간이 없습니다.

지속 가능한 항공은 주 및 표준 제정자의 지원이 필요합니다.

100개 이상의 항공 회사가 10년까지 전 세계 제트 연료 공급의 2030%를 SAF로 확보하기 위해 노력하고 있으므로 완전히 새로운 유형의 연료 시장에 대한 수요가 분명히 있습니다. 전통적인 연료 생산자와 신규 이민자 모두 대응하기 시작했습니다. 그러나 기업은 순 제로 경로로의 전환을 단독으로 관리할 수 없습니다.

정부는 인센티브를 제공함으로써 SAF와 화석 제트 연료 사이의 경쟁의 장을 평준화할 수 있습니다. 예를 들어 미국에서는 조 바이든 대통령의 최근 인플레이션 감소법(IRA)이 SAF에 대해 갤런당 최대 $1.75의 세금 공제 그리고 처음으로 크레딧 금액을 연료의 수명 주기 배출량에 직접 연결하여 배출량이 가장 적은 연료 생산을 장려했습니다. 그 효과는 SAF의 비용을 거의 기존 제트 연료의 최고 가격으로 낮추는 것입니다. 이 믹서기의 세금 공제는 Biden 행정부의 일부를 구성합니다. 3억 갤런의 지속 가능한 제트 연료 생산을 장려하기 위한 SAF 그랜드 챌린지 20년까지 항공 배출량을 2030% 줄입니다.

바이든의 IRA도 포함 a 녹색 수소 3kg당 XNUMX달러의 수소 생산 세액 공제를 통해 전자 등유를 훨씬 더 비용 경쟁력 있게 만들고 PtL 개발을 가속화할 수 있습니다. 녹색 수소와 SAF 모두에 보조금을 지급하는 데 있어 이러한 세금 공제는 항공 산업에 진정한 게임 체인저이며 공정한 경쟁을 보장하고 전 세계적으로 SAF 생산 및 활용을 촉진하기 위해 다른 곳에서도 반영되어야 합니다..

한편 유럽은 법적 명령에 대해 고민하고 있습니다. 그만큼 영국 정부는 2025년부터 의무화를 발표했습니다. 항공 연료 공급업체는 10년까지 연료에 2030% SAF를 포함하도록 요구할 것입니다. 내년에 유럽 연합은 유사한 "혼합 명령” 그것은 요구할 것입니다 연료 공급업체는 유럽 공항에 공급하는 SAF의 비율을 2년에 모든 항공 연료의 2025%에서 시작하여 37년까지 2040%, 85년까지 2050%로 늘릴 것입니다. EU 규정에 따라 식량 작물을 사용하는 모든 SAF는 기반 공급 원료는 제외됩니다.

명령이 경쟁의 장을 평준화하는 데 도움이 될 수 있지만 효과적이기 위해서는 R&D에 대한 공공 투자와 아직 초기 단계인 시장을 개발하기 위한 구매자의 인센티브가 수반되어야 합니다. EU는 또한 탄소배출권을 무료로 제공함으로써 SAF 비용을 줄이는 것을 고려하고 있습니다. 배출 거래 제도 (ETS) 이는 지속 가능한 제트 연료를 사용하여 감소된 CO2와 동일합니다.

공통 인증 및 회계 표준도 중요합니다. 주요 과제는 SAF 공급이 아직 많은 공항에서 제공되지 않아 항공기에 연료를 보급하려는 항공사가 난관에 봉착했다는 것입니다. 이 문제를 해결하기 위한 혁신적인 접근 방식인 "Book and Claim"은 SAF로 연료를 보급할 수 없는 항공기가 SAF가 있는 공항에서 연료를 보충할 수 있는 또 다른 동등한 항공편에 대한 비용을 지불하도록 허용합니다. 지속 가능한 연료를 지불하는 항공사는 CO를 청구할 수 있습니다.₂ 순 제로 공약에 반하는 감소입니다. Book and Claim은 매우 유망한 솔루션이지만 접근 방식을 조화시키기 위해서는 국제 표준화가 필요합니다. 포럼의 Clean Skies for Tomorrow 이니셔티브는 최근 회계 및 보고에 대한 지침을 발표했습니다. SAF 관련 인증 배출 감소에 대해.

정부 세금 공제와 SAF 공급업체와의 장기 구매 계약을 약속하는 항공 회사의 리더십이 결합되어 시장이 빠르게 성장할 수 있습니다. 유럽과 북미뿐만이 아닙니다. 에 도달하려면 300억 ~ 370억 XNUMX천만 미터톤의 SAF 항공기를 탈탄소화하는 데는 매년 걸리며 제조에 참여하려면 전 세계 국가가 필요합니다. 잠재적으로 수백만 개의 새로운 일자리가 있는 완전히 새로운 산업을 창출할 수 있는 기회가 있습니다.

동일한 탈탄소 목적지로 가는 다른 경로

SAF는 항공의 탄소 발자국을 줄이기 위한 가장 실행 가능한 중기적 경로이지만 배터리 전기 및 청정 수소라는 두 가지 혁신적인 거의 제로에 가까운 연료 공급 기술이 개발되고 있습니다.

배터리의 무게는 전력 기술을 단거리 노선으로만 제한할 것으로 예상되지만 배터리 전기 비행은 XNUMX년 말에 상업적인 현실이 될 수 있습니다. 유나이티드 항공(United Airlines)이 배터리 전기 비행기 100대를 주문했습니다. 30명의 승객을 124마일 동안 비행할 수 있으며 SAF로 구동되는 예비 하이브리드 엔진으로 249마일까지 확장됩니다. 배터리는 또한 더 큰 항공기의 연료 소비를 줄이는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 이것은 이유를 설명합니다 에어버스와 프랑스 자동차 제조사 르노가 최근 파트너쉽을 맺었습니다. 장거리 전기 자동차 개발의 주요 걸림돌 중 하나인 에너지 저장 관련 기술을 개발합니다.

그리고 이 기사의 시작 부분에서 보았듯이 깨끗한 수소가 있습니다. 전기 모터를 구동하는 연료 전지에 동력을 공급하는 데 사용하거나 항공기에서 직접 연소할 수 있습니다. 무게로 따지면 등유보다 423배 더 강력합니다. 그러나 가스 형태의 경우 부피가 문제입니다. 운송 및 보관을 위해서는 화씨 영하 2도에서 액체로 냉각된 다음 연소 전에 다시 가스로 전환되어야 합니다. 수소는 또한 연료 전지를 통해 전기로 전환될 수 있으며, 이는 전기 프로펠러에 동력을 공급합니다. 연료 전지 항공기는 COXNUMX 배출이나 독성 아산화질소를 생성하지 않기 때문에 특히 흥미롭습니다.

지난 828월 에어버스는 영국 정부로부터 380억2026만 달러의 자금 지원을 받아 영국 브리스톨에 무공해 개발 센터를 출범시켰고, 이 회사는 특히 수소 연료 탱크와 추진 시스템에 대한 연구를 프랑스와 독일에서도 수행하고 있다. 에어버스는 XNUMX년 수소 엔진 XNUMX개를 장착한 AXNUMX에 대한 비행 테스트를 실시할 계획이다. 2035년을 목표로 하는 Airbus의 ZEROe 수소 동력 여객기 상용 출시.

항공 운송을 탈탄소화하는 묘책은 없지만 이러한 각 이니셔티브는 가능성을 보여줍니다. 그러나 무공해 비행이 실제로 성공하려면 항공사, 항공기 제조업체, 연료 생산업체, 공항 및 정부가 장기적이고 조율된 조치를 취해야 합니다.