비행기도 전기시대 온다 VIDEO: Can we have net zero emissions and still fly?
전기 비행기 시대 열리고 있다
하이브리드 엔진 개발해 100명 탑승 계획
환경단체들은 항공기가 이산화탄소를 비롯해 질소산화물, 유황, 탄화수소 등 다수의 유해 물질을 배출하고 있다고 주장하고 있다.
특히 이산화탄소 배출량이 급격히 늘어나고 있다. 영국의 항공환경재단(AEF)은 영국의 항공기들이 매년 4~5% 늘어나는 승객에 편승해 지난 한 해 동안 3700만 톤의 이산화탄소를 배출했다고 밝혔다.
이는 세계 전체 항공기 배출량 9억 1800만 톤의 약 4%에 달하는 것이다. 또 이런 상태가 지속될 경우 15~20년 내에 이산화탄소 배출량이 배가될 것으로 우려하고 있다. 이런 상황에서 이산화탄소를 배출하지 않는 친환경 비행기 개발에 관심이 집중되고 있다.
Illustration by James Melaugh.
Can we have net zero emissions and still fly? With people taking more flights than ever and the air industry set to grow, can tech advances really help us achieve net zero? When you think about things that are quintessentially British, you probably would not immediately put “flying” into that category – but you should. We Brits don’t just like flying, we love it. Data from the International Air Transport Association (IATA) shows that more Britons flew abroad last year than any other nationality. Roughly one in every dozen air passengers was British. Britons took to the skies 126.2m times in 2018, beating Americans and Chinese people into second and third place. Needless to say, this comes at an environmental price. The UK aviation industry pumped 37m tonnes of carbon dioxide (CO2) into the atmosphere last year alone. That’s about 4% of the 918m tonnes that the global aviation industry emitted in 2018. And it’s an upward trend. The aviation industry is currently growing at between 4% and 5% a year, at which rate passenger numbers will double every 15-20 years. View full text |
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The Airbus E-Fan X, a collaboration between Rolls-Royce and Airbus, is an electric hybrid test aircraft with one electric and three kerosine engines. The plan is to develop a 100-seater electric hybrid short-haul plane that could be operational in the 2030s. Photograph: Airbus S.A.S/theguardian.com
에어버스에서 개발 중인 하이브리드 전기 비행기 ‘이-팬X(E-Fan X)’. 기존의 케로신 엔진과 전기 엔진을 혼합해 교차로 사용할 수 있는데 오는 2030년까지 100명이 탑승할 수 있는 항공기를 제작한다는 계획이다. ⓒAirbus S.A.S
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“항공 산업에 새로운 시대 도래”
25일 ‘가디언’ 지에 따르면 유럽 항공기 제조업체인 에어버스(Airbus)는 롤스로이스, 지멘스 등과 손잡고 하이브리드 전기 비행기 ‘이-팬X(E-Fan X)’를 공동 개발하고 있다.
시험 비행 중인 이 비행기는 3개의 케로신(항공용 등유) 엔진과 1개의 전기 동력 엔진을 장착하고 있다. 오는 2030년까지 100명의 승객이 탑승할 수 있는 하이브리드 항공기를 개발해 단거리 항로부터 취항시킨다는 계획이다.
지금까지 개발된 저공해 전기 비행기 엔진은 크게 두 가지 유형으로 분류되고 있다.
하나는 전기자동차와 유사한 하이브리드 엔진으로 배터리 엔진과 케로신 엔진을 교차해 사용할 수 있다. 다른 하나는 처음부터 끝까지 전기를 통해 비행이 가능한 배터리 엔진이다.
에어버스는 유해 물질 배출량을 줄이기 위해 현재 하이브리드 엔진을 채택하고 있는데 최종 목표는 배터리 성능을 강화해 케로신 엔진 없이 비행이 가능한 무공해 전기 엔진으로 발전시켜나간다는 계획이다.
배터리 엔진을 개발 중인 롤스로이스 일렉트리컬(Rolls-Royce Electrical)의 롭 왓슨(Rob Watson) 사장은 “전기 비행기의 등장으로 항공 산업에 새로운 시대가 열리고 있으며, 첨단 항공기 개척자들에게 새로운 기회가 되고 있다.”고 말했다.
지금까지 전기 비행기 개발은 순조로운 과정을 이어가고 있다.
롤스로이스는 2015년 하이브리드 전기비행기 안에 2명의 탑승자를 태우고 영국해협을 횡단하는 시험운행에 성공한 바 있다.
이후에도 계속 성능을 업그레이드한 하이브리드 엔진을 개발해왔는데 그 기술을 인정받으면서 지난해에는 영국 정부로부터 2억 5500만 파운드(한화 약 3869억 원)의 투자를 유치하는데 성공했다.
100% 전기로 비행하는 경비행기 등장
미국 항공우주국(NASA)에서는 화석연료를 전혀 사용하지 않는 차세대 전기 비행기 X-57(Maxwell) 개발 중이다.
경비행기에 적용되고 있는 이 비행기는 14개의 전기모터로 프로펠러를 돌려서 동력을 얻는다. 14개 중 12개는 9kw급 전기모터, 2개는 60kw급이다. 이착륙할 때는 14개 모두를 사용하고, 순항고도에 오르면 양 날개 끝에 설치된 60kw 짜리 2개만 가동한다.
이 비행기는 원래 저공해 바이오 에너지를 사용하기 위해 개발한 것이다.
그러나 브라질 등의 많은 농장주들이 열대우림을 없애고 바이오 에너지를 생산하기 위한 농장을 건설하면서 팜유 등 바이오 에너지 구매계획을 전면 철회한 후 또 다른 바이오 에너지 사용을 시도했다.
대신 고안해낸 것이 농산물 쓰레기, 공업용 폐기물 등에서 바이오 에너지를 뽑아내는 방식이다. 정부와 항공사들도 이에 호응해 기존 케로신에 이 인공 바이오 케로신을 50 대 50으로 혼합해 사용할 수 있는 길을 열어놓았다.
그러나 품질 등 여러 가지 이유로 인해 지난해 사용량이 700만 리터에 머물고 있는 중이다. 세계에서 운행되고 있는 전체 항공기를 약 10분간 움직일 수 있는 분량이다.
이스라엘의 이비에이션 앨리스가 선보인 100% 전기 동력 비행기 ‘앨리스(Alice full-scale)’. 9명이 탑승할 수 있는 이 전기 비행기는 한 번의 충전으로 950km의 비행이 가능하다. 2022년 미국 국내선에 투입할 계획. ⓒEviation Alice
이런 분위기 속에서 이스라엘 기업인 이비에이션 앨리스(Eviation Alice)는 지난 6월 열린 ‘파리 에어쇼’에서 100% 전기 동력 비행기 ‘앨리스(Alice full-scale)’를 공개해 세계적인 주목을 받았다.
9명이 탑승할 수 있는 이 전기 비행기는 한 번의 충전으로 950km의 비행이 가능하다. 국제적으로 이미 성능을 인정받아 문의가 이어지고 있는데 오는 2022년부터 케이프 에어(Cape Air) 사는 미국 국내선 운항을 시작할 계획.
이비에이션 앨리스의 오메르 바 요하이 CEO는 “이 비행기에 소음과 진동을 최소한으로 줄인 쾌적하고 뛰어난 성능이 모두 구현됐다.”며, “세계 최초로 전 동력을 전기로 가동하는 전기 비행기가 될 것”이라고 말했다.
그러나 항공사 입장에서 보았을 때 많은 인원을 태우고 안전한 운항을 할 수 있는 항공기 개발이 필요하다. 탑승 인원이 많을수록 항공사로서는 더 많은 이익을 낼 수 있는 상황에서 더 큰 항공기 개발을 요구하고 있는 상황이다.
기존의 화석연료 비행기처럼 수백 명을 태울 수 있는 전기 항공기 개발이 언제 실현될 수 있을지 세계의 관심이 모아지고 있다.
이강봉 객원기자다른 기사 보기aacc409@naver.com ScienceTimes
AIRBUS ELECTRIC PASSENGER JET E-THRUST
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