-들어가는 글 -
이번 글은 본인도 잘 모르는 미래의 항공 에너지에 대해 공부해 보기로 해요! 기후 변화에 대한 대응과 탄소 중립 실현을 위해 항공 산업도 변화의 기로에 서 있다. 특히 수소 연료 기반 항공 운송 기술은 전통적인 항공유를 대체할 수 있는 청정에너지로 주목받고 있으며, 이미 유럽을 중심으로 실제 개발과 시험비행이 이어지고 있다. 수소 연료 항공기는 기존 내연기관 항공기보다 탄소 배출량이 거의 없으며, 장거리 비행과 상용화를 동시에 고려한 기술이기에 미래 항공산업의 핵심 동력으로 꼽힌다. 이 글에서는 수소 항공기의 원리, 장단점, 기술적 과제와 실제 개발 현황까지 체계적으로 알아본다.
항공 산업의 탄소 중립 도전과 수소의 등장
전 세계 항공 운송은 전 지구적 온실가스 배출의 약 2~3%를 차지하고 있으며, 비행 수요 증가에 따라 이 수치는 더욱 늘어날 전망이다. 기존 항공기는 대부분 화석연료인 항공유(Kerosene)를 연소함으로써 많은 양의 이산화탄소와 미세먼지를 배출한다. 이러한 상황에서 항공업계는 지속 가능한 대체 에너지원을 찾기 위해 다양한 노력을 기울이고 있으며, 그중에서도 수소는 가장 주목받는 차세대 에너지로 부상하고 있다. 수소는 연소 시 이산화탄소를 배출하지 않으며, 에너지 밀도가 높고 연료전지와의 결합을 통해 전기 동력까지 가능하게 해 준다. 유럽 항공기 제조사 에어버스(Airbus)는 2035년까지 세계 최초의 상용 수소항공기 개발을 목표로 ZEROe 프로젝트를 추진하고 있고, 미국, 일본, 한국 등도 관련 기술 연구와 실증사업에 뛰어들고 있다. 수소 기반 항공 기술은 단순히 친환경을 넘어서 항공 산업의 패러다임을 바꾸는 전환점이 될 수 있다.
수소 항공기의 작동 원리와 기술 현황
수소 항공기는 크게 두 가지 기술 기반으로 나뉜다. 첫 번째는 수소 연소 기반으로, 기존 제트엔진처럼 수소를 직접 연소시켜 추진력을 얻는 방식이다. 두 번째는 수소 연료전지 기반으로, 수소와 산소의 화학 반응을 통해 전기를 발생시키고, 이 전기로 전기 모터를 구동시켜 비행하는 방식이다. 이 중 수소 연료전지 방식은 배출가스가 거의 없고 조용하다는 점에서 특히 단거리 상업 운송과 도시 항공 모빌리티(UAM)에 적합하다. 실제로 유럽 항공 스타트업인 ZeroAvia는 6인승 수소 연료 항공기를 시험비행에 성공하였고, 20인승 급 항공기로의 확장을 준비 중이다. 다만 기술적 과제도 만만치 않다. 수소의 저장은 -253℃ 초저온에서 액화시켜야 하며, 이를 항공기에 안전하게 탑재하는 기술, 무게 절감 문제, 고도에서의 에너지 효율 관리 등이 핵심 이슈로 지목된다. 또한 수소 인프라가 아직 전 세계적으로 구축되어 있지 않아, 공항 내 수소 충전 시스템 도입도 필요한 실정이다.
수소 항공의 미래와 상용화 과제
수소 연료 기반 항공 운송은 분명히 차세대 친환경 항공 산업의 중심축이 될 가능성이 높다. 특히 장거리 노선이나 중대형 항공기에 있어 전기 배터리 방식보다 효율이 높아, 수소는 항공 분야의 탄소 중립을 이끄는 실질적인 해법이 될 수 있다. 그러나 이를 현실화하기 위해서는 ▲수소 저장 및 공급 기술의 고도화, ▲글로벌 인프라 구축, ▲정부 및 민간의 공동 투자, ▲안전성 인증 기준 마련 등 해결해야 할 과제가 많다. 국제 민간항공기구(ICAO), 유럽연합(EU), 각국 정부의 정책적 지원이 함께 이뤄져야만 수소 항공의 상용화가 실현될 수 있다. 결국 수소 항공기의 시대는 단순한 기술 혁신을 넘어 기후 위기에 맞서는 글로벌 항공 산업의 생존 전략이 될 것이다. 그리고 이 변화의 중심에 서 있는 이 기술은, 우리 일상의 비행을 더 푸르고 조용한 하늘로 이끌어줄 것이다.
