Universal Hydrogen의 수소 연료전지 실증기는 지난주 워싱턴주 모스레이크로 첫 비행을 했습니다. 시험 비행은 15분 동안 진행되었으며 고도 3,500피트에 도달했습니다. 테스트 플랫폼은 세계 최대의 수소 연료전지 항공기인 Dash8-300을 기반으로 합니다.
라이트닝 맥클린(Lightning McClean)이라는 별명을 가진 이 비행기는 3월 2일 오전 8시 45분 그랜트 카운티 국제공항(KMWH)에서 이륙해 15분 뒤 순항고도 3,500피트에 도달했다. FAA 특별 감항성 인증서를 기반으로 한 이 비행은 2025년에 완료될 것으로 예상되는 2년간의 시험 비행 중 첫 번째입니다. ATR 72 지역 제트기에서 개조된 이 비행기는 원래의 화석 연료 터빈 엔진 하나만 보유하고 있습니다. 안전을 위해 나머지는 순수한 수소로 구동됩니다.
Universal Hydrogen은 2025년까지 지역 항공편 운항을 전적으로 수소 연료 전지로 구동하는 것을 목표로 합니다. 이 테스트에서 깨끗한 수소 연료 전지로 구동되는 엔진은 물만 방출하고 대기를 오염시키지 않습니다. 예비 테스트이기 때문에 다른 엔진은 여전히 일반 연료로 작동하고 있습니다. 그래서 자세히 보면 왼쪽 엔진과 오른쪽 엔진의 차이가 크며 심지어 블레이드의 직경과 블레이드 개수에서도 차이가 납니다. Universal Hydrogren에 따르면, 수소 연료 전지로 구동되는 비행기는 더 안전하고 운영 비용이 저렴하며 환경에 거의 영향을 미치지 않습니다. 수소 연료 전지는 모듈식이며 공항의 기존 화물 시설을 통해 적재 및 하역이 가능하므로 공항은 개조 없이 수소 동력 항공기의 보충 요구를 충족할 수 있습니다. 이론적으로는 더 큰 제트기가 동일한 작업을 수행할 수 있으며, 수소 연료 전지로 구동되는 터보팬은 2030년대 중반까지 사용될 것으로 예상됩니다.
실제로 Universal Hydrogen의 공동 창립자이자 CEO인 Paul Eremenko는 제트 여객기가 2030년대 중반까지 깨끗한 수소를 사용하여 운행해야 한다고 믿습니다. 그렇지 않으면 업계는 의무적인 업계 전체 배출 목표를 달성하기 위해 항공편을 줄여야 할 것입니다. 그 결과 티켓 가격이 급격히 상승하고 티켓을 구하는 데 어려움을 겪을 것입니다. 따라서 신에너지 항공기의 연구개발을 촉진하는 것이 시급하다. 하지만 이번 첫 비행은 업계에 희망을 주기도 합니다.
이 임무는 경험이 풍부한 전직 미 공군 시험 조종사이자 회사의 수석 시험 조종사인 Alex Kroll이 수행했습니다. 그는 두 번째 테스트 투어에서 원시적인 화석 연료 엔진에 의존하지 않고 전적으로 수소 연료 전지 발전기로 비행할 수 있었다고 말했습니다. Kroll은 "개량된 항공기는 탁월한 핸들링 성능을 갖추고 있으며 수소 연료 전지 동력 시스템은 기존 터빈 엔진보다 소음과 진동이 훨씬 적습니다."라고 말했습니다.
Universal Hydrogen은 미국 회사인 Connect Airlines를 포함하여 수소 동력 지역 제트기에 대한 수십 명의 승객 주문을 받았습니다. 회사의 CEO인 존 토마스(John Thomas)는 라이트닝 맥클레인의 비행을 “글로벌 항공 산업의 탈탄소화를 위한 그라운드 제로”라고 불렀습니다.
수소 연료 항공기가 항공 분야의 탄소 감소를 위한 옵션인 이유는 무엇입니까?
기후 변화는 앞으로 수십 년 동안 항공 운송을 위험에 빠뜨리고 있습니다.
워싱턴에 본사를 둔 비영리 연구 그룹인 세계 자원 연구소(World Resources Institute)에 따르면 항공은 자동차와 트럭에 비해 이산화탄소를 6분의 1만 배출한다고 합니다. 그러나 비행기는 자동차나 트럭보다 하루에 훨씬 적은 수의 승객을 운송합니다.
4대 항공사(아메리칸, 유나이티드, 델타, 사우스웨스트)는 2014년부터 2019년까지 제트 연료 사용을 15% 늘렸습니다. 그러나 보다 효율적이고 저탄소 항공기가 생산되었음에도 불구하고 승객 수는 계속해서 증가했습니다. 2019년부터 하락 추세다.
항공사는 금세기 중반까지 탄소 중립을 이루기 위해 노력하고 있으며, 일부 항공사는 항공이 기후 변화에 적극적으로 참여할 수 있도록 지속 가능한 연료에 투자했습니다.
지속 가능한 연료(SAF)는 식용유, 동물성 지방, 도시 폐기물 또는 기타 공급 원료로 만든 바이오 연료입니다. 이 연료는 기존 연료와 혼합하여 제트 엔진에 동력을 공급할 수 있으며 이미 시험 비행은 물론 정기 여객기 비행에도 사용되고 있습니다. 그러나 지속 가능한 연료는 기존 제트 연료에 비해 약 3배나 비쌉니다. 더 많은 항공사가 지속 가능한 연료를 구매하고 사용함에 따라 가격은 더욱 상승할 것입니다. 지지자들은 생산을 늘리기 위해 세금 감면과 같은 인센티브를 추진하고 있습니다.
지속 가능한 연료는 전기 또는 수소 동력 항공기와 같은 보다 중요한 혁신이 달성될 때까지 탄소 배출을 줄일 수 있는 교량 연료로 간주됩니다. 실제로 이러한 기술은 향후 20~30년 동안 항공 분야에서 널리 사용되지 않을 수도 있습니다.
기업들은 전기 항공기를 설계하고 제작하려고 노력하고 있지만 대부분은 수직으로 이착륙하고 소수의 승객만 태울 수 있는 소형 헬리콥터 같은 비행기입니다.
중형 표준 비행에 해당하는 200명의 승객을 태울 수 있는 대형 전기 비행기를 만들려면 더 큰 배터리와 더 긴 비행 시간이 필요합니다. 해당 기준에 따르면 배터리를 완전히 충전하려면 배터리 무게가 제트 연료보다 약 40배 더 나가야 합니다. 그러나 전기 비행기는 배터리 기술의 혁명 없이는 불가능합니다.
수소 에너지는 저탄소 배출을 달성하는 효과적인 도구이며 글로벌 에너지 전환에서 대체할 수 없는 역할을 합니다. 다른 재생에너지원에 비해 수소에너지의 중요한 장점은 계절에 관계없이 대규모로 저장할 수 있다는 것입니다. 그 중 그린수소는 석유화학, 철강, 화학산업으로 대표되는 산업분야, 항공으로 대표되는 운송산업 등 많은 산업 분야에서 심층적인 탈탄소화를 실현할 수 있는 유일한 수단이다. 국제수소에너지위원회(International Commission on Hydrogen Energy)에 따르면, 수소에너지 시장은 2050년까지 2조 5천억 달러에 이를 것으로 예상됩니다.
환경단체인 국제청정교통협의회(International Council on Clean Transportation)의 자동차 및 항공기 탈탄소화 연구원인 댄 러더포드(Dan Rutherford)는 AP통신과의 인터뷰에서 "수소 자체는 매우 가벼운 연료"라고 말했다. "하지만 수소를 저장하려면 큰 탱크가 필요하고, 탱크 자체도 매우 무겁습니다."
또한, 수소연료의 구현에는 단점과 장애물이 있다. 예를 들어, 액체 형태로 냉각된 수소 가스를 저장하려면 공항에 거대하고 값비싼 새로운 인프라가 필요할 것입니다.
그럼에도 불구하고 러더퍼드는 수소에 대해 조심스럽게 낙관하고 있습니다. 그의 팀은 수소 동력 비행기가 2035년까지 약 2,100마일을 이동할 수 있을 것으로 믿고 있습니다.
게시 시간: 2023년 3월 16일