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▲ E-Fan X의 개념도. (사진=에어버스)
배터리 기술의 진보와 더불어 이제 전기 자동차는 물론 전기 버스, 심지어 전기 트럭까지 등장했습니다. 그러나 에너지의 화석 연료보다 훨씬 무겁다는 단점때믄에 배터리를 이용한 비행기는 생각하기 쉽지 않습니다. 작은 드론 정도면 모를까 대형 여객기의 동력을 배터리로 공급한다는 것은 설령 제트 엔진과 하이브리드 방식으로 결합하더라도 현실성 떨어지는 이야기처럼 들립니다. 하지만 놀랍게도 에어버스(Airbus)는 전기 하이브리드 방식의 항공기를 야심차게 개발하고 있습니다.
이미 소형 전기 비행기를 성공적으로 테스트한 에어버스는 전기 하이브리드 항공기의 타당성을 검증하기 위한 실증기로 E-Fan X를 개발하겠다고 발표한 바 있습니다. 그리고 최근에는 롤스 로이스와 지멘스를 파트너로 끌어들여 이를 개발할 예정이라고 발표했습니다. E-Fan X는 2MW급 전기 팬 (electric fan) 엔진을 사용하는 기술 실증기로 모든 엔진을 전기 팬 방식으로 만드는 것이 아니라 4개 중 한 개만 전기 모터로 구동하는 방식입니다.
에어버스는 동체와 날개 등 주요 부분을 제작하고 터보팬 엔진은 롤스로이스가, 전기 계통과 발전기 등은 지멘스와 롤스로이스·에어버스가 각각 분담하는 방식으로 개발됩니다. 제작 시점은 2020년으로 잡혀있습니다. 물론 양산을 목표로 하는 것은 아니고 전기 팬 엔진의 비행 시 성능을 측정하기 위한 것이지만, 중형 비행기이기 때문에 제작과 테스트에 적지 않은 비용이 들어갈 것으로 예상됩니다. 여기서 얻은 노하우는 대형 전기 하이브리드 여객기에 사용될 예정입니다. 에어버스는 2030년까지 20MW급의 대형 전기 하이브리드 항공기를 계획하고 있습니다.
이 목표까지는 여러 가지 기술적 난관이 자리잡고 있지만, 더 중요한 것은 에어버스가 전기 혹은 전기 하이브리드 항공기를 개발하는 배경입니다. 자동차나 버스의 경우 배터리가 좀 무겁다고 해도 어느 정도 감수할 수 있지만, 무게에 민감한 항공기에서 같은 에너지의 제트 연료보다 훨씬 무거운 배터리를 탑재하고 비행하는 것은 상당한 제약이기 때문입니다. 더구나 대형 여객기의 경우 그 제약은 더 커질 수밖에 없습니다.
그런데도 에어버스와 그 협력 파트너들이 전기 하이브리드 항공기 개발에 적극 참여하는 이유는 유럽 당국의 환경 규제가 나날이 강화되기 때문입니다. 2050년까지 항공 부분의 이산화탄소 배출의 75%, 산화질소 배출의 90%, 소음의 60%를 절감하는 것을 목표로 하고 있으며 이는 사실상 전통적인 제트 엔진으로는 달성이 불가능한 수치입니다. 이를 달성하기 위해서는 완전히 새로운 기술적 돌파구가 필요합니다. 전기 하이브리드 항공기는 그 가운데 하나입니다.
문제는 비용입니다. 물론 배터리 기술이 매년 빠르게 진보하고 있는 점을 생각하면 희망이 없는 것은 아니지만, 대량의 배터리를 탑재하는 경우 항공기 제조 비용 역시 크게 상승할 것으로 보입니다. 따라서 10년 내로 전기 하이브리드 여객기가 대중화될 가능성은 작아 보입니다. 여기에다 완전히 새로운 접근 방법을 주장하는 사람들도 있습니다. 즉 조류(algae)를 이용한 바이오 연료나 태양열 에너지와 촉매를 이용해서 이산화탄소와 물을 제트 연료로 변환시키는 솔라젯 프로젝트라는 연구도 진행 중입니다. 동시에 기존의 항공기의 연료 효율을 획기적으로 끌어올릴 새로운 동체 및 엔진 디자인도 나오고 있습니다.
어떤 방식이 차세대 친환경 항공기의 주인공이 되든지 간에 이제 항공 부분도 친환경을 피해갈 수 없는 시대가 되었습니다. 동시에 소비자와 항공사에 무리한 비용을 전가하지 않는 해법도 필요합니다. 이 목표를 달성하기 위해서는 이렇게 주요 항공기 제조사의 적극적인 연구 개발과 각국 정부의 제도적 뒷받침이 필요할 것입니다.
고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
