수소 여객 항공에 대한 최신 분석은 전체 시스템이 2050년 이전에 의미 있는 상업 규모에 도달할 가능성이 1% 미만으로 남아 있다고 결론 내렸다. 이 추정은 수소 항공기의 도입이 불가능하다는 가정에 근거한 것이 아니라, 세 가지 연속적인 고리가 동시에 성공해야 한다는 점에 근거한다. 즉 항공사가 운항할 수 있는 항공기를 개발하고, 충분한 물량과 안정성으로 공항에 서비스를 제공할 수 있는 연료 네트워크를 구축하며, 경제성 있는 정기편 운항을 가능하게 하는 대규모 항공기 기단을 생산해야 한다.
이 분석은 영국 민간항공청(CAA)이 새로운 Hydrogen Challenge를 발표한 시점에 맞춰 나왔다. 민간항공청은 런던 시티 공항에서 수소 항공기에 연료를 재공급하는 작업과 극저온 수소의 저장 및 공항 운영 구역 내 공급에 초점을 맞추고 있다. 영국의 보다 광범위한 수소 항공 로드맵은 2035년까지 소형 항공기의 확대 운항에 도달하는 것을 목표로 한다.
이 자료는 공학 및 규제 환경이 2023년의 이전 평가 당시보다 더욱 진전되었다고 지적한다. Airbus와 MTU는 인증을 받을 수 있는 수소 연료전지 항공기 엔진을 개발하고 있으며, ZeroAvia는 미국 연방항공청(FAA)에서 600킬로와트급 전기 엔진의 인증 절차에서 실질적인 진전을 이루었다. 규제기관들도 인증 체계를 개발하고 있으며, 연구자들은 수소 탱크, 단열재, 격납 및 안전 시스템이 항공기 설계에 미치는 영향을 더욱 정밀하게 연구하고 있다.
평가에서 무엇이 달라졌는가?
이번 분석은 기본 결론을 바꾸지 않은 채 일부 이전의 지점을 수정했다. 수소 항공기를 인증할 수 없다고 보는 것은 지나치게 절대적인 표현이었으며, 액체 수소 저장이 반드시 명확하고 비실용적인 단 하나의 탱크 배치를 요구하는 것도 아니다. 그러나 이러한 지점을 해결한다고 해서 더 광범위한 문제가 해결되는 것은 아니다. 항공기는 탱크, 단열재, 배관, 추진 및 열관리 시스템, 사고 보호 장치와 안전 요건을 추가한 뒤에도 상업적 임무를 유지해야 한다.
평가는 수하물과 운항 예비량을 포함해 150명의 승객을 2,500킬로미터 운송하는 비교적 일반적인 상업 임무를 바탕으로 했다. 사용된 가정에 따르면, 난도가 가장 낮은 신규 설계 경로도 2050년까지 항공사가 운항할 수 있는 항공기에 도달할 가능성은 약 3%에 불과하다. 기존 기체의 파생형과 더욱 혁신적인 설계는 평가에서 더 낮은 결과를 기록한다.
공항은 사후 단계가 아니라 방정식의 일부다
항공기 자체의 성공만으로는 충분하지 않다. 필요한 인프라에는 파이프라인, 수소 액화, 극저온 저장, 전력 공급, 배송 물류, 중단 상황에 대응하기 위한 예비 설비가 포함된다. 영국 민간항공청의 작업이 중요한 이유는 일반적으로 ‘수소 인프라’를 언급하는 데 그치지 않고, 항공기 재정비 시간과 공항 내 연료 공급처럼 실제 운항 접점을 시험하기 때문이다.
여기서 상호 의존성 문제가 나타난다. 상업적으로 사용할 수 있는 항공기가 존재하기 전에는 공항에 대규모 수소 네트워크를 구축하는 것이 합리적이지 않으며, 네트워크가 충분한 용량과 신뢰성 수준에 도달하기 전에는 항공사가 의미 있는 규모의 기단을 운항할 수 없다. 동시에 항공기 생산도 확대되어야 한다. 각 프로그램을 개별적으로 평가하면 항공기, 공항, 기단이 모두 함께 성숙해야 한다는 조건을 적용했을 때보다 경로가 실제보다 쉬워 보이게 된다.
수소 가격이 이 문제를 결정짓지 못하는 이유
분석은 연료 가격이 최종 결과에 미치는 영향은 부차적이라고 본다. 저렴한 수소는 운항 경제성을 개선할 수 있지만, 탱크의 크기, 사고 내구성 요건, 인증 작업, 공항의 연료 유량 제약, 완전한 기단을 생산해야 할 필요성을 없애지는 못한다. 기술적으로 성공한 시스템도 비용 때문에 실패할 수 있으며, 수소 가격이 낮아진다고 해서 불완전한 시스템이 상업 운항 가능성을 갖게 되는 것도 아니다.
2,500킬로미터를 운항하는 수소 항공기의 주요 경쟁 상대는 배터리 전기 항공기만이 아니라 액체 연료를 사용하는 기존 항공기다. 액체 연료는 이러한 항공기들이 터빈 구조와 기존 연료 시스템의 상당 부분을 유지할 수 있게 한다. 지속가능항공유 역시 원료, 비용, 전 생애주기 배출량과 관련된 제약에 직면해 있지만, 수소는 동일한 운송 임무를 수행하기 위해 항공 시스템의 더 많은 부분을 변경해야 한다.
certi.news의 편집적 해석
수소 항공 분야의 규제 및 공학적 진전은 실제로 존재하지만, 아직 상업적 전환과 같지는 않다. 실제로 달라진 것은 인증, 저장, 운항에 관한 이용 가능한 증거의 질이지, 전체 사슬의 성공 가능성이 아니다. 1% 미만이라는 추정치를 높이려면 항공기, 연료 네트워크, 연속 생산이 동시에 성공했다는 실질적 증거가 필요하다. 이러한 증거가 나타나기 전까지 소형 항공기 프로젝트와 운항 시연은 시스템의 특정 부분에서 진전이 있었다는 지표일 뿐, 광범위한 중거리 여객 항공이 준비되었다는 증거는 아니다.