기후 변화에 대처하는 새로운 솔루션: 전기 비행기
항공 산업은 최근 수십 년 동안 크게 성장했으며 매년 전 세계 이산화탄소 배출량의 약 2%를 차지하고 기후 변화에 미치는 영향의 약 4%를 차지합니다. 항공은 기후 변화 및 기타 환경 문제의 중요한 원인이지만 전기화는 이러한 환경 영향을 줄이기 위한 하나의 옵션입니다. 최초의 전기 항공기는 오늘날 이미 운항 중이며 주로 인근 지역의 조종사 훈련 및 단거리 비행에 사용되는 소형 비행기입니다. 이는 수명주기 평가에서 연구된 항공기 유형입니다. “단기적으로 배터리 구동 전기 항공기는 노르웨이에서 ‘피요르드 호핑(fjord hopping)’이라고 불리는 깊은 피요르드 사이의 단거리 비행과 같은 단거리 비행에 주로 사용될 것입니다. “더 큰 관점에서 볼 때, 이 연구는 배터리 구동 전기 항공기가 항공의 환경 영향을 크게 줄일 수 있는 잠재력을 가지고 있음을 보여줍니다”라고 Chalmers의 주요 저자인 Rickard Arvidsson은 말합니다. 연구: 동일한 항공기, 그러나 다른 항공기 연구팀은 수명 주기 평가에서 2인승 상용 배터리 전기 항공기인 Pipistrel Alpha Electro를 조사했습니다. 화석 연료로 운행되는 동일한 항공기의 모델도 제공되어 연구자들이 직접 비교할 수 있었습니다. 연구팀은 요람에서 무덤까지, 원자재 수확부터 수명 종료까지 각 항공기가 1시간의 비행 시간이라는 기능적 단위에 미치는 총 영향을 조사했습니다. 항공기 제조업체의 데이터와 기록이 연구의 큰 부분을 차지했습니다. 온실가스 배출(예: 이산화탄소)로 인한 지구 온난화, 희귀 광물 사용(예: 배터리용 리튬)으로 인한 광물자원 부족, 입자 배출로 인한 미세먼지 발생, 산성 배출(예: 질소산화물)로 인한 산성화, 질소A 산화물 및 탄화수소 배출로 인한 지상 오존 형성에 중점을 두고 광범위한 영향 범주가 고려되었습니다. “이 연구의 핵심은 소형 전기 항공기가 동등한 화석 연료 항공기보다 기후 영향을 최대 60%까지 낮출 수 있으며 다른 유형의 환경 영향을 크게 줄일 수 있다는 것입니다. 그러나 가장 유리한 시나리오에서도 전기 항공기 배터리에 주로 사용되는 희귀 금속으로 인해 광물 자원이 약 50% 더 부족하다는 점에서 절충점이 있습니다.”라고 Rickard Arvidsson은 말합니다. 전기 자동차와 마찬가지로 전기 항공기는 새 비행기일 때 기후 측면에서 상대적으로 더 나쁩니다. 배터리 생산에 많은 에너지와 자원이 소비되기 때문입니다. 그러나 시간이 지남에 따라 전기 항공기와 배출가스 없는 전기 추진의 이점이 실현되면서 상대적인 영향은 줄어들 것입니다. 전기 비행기를 오래 사용할수록 환경에 더 큰 영향을 미치고, 결국에는 ‘손익분기점’에 도달하게 됩니다. 약 1,000시간의 비행 시간이 지나면 전기 항공기는 기후 영향이 낮다는 측면에서 화석 연료 항공기를 추월하고 그 이후에는 전기 항공기가 환경에 더 좋습니다. 이는 비행 시간당 이산화탄소 등가량인 CO2 eq/h로 측정되며, 친환경 에너지를 사용하기 위한 최적의 조건에 해당합니다. 따라서 이후의 사용은 기존 항공기에 비해 “기후적 이점”이 될 것입니다. 항공기의 예상 수명은 손익분기점의 4배에 달하는 최소 4,000시간이다. “그러나 리튬이온 배터리의 수명은 전기 항공기와 화석 연료 항공기가 거의 동일한 광물 자원 부족률을 갖기 위해서는 약 두 배 더 길어야 합니다. 또는 에너지 저장 용량을 두 배로 늘려 두 팩 중 하나만 동일한 비행 시간 동안 기내에 휴대할 수 있습니다.”라고 해당 연구의 다른 저자 중 한 명인 선임 연구원 Anders Nordelöf는 말했습니다. 보다 친환경적인 미래를 위한 새롭고 향상된 배터리 이 연구에서 연구자들은 전기 항공기의 수명 주기에 미치는 영향을 줄이기 위한 핵심 단계로서 배터리의 추가 개발에 대해 논의합니다. 이 연구가 이미 수행되었기 때문에 항공기 모델 제조업체는 배터리 수명을 3배 연장하는 데 성공했습니다. 새로운 배터리 기술은 기후 영향과 광물 자원 부족을 모두 개선할 수 있습니다. “리튬 이온 배터리는 전기 항공기의 환경 성능을 개선하고 화석 연료를 사용하는 것보다 훨씬 더 바람직하게 만들기 위해 계속 개발되고 있습니다. 리카드 아르비드슨 연구원은 “리튬-황 배터리 등 전기 항공기에 장기적으로 적용할 수 있는 새로운 배터리 기술도 개발되고 있지만 아직은 기술 개발 초기 단계”라고 말했다.
