IATA, 2050년까지 항공기 배출 50% 감축 … 일본, 파일럿 설비 실증

일본은 탄소 리사이클로 생산한 연료 실용화와 관련해 2030년 고부가가치 바이오 제트연료를 도입하고 2050년 이후에는 범용적인 가스, 액체연료로 확대하는 전략을 추진하고 있다.
바이오 제트연료는 탄소 리사이클 기술 가운데 실용화가 가장 가속화되고 있다.
민간기구인 국제항공운송협회(IATA)는 2050년 항공기의 이산화탄소 배출량을 2005년에 비해 절반으로 감축하겠다는 목표를 세우고 있으며, 유엔(UN) 산하 국제민간항공기구(ICAO)는 바이오 제트연료 도입과 크레딧 구입에 따른 이산화탄소 배출량 감축을 2021년부터 자율적으로 규제하고 2027년부터 의무화할 계획이다.
NEDO는 2017년 미세조류 및 목질계 바이오매스 베이스 바이오 제트연료 개발 프로젝트를 시작했다.
IHI와 고베(Kobe)대학은 Chitose Laboratory와 공동으로 진행한 기초연구 성과를 토대로 미세조류 보트리오코커스(Botryococcus)를 이용한 바이오 제트연료 생산기술을 개발하고 있다.
미세조류는 단위면적당 오일 생산량이 옥수수의 31배, 팜유의 4배에 달하며, 특히 보트리오코커스는 중량의 50%가 넘는 탄화수소유를 함유하고 있다. 태양광과 이산화탄소만으로 생육할 수 있고 공장 폐가스를 그대로 사용할 수 있으며 이산화탄소를 포집할 필요가 없다.
IHI와 고베대학은 타이에 1만500평방미터의 파일럿 실증설비를 건설해 일관생산 프로세스로 실증을 시작했으며 앞으로는 정량적으로 얼마나 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있는지 LCA(Life Cycle Assessment) 관점에서 평가할 방침이다.
목질계 바이오 제트연료 일관생산 기술 개발에 참여하고 있는 미츠비시전력(Mitsubishi Electric), 도요엔지니어링(Toyo Engineering), JERA, 우주항공연구개발기구(JAXA)는 2020년 3월 JERA의 신나고야(Shinnagoya) 화력발전소에 실증설비를 건설했다.
미츠비시전력의 고성능 분류상(Entrained-Bed) 가스화 기술과 도요엔지니어링의 마이크로 채널 FT 합성기술을 조합한 프로세스로 실증설비의 일일 생산능력은 합성가스 0.7톤, 바이오 제트연료 27리터이며 이밖에 나프타(Naphtha), 경유도 부생하는 것으로 알려졌다. 
바이오 제트연료를 민간 항공기에 탑재하기 위해서는 국제규격인 ASTM D7566 인증 취득이 필요함에 따라 IHI, 미츠비시전력-도요엔지니어링 외에 미세조류인 연두벌레 베이스 연료를 개발한 유글레나(Euglena)가 인증을 취득했다.
일본 정부는 3개 그룹이 개발한 바이오 제트연료를 이용해 상용 시험비행을 실시할 예정이다.
Chitose Laboratory는 2020년 10월 NEDO 프로젝트에 채택돼 말레이지아의 사라왁(Sarawak)에서 현지 연구기관 및 전력기업과 공동으로 조류의 장기 대규모 배양기술 개발을 추진하고 있다.
약 5헥타르 부지에 플렉서블(Flexible) 플래스틱 필름형 PBR(Photobioreactor) 기술을 채용한 설비를 건설해 발전소 폐가스로 실증을 진행하고 있으며 열대기후에서 배양한 노하우를 활용해 5년 이내에 20-30헥타르로 확대할 방침이다.
PBR 외에도 튜브형, 레이스웨이 폰드형 배양설비를 개발하고 있어 조류 및 환경에 맞추어 설비를 설계할 수 있다.
조류산업을 확립하기 위해서는 부산물을 활용할 필요가 있어 사료, 화학제품, 플래스틱 생산 프로세스까지 개발하고 있는 것으로 알려졌다.
Chitose Laboratory는 NEDO가 바이오 제트연료 연구의 근거지로 삼고 있는 일본 미세조류기술협회(IMAT) 운영에 참여함과 동시에 산업 확립에 앞서 관련기업, 대학, 지방자치단체 등이 참여하는 조직 설립도 준비하고 있다. (J)