일상이 된 전기차… 전기항공기는 언제쯤 상용화될까

오랫동안 상상으로만 존재하던 기술이었던 전기차는 어느새 우리 일상에 친숙한 한 부분이 됐다. 2010년대 이후 급격한 기술 발전 속에 대중화까지 성공한 덕분이다. 내연기관 자동차의 배출가스가 지구온난화의 주범 중 하나로 꼽힌 것도 전기차 기술 발전을 더욱 가속화시켰다. 대부분 기차가 환경 문제로 오래전 전기화가 이루어진 데 이어 오래지않아 자동차도 구동기관이 전기로 완전 전환될 것으로 보인다.

그렇다면, 항공기는 어떨까. 세계가 글로벌화되며 교통수단으로서 항공기의 비중이 나날이 커지고 있지만 항공기 전기화는 아직 걸음마 단계다. 아직 배터리 기술이 발전하지 못한 탓이다. 비행기는 배터리가 허용하는 주행거리가 짧더라도 활용할 수 있는 자동차와 달리 충분한 주행거리가 확보되지 않으면 아예 상업화 자체가 힘들다. 미국 기술전문매체 ‘MIT 테크놀로지 리뷰’는 지난 2022년 “현재 기술로는 전기항공기로 승객 수십 명을 태우고 약 50㎞ 정도 운항하는 것이 안전하게 운항할 수 있는 한계”라며 “전기항공기의 미래는 결국 배터리 기술의 발전에 달려 있다”고 분석한바 있다.

그래도 투자와 연구는 활발히 이루어지고 있다. 자동차업계만큼 항공업계에도 온실가스 배출을 줄여달라는 요구가 지속적으로 이어지고 있기 때문이다. 연료 소모가 많은 제트엔진이 항공기술의 주류이고, 온실가스 배출이 적은 지속 가능한 항공 연료의 생산량이 충분치 않은 상황에서 항공기의 전기화는 항공업계가 온실가스 배출을 줄일 수 있는 가장 획기적인 해결책이다.

하트에어로스페이스가 개발 중인 ES-30의 상상도. 하트에어로스페이스 제공

전세계의 스타트업들이 이 해결책을 찾기 위해 나섰다. 이중 가장 주목받는 기업은 ‘하트에어로스페이스’. 2018년 스웨덴에서 문을 연 기업으로 빌 게이츠의 기후펀드인 ‘브레이크스루에너지벤처스(BEV)’가 투자에 참여해 화제를 모았다.

당초 순수전기로만 움직이는 19인승 항공기를 개발하던 하트에어로스페이스는 2022년 이 계획을 포기하고 현재는 현재 하이브리드형 항공기를 개발하고 있습니다. 일반 엔진과 배터리를 결합한 30인승 항공기 ‘ES-30’이 개발 중으로 순수 전기만으로는 200㎞를 비행할 수 있고, 하이브리드로 전환하면 400㎞까지 비행 가능하다. 이미 에어캐나다, 스칸디나비아항공, 에어뉴질랜드 등 주요 항공사로부터 사전 주문을 받은 상태로 2028년까지 유럽항공안전청(EASA)으로부터 ES-30의 안전성을 획득하고, 같은해 해당 기종을 상용화하는 것이 목표다. 

더 많은 승객을 태울수 있는 여객기에 대한 연구도 진행 중이다. 미국 CNN방송은 최근 네덜란드의 스타트업 엘리시안을 소개했다. 이 기업은 10년 이내에 약 800㎞의 비행거리와 90명의 승객이 탑승할 수 있는 공간을 갖춘 순수 전기여객기를 상업적으로 생산하는 것을 목표로 한다. 단거리 국내선에서는 충분히 상업적으로 활용할 수 있는 운항거리와 승객수송량이다. 

네덜란드 스타트업 엘리시안이 개발 중인 순수전기 항공여객기의 상상도. 엘리시안 제공

전기만으로 더 많은 승객을 태우고 장거리를 날아가려면 더 많은 혁신이 필요하다. 엘리시안의 설계 및 엔지니어링 디렉터인 레이나드 드 브리스는 “많은 전문가들은 합리적인 항속거리와 탑재량을 확보하려면 2050년 이후에나 가능한 배터리 기술이 필요하다고 말한다”면서 “하지만 우리는 현재의 배터리 기술로 어떻게 하면 최대 비행거리를 확보할 수 있을까 고민했다. 올바른 선택을 한다면 대부분의 연구에서 주장하는 것보다 배터리로 구동되는 전기 항공기로 훨씬 더 멀리 비행할 수 있다”고 밝혔다.

이를 위해 기존 여객기의 엔진을 전기화하는 대신 아예 전혀 다른 디자인의 여객기가 구상중이다. 탑재할 수 있는 배터리의 비중을 최대로 키우고 배터리 이외 구조의 무게 비중은 획기적으로 낮추기 위해서다. 특히, 주목할 부분은 가장 가벼워야 하는 날개 부분에 배터리가 탑재된다는 점이다. 드 브리스는 “이 여객기는 훨씬 더 크고 무겁지만 (큰 배터리 덕분에) 이전에  사람들이 생각했던 것보다 훨씬 더 멀리 날 수 있다”고 밝혔다. 

이 외에도 전 세계 다양한 스타트업들이 전기 여객기를 향한 꿈에 도전하고 있다. 영미 합작기업인 제로에비아는 두 개의 수소 전기 엔진으로 구동되는 19인승 비행기를 성공적으로 시험 비행했으며, 2025년 말 취항을 목표로 하고 있다. 이스라엘에 본사를 둔 이비에이션도 2027년 취항을 목표로 하는 운항거리가 250해리(약 450km)인 완전 전기 9인승 통근용 비행기의 비행테스트를 마쳤다.  

다만, 이 모든 도전이 성공해 전기차처럼 전기 여객기가 일상이 되려면 아직 많은 난관이 기다리고 있다. 컨설팅기업 애비에이션 밸류의 항공 분석가인 게리 클리클로우는 “모든 신기술은 기존 항공기만큼의 안정성을 확보했는지에 대한 설득력 있는 사례를 제시해야 한다”면서 “기술 자체 외에도 부품 공급과 항공 인력 훈련 지원이 안정적으로 이루어지고 충전 시설도 충분히 확보돼야 하는 등 과제가 엄청나게 많다”고 분석했다. 

서필웅 기자 seoseo@segye.com