탄소배출 없는 꿈의 ‘전기 항공기’ 가능할까… 대안으로 떠오른 ‘하이브리드 항공기’ [모빌리티&라이프]

순수 전기 항공기는 아직 소형기 머물러
30인승 하이브리드 항공기 상용화 눈앞

[편집자주] ‘모빌리티&라이프’는 자동차, 항공기 등 전통적인 이동수단부터 도심항공모빌리티(UAM), 마이크로모빌리티 등 새로운 이동수단까지 다양한 탈 것을 다루는 코너입니다. 차에 대한 다양한 궁금증과 트렌드를 알려드리고, 모빌리티에서 누릴 수 있는 새로운 경험을 전해드립니다. 

 

전기로 이착륙과 비행을 하는 항공기 CX300. 베타 테크놀로지스 제공

하이브리드(혼종) 항공기는 하이브리드 차량과 같이 모터와 엔진, 전기와 연료를 모두 사용하는 항공기를 뜻한다. 전기차 ‘캐즘’(일시적 수요 정체) 시기에 떠오른 하이브리드차처럼, 전기 항공기로 가는 중간 단계로서 하이브리드 항공기가 주목받고 있다. 

◆최대 400㎞ 나는 전기 항공기 나왔지만

지난달 노르웨이 베르겐 하늘에 순수 전기 항공기가 등장했다. 미국 항공우주회사 베타 테크놀로지스가 제작한 앨리아(모델명 CX300)라는 이름의 이 항공기는 전기를 동력원으로 사용하고 전통적인 방식의 활주로 이착륙을 하는 eCTOL이다. 앨리아는 배터리 전원만으로 55분 동안 약 160㎞를 비행했다.

항공기 조종사 제레미 드가뉴는 BBC 방송에 “차량으로 운전을 하면 4시간 30분이 걸리는 경로지만, 비행으로 52분 만에 통과했다”고 말했다. 

노르웨이의 저공해 항공 구축 계획 일환으로 앨리아는 향후 몇 달 동안 이 지역에서 시험 비행을 수행할 예정이다. 앨리아는 전기차처럼 전원을 연결해 40분 이내에 충전을 완료할 수 있으며, 한 번 충전으로 최대 400㎞를 날 수 있다. 최대 5인승으로, 560㎏의 화물을 운반할 수 있도록 설계됐다. 앞서 지난 6월에는 승객을 태우고 뉴욕 JFK 공항에 착륙하는 첫 전기 시범 비행도 성공적으로 마쳤다. 

베타 테크놀로지스는 올해 해당 항공기에 대한 미국 인증을 받는 것이 목표다. 

숀 할 베타 테크놀로지스 최고수익책임자(CRO)는 “항공우주 분야의 다음 주요 돌파구는 전기 추진력을 바탕으로 이루어질 것이라고 확신한다”며 “운영 비용을 크게 낮출 수 있으며 탄소 배출 관점에서 유익하다”고 말했다. 

전기 항공기 배터리 충전·열관리 시설. 베타 테크놀로지스 제공

항공산업은 전 세계 온실가스 배출량의 약 3%를 차지하는 대표적인 고탄소 배출 산업으로 꼽힌다. 전기를 사용해 탄소 배출을 줄이려는 시도가 계속되고 있지만 배터리 기술의 한계 등으로 아직 소형 기체를 활용해 한정된 용도로 활용하는 단거리 비행 수준에 머무르고 있다.

슬로베니아의 피피스트렐 벨리스 일렉트로는 전기 항공기로 2020년 세계 최초로 완전 인증을 받았다. 다만 승객을 실어나르는 용도가 아닌, 훈련용으로 제한적으로 사용되고 있다. 

보잉과 함께 세계 양대 항공기업인 에어버스는 전기 항공기 사업에 뛰어들었다가 지난 1월 무기한 보류 선언을 했다. 

가이 그래튼 크랜필드 대학 항공·환경학과 교수는 “전기 항공기는 지난 20년 동안 크게 개선되지 않았다”며 “전기 항공기가 이륙하려면 배터리 화학의 ‘혁명’이 필요하다”고 말했다. 

30인승 하이브리드 항공기 EX-30. 하트 에어로스페이스 제공

◆하이브리드 항공기로 이동하는 시대 오나

전기 항공기 개발이 더딘 사이 배터리와 연료를 모두 사용하는 하이브리드 항공기는 좀더 대중교통을 위한 상용화에 가까워지고 있다. 하이브리드 항공기는 탄소 배출과 이착륙 소음을 줄이는 전기 항공기의 장점과 비행 가능 거리가 긴 일반 비행기의 장점을 모두 활용할 수 있어 현실적인 대안으로 꼽힌다. 자동차 산업에서 전기차가 일시적 수요 정체 상태에 빠지며 하이브리드차가 떠오른 것과 비슷하다.

시장조사기관 글로벌 마켓 인사이트에 따르면 전세계 하이브리드 항공기 시장은 2024년 1억4000만달러에 달하며 2025년에서 2034년까지 연평균 23.4%씩 성장할 것으로 예상된다.

글로벌 마켓 인사이트는 보고서에서 “하이브리드 항공기는 열 엔진과 함께 전기 모터를 사용해 화석 연료 소비를 감소시킨다”며 “이는 전세계 규제 요구 사항과 환경 친화적인 승객과 기업을 만족시킬 수 있다”고 밝혔다.

항공 스타트업 하트 에어로스페이스는 30인승 항공기 EX-30을 개발해 내년 시험 비행을 앞두고 있다. 비행에 성공한다면 현존하는 가장 큰 배터리 구동 항공기가 된다. 이착륙은 전기를 사용하고 장거리 이동은 연료를 사용하는 하이브리드 항공기라는 점이 특징이다. 

해당 항공기는 전기만으로 200㎞를 비행할 수 있다. 하이브리드로 활용하면 30명의 승객을 실을 경우 400㎞, 25명의 승객을 실을 경우 800㎞까지 비행할 수 있다고 하트 에어로스페이스 측은 설명했다. 배터리 충전 시간은 30분이다.

또 다른 항공 스타트업 일렉트라는 제트 연료와 전기를 결합한 9인승 하이브리드 항공기를 2029년부터 도시 간 단거리 항공 운송 중심으로 운행할 예정이다. 베타 테크놀로지스 역시 하이브리드 항공기를 모델을 2023년에 제작해 향후 군용과 일반용으로 활용할 계획이다.

백소용 기자 swinia@segye.com