본문 바로가기
News/기후변화-환경

시간을 사는 초음속 여객기 부활 임박, 환경규제는 해결했을까?

by R.E.F 16기 곽준우 2020. 5. 25.

시간을 사는 초음속 여객기 부활 임박, 환경규제는 해결했을까?

R.E.F 16기 곽준우

"시속 2450km/h, 런던~뉴욕 3시간 30분"

 

이것은 과거 한 여객기의 스펙이다. 지금 런던에서 뉴욕까지 가는데 7시간 30분이 걸리는데 과거에는 무려 4시간이나 빨리 갈 수 있었다니 그동안 무슨 일이 있었던 것일까?

과거 '콩코드'라 불리는 초음속 여객기가 존재했다. 영국과 프랑스가 공동으로 개발한 여객기로 1969년 3월 첫 비행을 하였다. 여객기로써 세계 최초로 마하 1(1224km/h), 음속을 뛰어넘었으며 최고 속도는 무려 마하 2(2448km/h)에 달했다. 일반 여객기가 시속 800~900km/h로 날고 있을 때 2배 이상의 속도로 날았으니 그야말로 꿈의 비행기였다. 하지만 현재 지구상에는 탈 것 중 음속보다 빠른 것은 로켓 그리고 전투기뿐이다.

 

자료1. 비행하는 콩코드

출처: Airliners, Ed Groenendijk

빠르기만 빨랐어, '콩코드 효과'를 남기고 역사 속으로

음속보다 2배 빠른 속도 하나만을 위해 콩코드는 여러 문제를 감안해야 했다. 일반 항공편의 퍼스트 클래스보다 3배 이상, 이코노미석 요금의 15배에 달하는 비싼 요금과 음속을 돌파하기 위해 시간당 25,629L를 소비하며 일반 여객기의 3배에 달하는 연료 소모 그리고 음속을 돌파할 때 발생하는 소닉붐으로 인한 굉음. 그 밖에 좁은 좌석으로 인한 불편함, 막대한 유지 보수 비용, 공기 마찰로 인한 기체의 온도 상승 등이 있다.

그럼에도 상류층의 수요로 콩코드는 꾸준히 운행되고 있었다. 하지만 1970년대 오일쇼크로 인해 원유 가격이 4배 가까이 치솟고, 2001년 9.11테러의 영향으로 항공수요가 줄자 항공업계의 수익성이 크게 떨어지게 된다. 비싼 요금과 대량의 항공유를 요구하는 콩코드는 경제적 타격이 보다 컸었다. 그리고 무엇보다 2000년 7월 한 건의 추락 사건이 전원 사망의 참혹한 결과를 불렀고, 사람들은 불안에 떨며 콩코드를 기피하게 되자 더 이상 운영하기 힘든 수준까지 이른다. 그렇게 2003년 7월 마지막 비행을 마치고 27년간의 서비스를 종료하며 역사 속으로 사라지게 된다. 사람들은 손실인 걸 알면서도 그동안 투자한게 아까워 그만두지 못하는 현상을 콩코드의 상황에 빗대며 '콩코드 효과'란 경제적 용어로 남기게 되었다.

 

자료2. 사고당시 화염에 휩싸인 콩코드

출처: 아이티동아

교통 혁명을 일으킬 초음속 여객기 다시 부활한다

5G와 같이 더 빠른 인터넷 속도를 바라듯이 더 빠른 이동수단의 개발은 과학기술 발전에 비례해 당연한 것일지도 모른다. 콩코드가 은퇴한 지 17년, 그 동안 공학자들은 초음속 여객기에 대한 연구 및 개발을 멈추지 않았고 이제는 콩코드의 후예를 선보이려 한다. 그런데 시간이 지나 온실가스로 인한 기후변화가 심각해지면서 세계를 위협하는 시점에 어떤 산업이든 강한 규제를 받고 있다. 항공분야 또한 마찬가지인 상황. 현재 소음규제 및 탄소배출규제를 고려해 볼 때 콩코드는 전 세계 민간 공항에서 운항할 수 있는 곳이 거의 없다. 과연 차세대 초음속 여객기는 기후변화 문제를 극복할만한 기술력을 갖추었을까 

 

자료3. 차세대 여객기 스타트업 Boom의 Overture 그래픽

출처: Boom Supersonic

ICCT(국제 청정 교통위원회) 주장 

2018년 7월 ICCT 비행 프로그램 감독과 연구진들은 초음속 여객기(SST) 모델링을 분석하여 초음속 여객기와 기존의 일반 여객기의 CO2 배출량을 비교하였다. 모델링에 대한 요소는 초음속 여객기 스타트업 Boom이 공개한 정보를 주로 사용하여 결정하였다. 모델링 분석 결과, 질소산화물과 이산화탄소의 한계를 각각 40%, 70% 초과한 것으로 추정되며 초음속 여객기가 기존의 아음속 여객기에 대한 기존 표준을 준수할 가능성이 낮음을 시사하였다. 초음속 여객기는 대표적인 노선에서 일반 여객기보다 승객당 5~7배 많은 연료 소모할 것으로 추정된다. 결과는 좌석 등급, 구성 및 경로에 따라 다른데, 최근 인증된 일반 여객기에 비해 비즈니스 클래스 기준으로 승객당 3배 많은 연료 연소, 최악의 경우 이코노미 기준으로 9배 많은 양을 연소하면서 기후변화에 악영향을 끼칠 것으로 예상된다.

 

자료4. 뉴욕-런던, 샌프란시스코-나리타, 로스앤젤로스-시드니 노선의 이코노미석과 비즈니스석 기준으로 나타낸 승객당 연료 소모량

출처: ICCT(The International Council On Clean Transportation)

2019년 ICCT(국제 청정 교통위원회)는 유명한 초음속 여객기 스타트업이 구상하는 시나리오로, 2035년 500개 도시에 초음속 여객기 2000대 도입 시 발생하는 CO2 결과를 분석하였다. 발표한 논문에 따르면 항공 스타트업이 개발하는 초음속 여객기가 도입될 때 2035년까지 심각한 환경오염을 초래할 수 있다고 경고한다.

2000대의 초음속 여객기는 연간 9600만 톤 CO2를 배출할 것으로 추정되며 이는 일반 여객기보다 승객당 5~7배 많은 연료 양이다. 세계 항공분야는 2015년 에너지 사용으로 인한 CO2를 6번째로 많이 배출했으며, 현재 상업용 항공기로 인한 온실가스 배출과 대기오염은 계속해서 증가하고 있다. 여기에 초음속 여객기의 추가는 지구 평균 온도 상승폭을 1.5도 이하로 하기 위한 노력에 악영향을 미칠 것으로 보인다. ICCT는 25년 동안 초음속여객기의 CO2 배출량은 금세기 모든 국제 항공편이 방출하는 CO2의 1/5에 해당할 것으로 예상했다.

 

차세대 초음속 여객기 개발을 선두하는 스타트업들의 주장

Boom Supersonic

Boom은 초음속 여객기 개발에 가장 앞장선 스타트업으로 2025~2027년에 초음속 여객기 Overture를 선보일 예정이다. Boom은 2019년 6월 지속가능한 대체연료 분야에서 혁신적인 기업 중 하나인 Prometheus Fuels와 XB-1 시험 프로그램 중 탄소중립형 제트연료 공급을 위한 파트너십을 발표했다. Prometheus의 기술은 이산화탄소를 공기에서 제거하고 환경친화적인 전기를 사용하여 그것을 제트 연료로 바꾼다. 이 과정에서 사용되는 전기는 태양열이나 바람과 같은 재생 가능한 공급원에서 나오기 때문에 연료 사용으로 인한 순수 탄소 배출은 없다는 장점이 있다. Boom은 2019년 1월, 지속가능한 항공연료(SAF)를 이용한 XB-1 엔진을 가동하는 등 일련의 지상 시험에 성공했다. 80% 이상의 지속 가능한 연료가 혼합된 이 테스트는 XB-1이 미래의 지상 및 시험 비행에서 안전하게 SAF를 사용할 수 있다는 확신을 회사에 주었다. 한편 현재 Boom은 Webby Award 수상 후보에 오르며 세계에 자사의 초음속 여객기를 알리는 등 많은 사람들의 관심 속에 놓여있다.

*XB-1은 XB-1은 boom의 최종 목표인 초음속 여객기 Overture를 위한 시승 비행기

 

자료5. 엔진 테스트 중인 Boom

출처: Boom Supersonic

Aerion Supersonic

Aerion은 인류에게 아무리 유익한 것이라도 미래 세대를 위한 환경보호를 해야 한다고 주장하며 친환경적인 상업용 초음속 제트기 개발에 박차를 가하고 있다. 항공기 엔진 개발기업 GE와 협력하여 현대식 비연소형(non afterburning) 초음속 제트 엔진을 개발하였는데, 순수 합성 연료로 작동함으로써 온실가스 배출량을 최대 80%까지 감소함을 확인했다. 또한 2036년까지 1억 그루의 나무를 심는 프로젝트를 통해 탄소배출량을 상쇄할 것이라는 입장을 밝혔다. 여기서 1억 그루의 나무 공약은 AS2의 전체 수명에 걸친 총 시장 전망과 예상 이용률을 기반으로 하였고, 자사의 초음속 여객기가 방출하는 CO2 배출에 대해 책임지려는 모습을 비췄다.

Spike Aerospace

Spike는 2019년 ICCT가 발표한 초음속 비행이 환경에 미치는 영향에 대한 연구를 근거 없는 가정이라 강하게 비판했다. 또한 상업용 초음속 제트기는 환경을 훼손하기 위해 나온 것이 아니며, 자사의 제트기가 그들이 설명하는 시나리오를 야기하지 않도록 하기 위해 노력하고 있다고 주장했다. Spike Aerospace CEO인 빅 카초리아는 "환경이나 공동체의 피해를 입고 기술이나 교통을 발전시키는 것은 전적으로 받아들일 수 없다고 생각한다"라고 입장을 밝혔다.
한편 Spike Aerospace는 첨단 초음속 제트기(Spike S-512)를 설계하고 있으며, 배기가스 최소화, 연비 및 경제성 극대화, 공항 구역 주변의 소음 감소 등을 약속하고 있다.

 

자료. Spike Aerospace의 초음속 제트기 S-512  구상도

출처: Spike Aerospace

과학 발전에 대한 공학윤리적 관점이 필요한 때

초음속 여객기가 가져다주는 매력적인 부분은 분명 갖고 있다. 이동시간을 절반으로 감축, 지구 자전보다 빠른 속도, 높은 고도에서의 비행으로 위는 우주와 아래는 지구를 볼 수 있는 절경. 하지만 이런 매력적인 포인트를 감수했던 예전과 달리, 현재 온실가스로 인한 기후변화가 매년 피부로 와닿으며 심각한 상황에 이르렀다. 항공 부문은 세계 이산화탄소 배출량의 약 2~4 %를 차지하고 있는데, 이는 도로 교통, 발소, 해운 교통보다 낮은 수치이지만 항공 운송의 확장으로 배출되는 온실가스의 양이 매년 속하게 증가하고 있다.

지금은 무조건적인 과학의 발전에 환호할게 아닌 공학윤리적 관점이 필요한 때며 한 쪽 방향으로 치우친 태도를 고쳐야 한다고 생각한다. 현재는 초음속 여객기의 등장을 앞두고 기후변화에 대한 우려스러운 시선이 많이 담겨있다. 그리고 우리는 초음속 여객기 개발로 인해서 소수 부자들의 만족을 위해 우리가 합법적이고 효율적인, 새로운 오염 방법을 주는 것이 아닌지 생각해볼 필요가 있다. 가진 자와 없는 자들 사이에 많은 짐을 짊어지는 것은 결국 없는 자들의 몫이다.


참고문헌

[서론]

1) 한종진, "꿈의 초음속 여객기, 콩코드는 왜 실패했나", Tech Holic, 2017.03.19, http://www.techholic.co.kr/news/articleView.html?idxno=61686#rs

2) 곽노필, "콩코드 탄생 50년…‘조용한’ 초음속 여객기가 온다", 미래&과학, 2019.02.25, http://www.hani.co.kr/arti/PRINT/883464.htmlhttp://www.hani.co.kr/arti/PRINT/883464.html

[빠르기만 빨랐어, '콩코드 효과'를 남기고 역사 속으로]

1) 조훈, "소닉붐 없는 초음속 비행에 도전한다", 한국항공우주산업, 2019.03.27, https://blog.naver.com/koreaaerospace2030/221498632246

2) Craig Freudenrich, Ph.D, "How Concordes Work", howstuffwork, https://science.howstuffworks.com/transport/flight/modern/concorde.htm

3) 김상진, "띄울수록 손해 '콩코드 굴욕'···초음속기 후배들, 타깃은 갑부", 중앙일보, 2020.02.21, https://news.joins.com/article/23711757

[교통 혁명을 일으킬 초음속 여객기 부활한다]

[ICCT(국제 청정 교통 위원회) 주장]

1) Anastasia Kharina, Tim MacDonald, Dan Rutherford, "Environmental performance of emerging supersonic transport aircraft", ICCT, 2018.07.17, https://theicct.org/publications/environmental-performance-emerging-commercial-supersonic-aircraft

2) Dan Rutherford, Brandon Graver, and Chen Chen, "The environmental and health impacts of a new generation of supersonic aircraft could be immense", ICCT, 2019.01.30, https://theicct.org/news/environmental-and-health-impacts-new-generation-supersonic-aircraft-could-be-immense

[차세대 초음속 여객기 개발을 선두하는 스타트업들의 주장]

- Boom Supersonic

1) Boom supersonic 공식 사이트, https://boomsupersonic.com/contact#faq-section

2) Boom supersonic 공식 사이트, https://boomsupersonic.com/sustainability

3) John Stavinga, "Boom Supersonic Announces First Fully Carbon-Neutral Aircraft Program, XB-1", GlobeNewswire, 2020.02.24, https://www.globenewswire.com/news-release/2020/02/24/1989354/0/en/Boom-Supersonic-Announces-First-Fully-Carbon-Neutral-Aircraft-Program-XB-1.html

4) Greg Waldron, "​PARIS: Boom XB-1 schedule slips, while JAL eyes Overture", Flight Global, 2019.06.19, https://www.flightglobal.com/strategy/paris-boom-xb-1-schedule-slips-while-jal-eyes-overture/133222.article

5) Webby Award 공식 사이트, https://vote.webbyawards.com/PublicVoting#/2020/websites/general-websites/corporate-communications

- Aerion Supersonic

Aerion Supersonic 공식 사이트, 2020.04.22, https://www.aerionsupersonic.com/post/how-aerion-is-creating-a-sustainable-supersonic-future/

- Spike Aerospace

Spike Aerospace 공식 사이트, https://www.spikeaerospace.com/environmental-reports-on-supersonic-flight-based-on-unfounded-assumptions/

Spike Aerospace 공식 사이트, https://www.spikeaerospace.com/supersonic-flight-and-the-environment/

[과학 발전에 대한 공학윤리적 관점이 필요한 때]

 

 

댓글25

  • 흥미로운 기사 잘 읽었습니다.
    소닉붐에 대한 해결책은 아직 제시되지 못한 것인 가요?
    답글

    • 기후변화에 관련지어서 일부러 소닉붐에 대한 이야기는 다루지 않았습니다! 현재 비행기의 구조적인 특징을 살려 저소음을 내는 기술이 많이 발달하였고, 소닉붐 문제점을 해결 가능한 수준에 도달하였습니다!

  • 제 주변에 항공쪽 종사자가 있어서 유난히 관심이 갔던 제목이었어요! 요새는 항공기와 항상 연관지어 나오는게 친환경인 것 같아요. 스카이스캐너에서도 에코였나 이산화탄소 절감 비행은 따로 알려주기도 했었던 것 같고요.
    일반 민항사의 경우 워낙에 항공기가 비싸다보니 노후했더라도 교체하기 어렵고 여러모로 친환경과는 좀 거리가 먼 것 같아요. 기사에서 나온 것처럼 대중들과 민항사에까지 적용될 수 있는 날이 왔으면 좋겠습니다! 잘 읽었어요:)
    답글

  • 초음속 비행기가 있었다는 걸 오늘 처음 알았는데 흥미롭네요!!!!
    점점 빠른걸 요구하는 시대로 변하고 있지만 환경 오염을 생각한다면, 속도를 조금 늦췄으면 좋겠네요...!
    장 읽었습니다!!!
    답글

    • 보드게임 중 브루마블에 비행기 칸이 콩코드 여객기라는 사실을 기억해낸다면 아마 '아~' 할거란 생각이 드네요!
      정말 타보고 싶은 초음속 비행기지만 기후변화를 생각하면 망설여지는 기술입니다 ㅠ 읽어주셔서 감사합니다~

  • 저번에 쓰신 비행운 관련 기사도 그렇고 항공 쪽에 관심이 많으신가봐요! 현재도 항공 부문에서의 이산화탄소 배출량이 증가하고 있는 추세인데 초음속 여객기의 배출량을 많이 줄인다고 해도 우려되는건 어쩔 수 없는 것 같아요..ㅠ 기사 재밌게 잘 읽었습니다!
    답글

    • 은경님 말처럼 갈수록 이산화탄소 배출이 늘어나는 시점에, 초음속 여객기가 이산화탄소 배출량을 줄이는 노력을 한들 과연 상용화가 될지 미래가 궁금해지네요~ 재밌게 읽어주셔서 감사합니다

  • 탄소 포집을 통해 제트 연료를 만드는 Prometheus’ technology가 흥미롭고, 다양한 산업에서의 향후 전망이 궁금합니다. 환경 영향을 낮추기 위한 기술개발과 함께 나무를 심는 등 자사 환경영향에 책임지는 다양한 방식이 있다는 것을 알았네요. 좋은 기사 잘 읽었습니다.
    답글

    • 저 또한 탄소포집을 통해 제트 엔진을 만드는 기술이 있다는 것을 알게 되었을 때 많이 놀랐습니다!! 이 기술이 상용화가 가능할 때는 초음속 여객기가 아니라 보다 친환경적인 전기 비행기에도 적용 가능하지 않을까 생각해봤어요! 읽어주셔서 감사합니다~!

  • 초음속 여객기 정말 재밌게 읽었습니다!!
    과연 소수를 위해 새로운 환경오염을 감수해야 하는지와
    신기술에 대한 무조건적인 환호보다는 윤리적 태도를 갖춰야한다는 것에 공감하고 갑니다
    답글

  • 과거에 저렇게 빠른 비행기가 있었다니 신기하네요. 친환경 초음속 여객기는 아직 개발 중에 있지만, 만약 개 발에 성공할 경우 상업화하는 과정에서 환경외에 다른 문제점은 없을지 궁금합니다. 기사 잘 읽었습니다!
    답글

    • 환경외에 다른 문제점으로는 상대적으로 100여 명의 적은 고객 수를 태우기 때문에 요금이 비즈니스석 기준이 될 것이라 보고 있습니다. 그래서 부자들만 사용하게 되지 않냐는 불평등 문제가 다소 목소리를 내고 있습니다. 그 이외에는 소음 공해로 인한 문제점이 있지만 현재 저소음 기술이 상당히 발전하여 큰 무리가 없을 것으로 보입니다! 읽어주셔서 감사합니다~

  • 정말 매력적인 비행기에 대한 매력적인 기사네요!
    평소 항공 쪽에 관심이 부족했는데 재미나게 읽었습니다 :)
    공상 영화에 나오듯 흥미로운 기술이지만 굳이 환경파괴를 무시하면서까지 무리하게 상용화 할 필요는 부족해보이네요.
    3가지의 초음속 여객기 스타트업 기업에 대해 소개해주셨는데
    Spike 사도 친환경 엔진을 개발중이거나, 시행하고자 한다면 어떤 엔진 기술일지 알고싶습니다! :)
    답글

    • 읽어주셔서 감사합니다!
      Spike 사는 현재 대기과학자 팀을 따로 꾸려 지구온난화와 대기에 영향을 최소화하는 대안을 찾고 있는 상황입니다.
      지구온난화 보다는 초음속 여객기의 가장 큰 문제점이였던 소닉붐, 즉 큰 충격파를 없애 저소음 기술을 갖추는 것에 초점을 맞추고 있습니다!!

    • 아하 Spike사는 소닉붐에 초점을 맞추고있군요. 환경오염 문제와 소닉붐 문제 모두 해결되어 초음속 여객기가 날 수 있으면 좋겠네요!
      친절한 답변 감사합니다 😁😁

  • 콩코드 여객기에 대해 알고있었기 때문에 더욱 흥미롭게 읽었습니다!! 환경 문제가 해결된다면 가격문제가 있긴하겠지만 그 가격을 감수하고서라도 시간을 살 사람은 많다고 생각하기때문에 환경에 대한 문제가 빨리 해결되면 좋겠네요!!!
    답글

    • 맞아요!! 사업가나 회사 CEO 등 시간을 보다 중요시하고 필요하는 사람들은 과거에도 초음속 여객기를 애용했듯이 미래에도 초음속 여객기가 나온다면 애용할 거라 생각합니다!! 환경 문제가 해결되면 저도 꼭 타보고 싶은데요, 일반인들은 한 번 타는 것도 큰 부담이 되는게 아쉬울 따름입니다

  • 우와 글 도입부부터 시작해서 글 자체도 너무 재밌는데 찬반 의견을 전부 알려줘서 정보성도 짙고 완성도까지 높은 글이네요!! 흥미롭게 잘 읽었습니다 매력적인 기사!
    답글

  • 결론에 대한 내용이 적극 공감이 갑니다..."지금은 무조건적인 과학의 발전에 환호할게 아닌 공학윤리적 관점이 필요한 때며 한 쪽 방향으로 치우친 태도를 고쳐야 한다고 생각한다. "부분과 "가진 자와 없는 자들 사이에 많은 짐을 짊어지는 것은 결국 없는 자들의 몫이다." 이 부분에서 가장 많은 공감을 가졌고 콩고트 여객기에 대해서 저는 처음 접해보는 것이었어서 흥미롭게 잘 읽었습니다.!!!!
    답글

    • 뜻하지 않게 제 글이 혜인님에게 많은 공감을 샀네요 흐헷 공감을 얻은만큼 기사가 기억에 남았으리라 생각합니다~~ 읽어주셔서 감사합니다!!

  • 기사 잘읽었습니다! 논문을 기반으로 한 매우 전문적인 글을 이렇게 보기 쉽게 기사로 나타내주셔서 감사합니다! 환경오염과 속도, 콩고드는 그 사이를 가르고있는 양날의 검과 다름없네요! 미래의 비행체는 어떠한 모습을 갖출지 의문이 들게 하는 기사네요!
    답글

    • 제 수고를 알아주셔서 감사합니다 ㅎㅎ 양날의 검!! 아주 적절한 표현인 것 같네요!😀 미래에는 더 발전한 이동수단이 나올텐데 저도 어떤 형태의 비행기가 나올지 기대됩니다~