폐식용유 vs 폐플라스틱 vs CO2... 미래 항공연료의 새 주인공은?

폐식용유 vs 폐플라스틱 vs CO2... 미래 항공연료의 새 주인공은?

대학생신재생에너지기자단 27기 권준혁, 29기 송유빈, 30기 이준호, 최태현

항공 산업 탈탄소화의 핵심, 지속가능항공유(SAF) 

IATA(국제항공운송협회)에 따르면, 2024년 전 세계 항공산업이 배출한 이산화탄소(CO2)는 총 9억 4,200만 톤에 달했다. 이는 코로나 팬데믹 이전인 2019년(약 9억 1,500만 톤) 수준을 이미 넘어선 수치로, 항공 수요의 빠른 회복된 데 이어 항공 여행이 지속적으로 확대되고 있음을 보여준다. 실제로 IATA는 2026년 전 세계 항공 여객 수가 51억 명으로, 전년 대비 2.4% 증가할 것으로 전망하고 있다. 문제는 이러한 수요 증가가 일시적 현상이 아니라는 점이다. 신흥국 중산층의 확대와 항공 접근성 향상에 힘입어, 항공 수요는 앞으로도 구조적으로 우상향할 것으로 예측된다. 별도의 기술적 전환이 없다면 항공산업의 탄소 배출 역시 함께 늘어날 수밖에 없는 구조다.

이런 상황에서 자연스럽게 떠오르는 대안이 항공기 전기화다. 전기차 산업이 빠르게 성장한 만큼, 항공기 역시 배터리 동력으로 전환하면 되지 않겠냐는 기대가 나온다. 그러나 현재 기술 수준에서 항공기 전기화는 명확한 물리적 한계에 부딪힌다. 일반 항공유는 비행 중 연소되며 무게가 줄어드는 반면, 배터리는 비행 내내 무게가 그대로 유지돼 기체 설계에 추가적인 제약을 가해, 현재는 운항 가능 거리가 짧다. 반면 항공 탄소 배출량의 약 80%는 1,500km 이상의 중장거리 노선에서 발생한다. 다시 말해, 현재 전기화 기술만으로는 항공 탄소 배출의 큰 비중을 차지하는 중장거리 노선에 근본적으로 적용하기 어렵다는 뜻이다.

바로 이 지점에서 지속가능항공유(SAF, Sustainable Aviation Fuel)가 현실적인 대안으로 주목받는다. 기존 항공기 엔진과 인프라를 그대로 활용하면서도 생애주기 전체 탄소배출을 줄일 수 있다는 점에서, SAF는 중장거리 노선의 탈탄소화를 위한 가장 유력한 해법으로 꼽힌다. 그러나 아직 갈 길은 멀다. IATA 전망에 따르면 2026년 SAF 공급량은 약 240만 톤으로, 전체 항공 연료 소비량의 0.8%에 불과하다. 따라서 항공 산업이 2050년 넷제로 목표를 달성하려면 SAF 생산을 훨씬 많이 끌어올려야 한다. 이러한 상황에서 EU는 SAF 사용을 촉진하기 위해 ‘ReFuelEU Aviation’을 도입하여, EU 공항에서 공급되는 전체 항공유 중 SAF의 최소 비중을 2025년 2%에서 2035년 20%, 2050년 70%까지 단계적으로 확대하도록 의무화했다. 이처럼 강력한 정책 주도로 SAF 시장이 본격적으로 형성됨에 따라, SAF에 대한 수요는 향후 빠르게 증가할 것으로 전망된다.

그렇다면 항공 산업의 탈탄소화를 위한 핵심 연료로 주목받는 SAF는 구체적으로 어떤 원료를 이용해, 어떤 과정을 거쳐 만들어지는 것일까? 폐식용유, 폐플라스틱, 그리고 포집된 이산화탄소로부터 SAF를 생산하는 세 가지 대표적인 경로들에 대해 알아보자.

폐식용유로부터 만드는 SAF

현재 지속가능항공유(SAF)를 생산하는 여러 기술 가운데 가장 상용화가 앞선 방식은 폐식용유와 폐동물성 지방 등을 원료로 하는 HEFA(Hydroprocessed Esters and Fatty Acids) 공정이다. IATA에 따르면 향후 수년간 생산되는 SAF의 약 80%가 HEFA 방식에서 나올 것으로 예상되며, 현재 상업 규모로 운영되는 SAF 생산시설 역시 대부분 HEFA 기술을 이용하고 있다.

폐식용유가 SAF로 전환되는 과정을 이해하기 위해서는 먼저 ‘항공유’가 갖춰야 하는 특성을 살펴볼 필요가 있다. 항공기에 주로 사용되는 Jet A·Jet A-1 계열의 연료는 단일 물질이 아니라 대체로 탄소수가 C8~C16 범위인 여러 구조의 탄화수소의 혼합물이다. 항공유 내 각 물질이 어떤 비율로 혼합되는지에 따라 비열과 끓는점 등 열역학적 특성이 변화하게 되는데, 그러한 열역학적 특성을 비행기 운항에 적절한 규격으로 맞추는 것이 항공유 생산의 핵심이다. 항공기는 순항 중 매우 낮은 외기온도에 노출되기 때문에, 항공유는 저온에서 굳거나 결정화되지 않아야 하며, 동시에 엔진 내부에서는 높은 온도에 노출되므로 충분한 열적 안정성도 필요하다. 즉 폐식용유를 단순히 탄화수소로 전환하는 것만으로는 충분하지 않고, 생성물 내 탄소사슬 길이와 분자 구조의 분포를 실제 항공유의 열역학적 물성치에 맞게 조절해야 한다.

HEFA 공정은 이러한 조건을 만족시키기 위한 공정 중 가장 대표적인 공정이다. HEFA 공정에서는 먼저 식당이나 식품산업에서 회수한 폐식용유를 고온·고압에서 촉매를 이용하여 수소와 반응시킨다. 폐식용유는 주로 긴 탄소사슬을 가진 지방산과 중성지방으로 구성되는데, 이 과정에서 지방 분자에 포함된 산소가 물이나 CO₂ 형태로 제거되고, 주로 C15~C18 수준의 직쇄형 탄화수소가 만들어진다.

이 단계에서 만들어진 직쇄형 탄화수소는 그대로 항공유로 사용하기에는 분자구조와 저온 특성이 충분하지 않기 때문에, 추가 정제 공정을 거친다. 추가 정제 공정에서는 hydrocracking을 통해 긴 탄소사슬을 항공유에 적합한 C8~C16 범위로 잘라내고, hydroisomerization을 통해 직쇄형 탄화수소를 가지형 구조로 변화시킨다. 가지형 탄화수소는 직쇄형 탄화수소보다 낮은 온도에서도 결정화되지 않기 때문에, 항공유 품질에 중요한 저온 유동성을 향상시키는 역할을 한다.

[자료1. HEFA 공정 개요]

출처: 27기 권준혁 ChatGPT 생성 이미지

이러한 HEFA 공정의 가장 큰 장점은 기존 석유 정제 기술을 상당 부분 활용할 수 있다는 것이다. 수소화와 hydrocracking은 정유산업에서 이미 오랫동안 사용된 기술이어서, 포집된 이산화탄소로부터 SAF를 만드는 e-SAF나 FT(Fischer–Tropsch) 공정과 비교하면 공정 복잡도가 낮고 기술 성숙도가 TRL 8 수준으로 높다. 또한 폐기되는 식용유를 원료로 다시 활용하기 때문에 원료를 새로 생산할 필요가 없으며, 원료 조건과 공급망이 적절한 경우 기존 화석 항공유보다 전과정 온실가스 배출량을 크게 줄일 수 있다. 대표적인 SAF 관련 기업인 Neste는 자사의 폐식용유·동물성 폐지방 기반 SAF가 화석 항공유 대비 최대 약 80%의 전과정 온실가스 감축이 가능하다고 밝히고 있다.

상용화 사례도 빠르게 늘어나고 있다. 앞서 소개한 핀란드의 Neste는 싱가포르 정유시설을 확장해 연간 최대 100만 톤의 SAF 생산능력을 확보했으며, 폐식용유와 식품산업 폐지방 등을 주요 원료로 활용하고 있다. 아시아에서도 인도네시아 Pertamina가 기존 Cilacap 정유시설의 설비를 활용해 폐식용유 기반 SAF를 생산하기 시작했으며, 해당 시설은 폐식용유를 하루 최대 6,000배럴 처리해 SAF와 재생디젤 등을 연간 약 30만 kL 생산할 수 있도록 설계됐다.

그러나 이러한 높은 기술 성숙도에도 불구하고 폐식용유 SAF가 항공산업 전체의 해법이 되기는 어렵다. 가장 큰 이유는 원료 공급량 자체가 제한적이기 때문이다. IEA는 세계적으로 회수 가능한 폐식용유 잠재량을 평균 약 1,200만 톤/년 수준으로 추산하고 있다. 반면 세계 항공유 수요는 약 3억 톤/년 규모이기 때문에, 폐식용유 1,200만 톤이 전량 SAF로 전환된다는 비현실적으로 낙관적인 가정을 하더라도 현재 항공유 수요의 약 4% 정도에 해당할 뿐이다. 실제로는 전환 과정에서 수율 손실이 발생하고 바이오디젤&화학산업과의 원료 경쟁도 있기 때문에 기여 가능한 비중은 이보다 더 작다. 또 한 가지 중요한 사실은 폐식용유가 원래 버려질 예정이었다고 해서 공짜로 공급되는 것이 아니라는 것이다. 폐식용유는 부족한 공급량에 비해 항공유, 바이오디젤 등 너무 많은 분야에 쓰이기 때문에 원료 확보 경쟁이 치열하여 돈을 주고 구매해와야 한다. SAF의 수요가 증가할수록 폐식용유 확보 경쟁은 더 치열해질 것이고, 그렇게 되면 폐식용유의 가격 또한 상승하여 원가 부담으로 인해 HEFA의 경제성은 더욱 악화될 것이다. 즉 HEFA는 SAF수요가 증가할수록 경제성이 악화될 수도 있는 역설적인 상황에 놓여있는 것이다.

결국 폐식용유 기반 HEFA는 현재 SAF 시장을 확대하는 가장 현실적인 단기 기술이지만, 장기적으로 항공 산업 전체를 탈탄소화하기 위해서는 FT, e-SAF 등 원료 제약이 상대적으로 작은 공정의 확대가 함께 필요하다.

폐플라스틱으로 만드는 SAF

폐식용유를 활용한 HEPA 공정이 원료 공급량이라는 한계에 부딪히면서 이를 극복할 대안으로 폐플라스틱이 크게 주목받고 있다. 전 세계적으로 매년 수억 톤 이상 발생하는 폐플라스틱은 상당 부분이 복합 재질이나 오염된 비닐류로 구성되어 있어 기계적으로 분리하고 세척해 재활용하기가 어렵다. 폐플라스틱을 활용한 SAF 기술은 이러한 환경적 골칫거리를 고부가가치 항공연료로 전환함으로써, 폐기물 자원화와 항공산업의 탈탄소화를 동시에 달성하는 해법으로 평가받는다.

폐플라스틱을 SAF로 전환하는 경로는 일반적으로 '열분해(Pyrolysis)'와 '가스화(Gasification)' 두 가지로 나뉜다.

열분해 경로는 무산소 환경에서 폐플라스틱을 300~500℃의 고온으로 가열해 원유와 유사한 성질의 열분해유를 추출하는 방식이다. 이렇게 만든 열분해유는 불순물 제거 및 수소화 정제·개질 공정을 거쳐 항공유 규격에 맞는 탄화수소 구조로 변환된다. 이 경로의 장점은 e-SAF처럼 합성가스를 만든 뒤 FT 공정을 거칠 필요가 없어 공정이 비교적 단순하다는 점이다.

가스화 경로는 폐플라스틱을 1,000℃ 이상의 고온에서 수증기나 미량의 산소와 반응시켜 일산화탄소와 수소 혼합물인 합성가스로 분해하는 방식이다. 이 합성가스는 이후 FT 공정을 거쳐 액체 탄화수소로 재합성되고, 추가 정제를 통해 SAF로 최종 생산된다.

FT 공정의 가장 큰 강점은 원료가 무엇이든 일단 합성가스 형태로만 바꾸면 동일한 반응로를 활용할 수 있다는 피드스톡 유연성을 가지고 있다. 이 덕분에 e-SAF 연구 과정에서 쌓인 FT 기술과 설비 노하우를 폐플라스틱 가스화 경로에도 그대로 활용할 수 있다는 점이 최근 폐플라스틱 가스화 경로가 주목받는 이유다. 이 경로는 e-SAF의 생산 방식과 유사하지만, 이산화탄소에서 출발하는 e-SAF와 달리 이미 탄소가 어느 정도 환원된 플라스틱을 원료로 쓰기 때문에 에너지 투입 측면에서 훨씬 유리하다.

폐플라스틱 기반 공정의 가장 큰 장점은 에너지 효율과 자원순환 효과다. 재생에너지로 이산화탄소와 수소를 반응시켜 연료를 만드는 e-SAF는 탄소를 환원하는 과정에서 막대한 에너지를 소모한다. 반면 폐플라스틱은 석유에서 유래해 이미 탄소가 상당 부분 환원된 고분자 구조이기 때문에, e-SAF보다 에너지 측면에서 훨씬 유리하다. 또한 기존 소각 방식에 비해 온실가스를 크게 줄일 수 있으며, 화석 항공유 대비 전 생애주기 기준 온실가스 배출량을 최대 80%까지 감축할 수 있다.

그러나 폐플라스틱 SAF는 기술적, 환경적으로 극복해야 할 과제도 분명하게 존재한다. 공정 측면에서는 열분해 과정에서 발생하는 왁스(Wax)나 코크(Coke) 성분이 배관을 막거나 반응기 내부 압력을 높여 화재 및 폭발로 이어질 수 있다는 점이 가장 큰 위험 요소다. 실제로 국내 폐플라스틱 열분해 사업장에서는 2010년부터 2021년 사이에 19건의 화재·폭발 사고가 발생했으며, 이 중 상당수는 반응기 내부 압력 상승이나 열분해가스 누출이 원인이었다. 가스화 경로 역시 FT 공정의 특성상 설비 구조가 복잡하고 초기 투자 비용이 크다. 게다가 FT 공정은 아직 기술성숙도가 완전한 상용화 단계에 이르지 못해, 상용화까지 넘어야 할 기술적 장벽이 남아 있다.

환경적 측면에서는 연료화가 가진 본질적인 딜레마가 있다. 폐플라스틱 열분해유를 나프타 원료로 활용해 다시 플라스틱을 생산하는 경로는 탄소가 재질 안에 오랫동안 묶여 있어 진정한 의미의 순환경제에 가깝다. 반면 이를 항공유로 전환하면, 결국 비행기가 운항하는 순간 연소되어 이산화탄소로 배출된다. 따라서 폐플라스틱 SAF는 경제성과 자원순환 가치 사이에서 어느 쪽을 우선할지 사회적 논의가 필요한 기술이다. 

이러한 한계에도 불구하고 국내외 기업들의 기술 개발 경쟁은 빠르게 달아오르고 있다. 지식재산처가 최근 5년간(19~23년) 주요국에 출원된 폐플라스틱 활용 항공유 관련 특허 2,036건을 분석한 결과, 한국의 국적 출원은 같은 기간 7.6배 급증하며 연평균 증가율 66.1%로 세계 2위를 기록했다. 특히 SK이노베이션은 글로벌 출원 기업 순위 3위에 오르며 미국, 중국, 유럽 등 해외에서도 적극적으로 특허권을 확보하고 있다.

해외에서는 구체적인 실증도 시작됐다. 영국의 클린 플래닛 테크놀로지스(Clean Planet Technologies)는 2026년 4월 켄트 주 샌드위치의 디스커버리파크에 세계 최초 수준의 폐플라스틱 SAF 전환 파일럿 시설을 개소했다. 영국에서 발생하는 연간 약 500만 톤의 폐플라스틱 중 80%가량은 재활용이 불가능한데, 이 시설은 폐플라스틱을 분쇄 후 전처리한 뒤 산소가 없는 환경에서 열분해해 합성 원유로 만들고, 수소화 처리를 거쳐 황과 같은 불순물이 제거된 고품질 항공 연료로 업그레이드하는 공정을 하나의 시스템으로 통합한 것이 특징이다. 회사 측은 이 방식이 기존 제트연료 대비 전 생애주기 기준 온실가스를 70% 이상 줄일 수 있다고 밝혔으며, 영국 SAF 클리어링하우스의 지원을 받아 국제 항공 기준 인증 취득도 추진 중이다. 국내 정유사들 역시 기존 정제 공정에 폐플라스틱 열분해유를 혼합 투입하는 실증 사업을 가속화하고 있어, 폐플라스틱 SAF를 둘러싼 기술 경쟁은 한층 빨라지는 추세다.

이산화탄소와 그린수소로 만드는 e-SAF

폐식용유와 폐플라스틱을 활용한 SAF가 각각 원료 공급량과 공정상의 한계를 가지고 있는 가운데, 재생에너지와 이산화탄소를 활용해 항공연료를 생산하는 e-SAF(electro-SAF)가 장기적인 대안으로 주목받고 있다. e-SAF는 전기 기반 합성연료인 Power-to-Liquid(PtL) 기술을 통해 생산되며, 폐식용유나 폐플라스틱과 같은 특정 폐기물 원료에 의존하지 않는다는 점에서 기존 SAF와 차별화된다. IATA는 2050년 항공산업의 탄소중립을 위해 연간 약 5억 톤의 SAF가 필요할 것으로 전망하며, 바이오 기반 SAF만으로는 충분한 공급이 어려워 e-SAF의 확대가 필요하다고 보고 있다.

e-SAF의 생산은 재생에너지를 이용한 그린수소 생산과 이산화탄소 포집에서 시작된다. 태양광이나 풍력 등 재생에너지로 생산한 전력을 이용해 물을 전기분해하면 수소와 산소가 발생하며, 이때 얻어진 수소가 그린수소다. 동시에 산업시설 배기가스 또는 대기중의 이산화탄소를 포집해 탄소 원료로 활용한다. 이후 그린수소와 CO₂를 반응시켜 합성가스를 만들고, Fischer-Tropsch(FT) 공정 등을 통해 액체 탄화수소로 전환한다. 마지막으로 정제와 분별 과정을 거쳐 항공유에 적합한 조성으로 만들면 e-SAF가 완성된다. 이처럼 재생전력으로 수소를 생산하고 CO₂를 활용해 연료를 합성한다는 점에서 e-SAF를 Power-to-Liquid 방식이라고 부른다.

[자료2. e-SAF 공정 개요]

출처: 27기 권준혁 ChatGPT 생성 이미지

e-SAF의 가장 큰 장점은 폐식용유나 폐플라스틱처럼 특정 원료의 공급량에 SAF 생산량이 직접적으로 제한되지 않는다는 점이다. 충분한 재생에너지와 CO₂ 포집 인프라가 확보된다면 원료 공급을 장기적으로 확대할 수 있기 때문이다. 또한 화석자원을 새롭게 채굴하는 대신 재생에너지와 비화석 탄소원을 활용하기 때문에 높은 탄소감축 잠재력을 가진다. 다만 실제 감축 효과는 사용되는 전력의 재생에너지 비중과 CO₂의 공급원, 포집 과정 등에 따라 달라지므로 e-SAF라는 이유만으로 동일한 수준의 탄소감축 효과를 갖는 것은 아니다.

반면 e-SAF의 가장 큰 문제는 막대한 에너지 투입과 높은 생산비용이다. 그린수소 생산을 위한 물 전기분해와 CO₂ 포집 과정에서 상당한 전력이 필요하며, 이를 대규모로 확대하기 위해서는 추가적인 재생에너지 발전설비가 필요하다. IATA에 따르면 e-SAF 생산에는 연료 1톤당 약 20~40MWh의 전력이 필요할 수 있다. 또한 전해조와 CO₂ 포집설비 등 초기 투자비가 높아 현재는 기존 화석 항공유와 비교해 경제성이 낮다. 따라서 e-SAF의 상용화를 위해서는 저렴하고 풍부한 재생에너지 확보와 함께 수전해·CO₂ 포집 기술의 효율 개선이 필요하다.

CO₂ 확보 역시 해결해야 할 과제다. 산업시설에서 배출되는 CO₂를 포집하는 방식은 비교적 현실적이지만, 장기적으로 화석연료 사용이 감소하면 안정적인 공급원이 줄어들 수 있다. 대기 중 CO₂를 직접 포집하는 Direct Air Capture(DAC)는 이러한 문제를 해결할 수 있지만, 낮은 농도의 CO₂를 분리해야 하기 때문에 아직 높은 에너지와 비용이 요구된다. 결국 e-SAF의 확대를 위해서는 재생에너지뿐만 아니라 수소와 CO₂를 안정적으로 생산·포집·운송할 수 있는 인프라 구축이 함께 이루어져야 한다.

이러한 한계에도 불구하고 e-SAF 관련 실증과 정책적 지원은 확대되고 있다. 유럽연합은 ReFuelEU Aviation 규정을 통해 2030년부터 EU 공항에 공급되는 항공유 중 합성항공유 비중을 1.2%로 설정하고, 2050년에는 35%까지 높이는 목표를 제시했다. 노르웨이의 Norsk e-Fuel 역시 재생전력과 CO₂를 활용하는 Power-to-Liquid 생산시설을 추진하며 e-SAF 상용화를 준비하고 있다. 아직 HEFA처럼 대규모 상용화가 이루어진 단계는 아니지만, 폐기물 원료의 공급 한계를 넘어 장기적으로 항공산업의 연료 수요를 충족할 수 있는 생산경로라는 점에서 의미가 있다.

결국 e-SAF는 단기간에 기존 SAF를 대체하기보다는 재생에너지 발전 확대와 그린수소 생산비용 절감, CO₂ 포집 인프라 구축이 함께 이루어질 때 본격적인 경쟁력을 확보할 것으로 전망된다. 폐식용유와 폐플라스틱 기반 SAF가 현재의 원료를 활용해 단기적인 탈탄소화를 이끄는 기술이라면, e-SAF는 재생에너지와 CO₂를 활용해 장기적인 SAF 공급 확대를 가능하게 하는 기술이라고 볼 수 있다.

항공 산업 탄소중립 달성의 핵심은 '선택'이 아닌 '공존'

세 가지 SAF 생산 방식은 각각 뚜렷한 장단점을 가진다. 폐식용유와 동물성 지방 등을 원료로 하는 HEFA SAF는 이미 상용화 단계에 도달해 기술 성숙도가 높고 기존 정유 인프라와의 연계가 용이하다는 장점이 있지만, 사용할 수 있는 원료의 양이 제한적이기 때문에 장기적으로 항공연료 수요 전체를 충당하기에는 한계가 있다. 폐플라스틱 기반 SAF는 기존에 처리하기 어려웠던 폐기물을 연료로 전환할 수 있으며, 최근 기술경제성 분석에서도 비교적 높은 가격 경쟁력의 가능성이 제시되고 있다. 그러나 아직 연구·실증 단계의 기술이 많고 실제 폐플라스틱의 불균일한 조성, 불순물 제거, 전처리 및 공정 규모 확대와 같은 과제가 남아 있다. 반면 재생전력으로 생산한 수소와 포집된 CO₂를 이용하는 e-SAF는 폐식용유나 폐플라스틱과 같은 원료 공급량에 의존하지 않아 장기적으로 대규모 생산에 가장 유리한 경로 중 하나이며, 재생에너지와 비화석 탄소원을 사용할 경우 높은 온실가스 감축 잠재력을 갖는다. 그러나 현재는 수전해 수소 생산과 CO₂ 포집, 합성연료 제조 과정에 많은 에너지와 설비가 필요하기 때문에 세 방식 가운데 경제성이 가장 낮다는 문제가 있다.

아래 그림은 각 항공유 유형별로 현재 가격 또는 가격 예상치를 나타낸 그래프이다. 이미 상용화된 HEFA는 기존 화석 항공유보다 여전히 2~3배 가량 비싸지만 성숙한 공정과 공급망을 바탕으로 다양한 SAF 생산 경로 가운데 현재 가장 경쟁력 있는 가격을 기록하고 있다. 반면 e-SAF는 기술적으로 생산이 가능하지만 저가 재생전력, 대규모 전해조, 수소 및 CO₂ 공급망이 동시에 필요하기 때문에 현재 생산비가 HEFA에 비해 4배, 화석 항공유에 비해 12배가량 높은 수준이다. 

폐플라스틱 기반 항공연료는 아직 실제 시장가격에 대한 공신력 있는 자료가 부족하여, 학계의 기술경제성 분석 관련 연구를 참고하여 열분해 경로 기준으로 가격 범위를 설정하였다. 여기서 주의해야 할 지점은 아래 그래프의 폐플라스틱 경로 가격은 판매 가격이 아니라 ‘생산 가격’ 기준이라는 것과, 실제 플랜트 운영 시에는 논문에서 고려하지 못한 여러 변수에 의해 추가적인 비용이 발생할 수 있다는 것이다. 또한 실제 폐플라스틱 기반 SAF의 가격은 원료로 투입되는 플라스틱의 품질과 분류, 세척 비용에 따라 크게 달라질 수 있기 때문에 폐플라스틱을 활용한 SAF의 실제 가격은 아직까지 불확실하며 아래 그래프의 범위보다 더 높을 것으로 예상된다. 결론적으로, 현시점의 가격 차이는 각 연료 경로가 본질적으로 갖는 비용 차이뿐만 아니라, 기술의 상용화 수준과 생산 규모의 차이를 함께 반영한 결과로 볼 필요가 있다.

[자료3. 항공유 생산 경로별 가격 비교]

출처: 27기 권준혁 ChatGPT 생성 이미지

ICAO의 LTAG 시나리오는 이러한 차이가 향후 항공 부문의 탄소 감축 경로에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지를 보여준다. 아래 그래프는 국제항공의 향후 CO₂ 배출량 전망과 항공기 기술 개선, 운항 효율 향상, SAF 도입 등에 따른 감축 잠재력을 나타내며, 초록 계열의 영역이 SAF 및 저탄소 연료를 통해 감축되는 배출량을 의미한다. IS1은 현재 기술의 준비도와 실현 가능성을 중시한 비교적 보수적인 시나리오인 반면, IS3는 아직 상용화가 충분히 이루어지지 않은 기술과 연료까지 적극적으로 도입하는 고강도 감축 시나리오이다.

[자료4. 항공 부문 탄소 배출량 전망과 감축 잠재량]

출처: ICAO

위 자료에서 현실적인 시나리오일수록 atmospheric CO₂ 기반 e-SAF의 비중이 상대적으로 낮게 나타나는데, 이는 e-SAF의 원료 공급 가능성이 부족해서라기보다는 현재 높은 생산비와 대규모 재생전력·수소·CO₂ 인프라 구축 부담 때문이라고 해석하는 것이 적절하다. 그러나 장기적으로 항공연료 수요 자체가 지속적으로 증가하는 상황에서, HEFA를 비롯한 바이오 기반 SAF의 원료 공급량에는 한계가 존재함을 고려하면 e-SAF는 여전히 대규모 공급 확대가 가능한 핵심 선택지이다. 위 그래프에서도 항공 산업의 탄소 감축 목표치가 증가할수록 바이오매스 기반 SAF 보다는 e-SAF의 생산량을 늘리는 방식으로 목표치가 달성 가능할 것임을 확인할 수 있다. 

이처럼, 항공 산업 탈탄소화는 특정 SAF 기술 하나를 선택하는 문제가 아니다. 단기적으로는 기술 성숙도가 높은 HEFA를 활용하고 폐플라스틱과 같은 폐기물 기반 경로를 확대하는 동시에, 장기적으로 e-SAF의 경제성과 생산 기반을 확보하는 등 각 방식의 장점이 적절히 조합되어야 비로소 항공산업 탈탄소화의 길로 나아갈 수 있을 것이다.

지속가능항공에 대한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기

1. "전쟁으로 인한 유가 급등, 항공 산업은 얼마나 흔들렸나...", 28기 홍서연, 29기 조성현, https://renewableenergyfollowers.org/journal/?q=YToyOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjtzOjQ6InBhZ2UiO2k6Mjt9&bmode=view&idx=170802944&t=board

2. "플라스틱의 열적 재활용, 정말 재활용일까?", 29기 이연선, https://renewableenergyfollowers.org/journal/?q=YToyOntzOjEyOiJrZXl3b3JkX3R5cGUiO3M6MzoiYWxsIjtzOjQ6InBhZ2UiO2k6Mjt9&bmode=view&idx=170809376&t=board

참고문헌 

[항공 산업 탈탄소화의 핵심, 지속가능항공유(SAF)]

1) Air Transport Action Group (ATAG), “Facts & figures”, ATAG, https://atag.org/facts-figures 

2) International Air Transport Association (IATA), IATA, “Annual Review 2026”, https://www.iata.org/en/publications/annual-review/

3) International Air Transport Association (IATA), “Annual Review 2026”, IATA, https://www.iata.org/en/publications/annual-review/.

4) International Air Transport Association (IATA), “IATA Net Zero Progress Report 2024”, IATA, https://www.iata.org/en/programs/sustainability/ecohub/trackzero/.

5) International Air Transport Association (IATA), “Middle East Disruptions and High Fuel Prices Halve Airline Industry Profitability”, IATA, 2026.06.07, https://www.iata.org/en/pressroom/2026-releases/06-07-middle-east-disruptions-high-fuel-prices-halve-airline-industry-profitability/.

6) International Air Transport Association (IATA), “SAF Production Volumes Still Disappointing”, IATA, 2026.06.06, https://www.iata.org/en/pressroom/2026-releases/06-06-saf-production-volumes-still-disappointing/.

[폐식용유로부터 만드는 SAF] 

1) Bernadette Christina, “Pertamina unit to produce ISCC-certified SAF in Q1”, Reuters, 2025.01.09., https://www.reuters.com/business/energy/pertamina-unit-produce-iscc-certified-saf-q1-2025-01-09/.

2) International Air Transport Association (IATA), “Disappointingly Slow Growth in SAF Production”, IATA, 2024.12.10., https://www.iata.org/en/pressroom/2024-releases/2024-12-10-03.

3) International Air Transport Association (IATA), “Sustainable Aviation Fuel (SAF)”, IATA, https://www.iata.org/en/programs/sustainability/sustainable-aviation-fuel-saf.

4) International Energy Agency (IEA), “Is the biofuel industry approaching a feedstock crunch?”, IEA, 2022.12.06, https://www.iea.org/reports/is-the-biofuel-industry-approaching-a-feedstock-crunch.

5) Koustav Samanta, “Neste to start Singapore sustainable aviation fuel plant by Q1 2023 - executive”, Reuters, 2022.02.16,https://www.reuters.com/business/sustainable-business/neste-start-singapore-sustainable-aviation-fuel-plant-by-q1-2023-executive-2022-02-16/.

6) Neste Corporation, “Neste to supply sustainable aviation fuel (SAF) to DHL Express at Singapore Changi Airport in one of the largest SAF deals in the air cargo sector in Asia”, Neste, 2025.07.15, http://neste.com/news/neste-to-supply-sustainable-aviation-fuel-saf-to-dhl-express-at-singapore-changi-airport-in-one-of-the-largest-saf-deals-in-the-air-cargo-sector-in-asia.

7) Raphael Allgäuer, “Technical comparison of Fischer-Tropsch, Methanol-to-Jet and HEFA pathway for the production of Sustainable Aviation Fuels”, Master’s Thesis, Montanuniversität Leoben, 2026.02. 

[폐플라스틱으로 만드는 SAF] 

1) 강태진, 이예지, 김효식, 최병철, 이진희, 김현지, 박노국, 이수출, 강석환, “폐플라스틱 열화학적 전환 기술의 특허 및 산업 동향 분석”, 에너지기후변화학회지, Vol. 19, No. 1, pp. 268-287, 2024.06. 

2) 국토교통부, “지속가능항공유(SAF), 생존전략이 된 친환경 연료”, 에어포탈, https://www.airportal.go.kr/news/eventNewsDetail.do?num=101257.

3) 서동현, 최이락, 임진호, 한우섭, “폐플라스틱 열분해 유화 공정의 화재·폭발 위험성 및 안전관리 방안”, 신재생에너지, Vol. 19, No. 3, pp. 22-33, 2023.09. 

4) 이성희, “국제사회의 플라스틱 규제 현황과 시사점”, KIEP 세계경제 포커스, Vol. 5, No. 13, 대외경제정책연구원(KIEP), 2022.05.09. 

5) 지식재산처, “버려지던 폐플라스틱, 하늘을 나는 항공유로”, 보도자료, 2026.05.22. 

6) Carbon Herald, “Clean Planet Turns Non-Recyclable Plastic Into Sustainable Aviation Fuel (SAF)”, Carbon Herald, https://carbonherald.com/clean-planet-turns-non-recyclable-plastic-into-sustainable-aviation-fuel-saf/.

[이산화탄소와 그린수소로 만드는 e-SAF] 

1) European Commission, “ReFuelEU Aviation”, European Commission, https://transport.ec.europa.eu/transport-modes/air/environment/refueleu-aviation_en.

2) International Air Transport Association (IATA), “Global Feedstock Assessment for SAF Production: Outlook to 2050”, IATA, https://www.iata.org/en/publications/sustainability/global-feedstock-assessment-for-saf-production/.

3) International Air Transport Association (IATA), “SAF Handbook – Section 2.2: Power-to-Liquid”, IATA, https://www.iata.org/en/programs/sustainability/reports/saf-handbook/.

4) International Air Transport Association (IATA), “Sustainable Aviation Fuel (SAF)”, IATA, https://www.iata.org/en/programs/sustainability/sustainable-aviation-fuel-saf/ 

5) Norsk e-Fuel, “Projects”, https://www.norsk-e-fuel.com/projects.

[항공 산업 탄소중립 달성의 핵심은 '선택'이 아닌 '공존']

1) European Union Aviation Safety Agency (EASA),  “2025 Aviation Fuels Reference Prices for ReFuelEU Aviation”, EASA, 2026.02.26, https://www.easa.europa.eu/en/document-library/general-publications/2025-aviation-fuels-reference-prices-refueleu-aviation.

2) ICAO Committee on Aviation Environmental Protection (CAEP), “Report on the Feasibility of a Long-Term Aspirational Goal (LTAG) for International Civil Aviation CO₂ Emission Reductions”, International Civil Aviation Organization (ICAO), 2022.03, https://www.icao.int/sites/default/files/sp-files/environmental-protection/LTAG/Documents/REPORT%20ON%20THE%20FEASIBILITY%20OF%20A%20LONG-TERM%20ASPIRATIONAL%20GOAL_en.pdf.

3) Junyoung Park et al., “Sustainable production of alternative aviation fuel via thermolytic conversion of plastic waste: Techno-economic analysis and life cycle assessment”, Applied Energy, Vol. 407, 127399, 2026.03.