합성연료(E-fuel) 개념, 장단점

산업화 이후 인류가 경제발전을 위해 무분별한 화석연료 사용으로 지구 온난화가 역사상 가장 빠르게 진행되며 예상치 못한 막대한 피해가 발생하고 있습니다. 세계 각국은 지구 온난화 억제를 위해 이산화탄소를 줄이는 탄소중립 목표를 이행하고 있으며, 그중 수송(자동차, 해운, 항공)용 화석 연료의 대체 에너지로 친환경 합성연료(E-fuel)에 대한 연구가 진행되고 있습니다. 

 

 

 

합성연료(E-fuel, Electrofuel)의 개념, 정의

아직까지는 국제적으로 명확한 정의나 제도적 명칭은 규정되어있지 않습니다. 다만 2021년 7월에 EU에서는 Fir for 55 package라는 온실가스 배출량 저감(1990년 수준대비 2030년 55%까지 저감)을 제안하는 과정에서 합성연료를 언급하였으며, 그 내용은 내연기관의 친환경 대체 연료로써 재생에너지에서 생산된 합성, 파라핀 계열 연료라고 말하고 있습니다. 

• EU 개념 정의 : E-fuel(e-메탄, e-등유, e-메탄올 등)은 신재생에너지(풍력, 태양열) 혹은 탄소 배출이 없는 전기 에너지를 사용하여 수소를 생산하고 온실가스 포집을 통해 얻어지는 이산화탄소, 일산화탄소 등을 수소와 합성하여 만들어진 가스 또는 액체 형태의 연료를 통칭하고 있습니다.

결국, 신재생 에너지를 이용하여 수소를 생산하는 그린수소 방식처럼, 지속가능한 그린수소 에너지와 CCUS, DAC(직접공기포집)와 같은 이산화탄소 포집 기술을 결합, 이용하여 탄화수소 혼합 연료를 만드는 개념입니다.

 

e-fuel 개념

• 그린수소(신재생 에너지 이용) + 이산화탄소(이산화탄소 포집 기술 이용) 합성

e-fuel 종류

• 액체 연료(Power to Liquid) : e-메탄올, e-DME, e-원유, e-항공유, e-디젤
• 기체 연료(Power to Gas) : 합성 메탄 및 암모니아

 

 

 

합성연료(E-fuel)의 장점

• 기존 내연기관에 즉시 적용가능하여 기존 화석연료 네트워크를 이용할 수 있기 때문에 신규 인프라 투자가 필요 없습니다. 
• 옥탄가가 높아 완전연소에 가까워 이산화탄소 배출이 기존 화석연료보다 상대적으로 적습니다. 따라서, 연소 후 대기 중으로 이산화탄소를 배출하지만 포집된 이산화탄소를 원재료로 만든 합성연료이기 때문에 탄소중립에 기여합니다.

 

합성연료(E-fuel)의 단점

• 신재생에너지를 사용해서 생산을 해야 하기 때문에 탄소중립에 기여하기 위해서는 비용 투자 및 경제성, 생산성을 높여야 합니다. 따라서 현재 기술로는 규모경제가 필요합니다.

e-fuel은 항공, 해운 등 탄소배출 제로 달성이 어려운 부문에서는 특정 포션을 차지할 것으로 예상되고 있으며, 2035년부터 내연기관 차량 판매 금지 입법안(Fir for 55 package)에서 나온 )으로 인해 최근 독일 내부에서는 합성연료로 운행되는 내연기관 자동차를 허용해 달라는 주장을 펼치고 있는 상황으로, 지속적으로 연구개발이 예상되는 산업입니다.