복합재료 항공기 라이프 사이클 평가

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-01-05

새로운 연구에 의하면 복합재료 항공기는 이산화탄소 배출을 약 15%까지 줄일 수 있지만 보다 가벼운 항공기만으로는 항공기 산업에서 요구되는 배출 감소 목표를 달성할 수 없다. 셰필드, 캠브리지 및 런던 칼리지 대학에서 수행한 연구는 보잉 드림라이너 787 혹은 에어버스 350과 같은 복합재료 항공기의 포괄적인 라이프 사이클 분석을 처음으로 수행하였으며 결과들을 국제 항공기에 확장시켰다. 라이프 사이클 분석은 제조, 사용, 및 폐기과정을 모두 포함하며 보잉 드림라이너 787 항공기에 대해 일반적으로 구할 수 있는 모든 정보와 항공기를 제조하는 로봇의 에너지 사용과 같은 공급 사슬을 사용하고 있다. 이 연구에서는 기존의 재료인 보다 무거운 알루미늄 항공기와 결과를 비교하였다. 복합재료 항공기의 제조 동안에 배출되는 오염은 알루미늄 항공기의 경우와 비교하여 두 배를 넘지만 보다 가벼운 항공기인 복합재료로 만들어진 항공기는 연료 사용을 크게 줄일 수 있고, 따라서 제조 시에 많이 배출되는 오염은 몇 대의 국제 항공기를 운항하는 것에 의해 모두 보상될 수 있다. 따라서 시간이 지남에 따라 복합재료로 제조된 항공기는 알루미늄으로 제조된 항공기에 비해 이산화탄소를 20%까지 적게 배출하게 된다. “이 연구는 복합재료로 제조된 항공기의 연료 소비 절약은 제조공정에서 발생된 보다 많은 양의 이산화탄소를 보상해준다. 산업계 내에서 계속되는 논쟁에도 불구하고 복합재료의 환경 및 경제적인 면에서의 절약은 이들 재료들이 훨씬 많은 해결안을 제공한다는 것을 의미한다”고 셰필드 대학 첨단 재료기술과의 교수인 Alma Hodzic은 말한다. 복합재료 항공기들이 앞으로 25년 이상 글로벌 항공기로 사용될 예정이기 때문에 이산화탄소 배출 영향을 조사하기 위해서 연구원들은 인구, 경제적인 면, 기름 가격 및 새로운 기술의 채택 속도 등을 고려하면서 라이프 사이클 분석으로부터 얻은 데이터를 보다 넓은 운송 모델에 입력하였다. 라이프 사이클 분석 국제잡지에 발표된 이 연구는 약 2050년경에 복합재료로 만들어진 비행기는 기존의 알루미늄을 기반으로 하는 형태로 만들어진 항공기에 비해 약 14~15% 줄일 수 있다는 것을 보여준다. “글로벌 항공기에서 전체적인 이산화탄소 배출 감소는 개인 항공기에서의 감소보다는 적을 것이다. 이는 약 2050년경에 모든 비행기는 복합재료로 만들어지지 않을 것이기 때문이다. 그러나 이들 기술을 보다 빨리 받아들일수록 환경보호의 영향은 보다 커질 것”이라고 셰필드 대학 에너지 운송학과 교수인 Andreas Schäfer는 설명한다. “글로벌 항공기 분야는 2050년경에는 현재보다 4배 증가하고 사용되는 재료를 복합재료로 변화시키는 것에 의해 2050년에만 5억 톤을 줄일 수 있다. 이는 현재 배출 수준에 대략 상응하는 값”이라고 캠브리지 대학의 Lynette Dray 박사는 말한다. “산업체의 목표는 2020년경에 모든 항공기에서 이산화탄소 배출을 절반으로 줄이는 것이다. 복합재료는 이 목표를 달성하는데 기여할 것이지만 보다 가벼운 복합재료 항공기만으로 이산화탄소 배출 감소 목표를 줄일 수 없다. 다른 기술과 효율성 향상과 함께 복합재료는 이러한 감축 목표에 기여할 것”이라고 Hodzic 교수는 말한다. http://www.jeccomposites.com/news/composites-news/composite-plane-life-cycle-assessment-shows-lighter-planes-are-future