*SAF(Sustainable Aviation Fuels) : 지속 가능 항공연료

“기업들이 더 많은 원료 공급을 확보하고, 공정 경제성을 개선하며 가격 문제를 해결한다면, 재생 연료 시장의 연간 이익 풀은 향후 10년 이내에 1,000억 달러를 넘어설 수 있다.”

 

더 많은 비행기가 폐식용유로 만든 항공유로 운행되고, 동물성 유지와 목질계 바이오매스(Biomass)를 사용한 연료로 트레일러가 고속도로를 누비는 날이 가까워지고 있다.

전 세계 항공 운송 ⋅ 중량물 물류 산업(화물 및 트럭 물류 산업)은 탄소 배출 저감을 위해 바이오 원료 및 합성 물질로 만든 재생 가능 연료의 사용을 확대하겠다는 의지를 밝혔다. 이들은 여러 선도 국가에서 발표한 2030년 이전까지 재생 가능 연료의 소비 비중을 현재 수준보다 10% 이상으로 대폭 증가하는 야심 찬 목표를 따르고 있다. 또한 팬데믹 동안 위축된 석유 투자, 여러 지정학적 상황으로 예측되는 화석 연료 가격의 상승 또한 재생연료의 수요 급증에 일조하고 있다.

BCG의 추정에 따르면 재생연료 시장의 누적 이익 풀(가치사슬 각 단계에서 창출된 총이익)은 이러한 수요에 힘입어 향후 10년 내는 전 세계 연간 1,000억~1,600억 달러 규모로 확대될 수 있다.

그러나 이 같은 성장을 이루기 위해서는 재생 가능 연료 시장이 마주한 주요한 과제를 먼저 해결해야 한다. 대표적으로 기존 재생 에너지 원료 공급원의 한계, 특정 재생 에너지에 편중된 현재의 정제 공정 경제성, 일부 지역의 경우 새로운 유형의 연료에 대한 가격 프리미엄 등이 있다.

또한 생산자, 원료 공급자, 항공 운송 ⋅ 중량물 물류 서비스 사용자, 정책 결정자 등 이해관계가 있는 모든 시장 참여자들이 서로 협력하여 전 세계 재생 가능 연료 시장의 성장을 이루어 내야 한다.

재생 가능 연료, 잠재 이익 및 지속가능한 미래를 위한 기업의 올바른 방향성 1

 

 

재생연료의 부상

 

현재 항공 운송 ⋅ 중량물 물류 산업은 고객 및 직원, 주주, 정책 결정자까지 동참한 탈탄소화 압박에 직면해 있다. 결코 아무것도 하지 않을 수는 없는 상황이다. 현 상황을 외면한다면, 전 세계 이산화탄소 총배출량에서 항공 산업이 차지하는 비중이 현재 2~3%에서 2050년에는 최대 20%까지 증가할 수 있다. 중량물 물류 산업 역시 전 세계 이산화탄소 총배출량의 약 8%를 차지하고 있다. 이대로라면, 해당 비중은 연간 약 2%씩 계속 증가할 수 있다. 게다가 전기 자동차(EV)의 보급 확대로 승용차의 탄소 배출량은 점차 감소하고 있기 때문에 중량물 물류의 배출량이 향후에는 12%를 넘어설 수도 있다.

그러나 항공 운송 ⋅ 중량물 물류 산업은 탈탄소화 실천을 위한 선택지가 매우 제한적이다. 먼저 항공 산업의 경우, 현재 실행 가능한 방안으로 화석 연료 기반의 제트 연료를 대체할 ‘지속 가능 항공 연료(SAF, Sustainable Aviation Fuel)’의 채택이 있다. 한편 중량물 물류 산업에서는 화석 연료 기반의 디젤 연료를 대체하여 재생 디젤 연료를 사용하거나 전기차, 수소차를 채택할 수 있다. SAF와 같은 재생연료는 기존 엔진의 개조나 공급망 인프라 변경과 같은 막대한 투자가 요구되지 않았다. 반면 전기차 및 수소차의 경우 앞선 두 가지 변화가 모두 필요하다. 재생 디젤 연료는 비용이 높지만, 화석 연료와 비교하여 경쟁력이 있다.

또한, 재생연료는 탄소집약도(에너지 단위당 총 탄소 배출량, gCO2e/MJ)가 낮아 매력적인 선택지가 될 수 있다. (보기 1 참조) 예를 들어, 폐식용유로 만든 SAF의 탄소집약도는 24g으로 제트 연료의 94g과 대비된다. 재생 디젤의 탄소집약도는 그보다도 낮은 약 22g으로 기존 디젤 연료보다 약 80% 낮은 수치를 보인다.

 

재생 연료는 수많은 장점에도 불구하고 아직은 활용이 미진하다. 미국과 유럽연합(EU)의 연간 총 운송 연료 소비량 중 재생연료의 비중은 5% 미만으로, 두 국가(연합) 모두 변화를 위한 야심 찬 목표를 가지고 있다. 미 바이든 행정부는 연간 SAF 사용량을 2030년까지 30억 갤런으로 확대한다는 목표를 세웠으며, 이 수치는 미국 내 총 제트 연료 소비량의 10%에 해당된다. EU는 2030년까지 운송 산업의 에너지 소비량 중 재생연료의 비중을 14%까지 늘리는 것을 목표로 하고 있다. 2021년 유럽집행위원회(EC)는 운송 산업에 추가적인 온실가스 감축 목표를 제안했다. 해당 안이 통과되면, SAF의 의무 혼합 비중은 2035년까지 20%, 2050년에는 63%로 증가한다.

항공 기업들도 비슷한 목표를 설정했다. 알래스카 항공(Alaska Airlines), 캐세이퍼시픽(Cathay Pacific), 버진 애틀랜틱(Virgin Atlantic) 등의 항공사들은 2030년까지 SAF 비중을 연간 총 연료 소비량의 10%까지 늘릴 계획이라고 발표했다. 항공 화물 운송사들은 보다 과감한 목표를 세웠다. DHL과 페덱스(FedEx)는 2030년까지 항공 화물 운항에서 SAF의 비중을 30%로 약속했으며, UPS도 2035년까지 동일한 목표를 발표했다. 2021년 9월에는 60개의 항공사 및 공항, 연료 공급사, 글로벌 항공 기업이 2030년까지 SAF 사용 비중을 전 세계 제트 연료 공급의 10%로 확대한다는 ‘세계경제포럼(WEF) 이니셔티브’에 동참했다. 이들 수십 개 기업들은 2050년까지 온실가스 순 배출량 0을 달성하는 ‘항공 산업 넷제로(Net zero) 목표’도 발표했다.

트럭 운송 및 기타 화물 운송사, 플릿(fleet) 운송사들도 비슷한 목표를 세웠다. 대표적으로, 미국 식자재 유통업체인 US 푸드(US Foods)는 2022년 중반까지 캘리포니아 유통 센터에서 운행하는 트럭 연료를 재생 디젤로 전환한다고 밝혔다.

위의 모든 목표가 이행된다면, 재생 디젤 및 SAF 시장의 누적 이익 풀은 2030년대에 전 세계 연간 1,000억 달러를 넘어설 것으로 추정된다. 이 추정치에는 원료 생산 및 처리, 연료 제조 및 소매 등 각 단계별 이익이 포함된다.

 

 

재생연료 시장을 확대할 3가지 방안

 

늘어난 예상 수요를 충족하기 위해서는 글로벌 재생 연료 시장이 더 확대되어야 하지만, 여기에는 여러 가지 해결할 과제가 남아있다. 무엇보다도 추가적인 원료 공급이 시급하다. 또한 친환경 연료 생산에 있어 비용 효율적인 방안을 찾아야만 생산자가 더욱더 늘어나고 구매가 안정적으로 이루어질 수 있다. 마지막으로, 최종 사용자 단계에서 기존의 높은 연료 가격을 극복할 방안을 찾아야 한다.

 

[1] 추가적인 원료 공급 확보

 

재생연료에 대해 늘어난 수요를 충족하고, 탄소집약도가 낮은 연료를 사용하려는 고객사의 목표를 달성하면서, 기존 원료의 비용 상승에 대처하기 위해서는 지금보다 더 탄소집약도가 낮고 비용 효율적인 원료를 추가적으로 확보해야 한다.

현재 대부분의 재생연료는 대두유 등 식물성 유지에 기반한 원료를 사용하는 HEFA 공정을 거친다. 최근에는 식품 및 동물성 폐기물 원료도 각광받고 있는데, 탄소집약도가 낮고 미국 등 여러 국가에서 관련 생산자에 인센티브를 제공하기 때문이다.

하지만 재생연료의 수요는 원료 공급보다 더 가파르게 증가할 것으로 예상된다. 미국 내 HEFA 공정으로 제조된 연료 생산량은 2030년 330억 파운드에 달할 것으로 예상되며, 수요 대비 공급 부족분은 약 270억 파운드로 추정된다. 마찬가지로, EU 내 HEFA 공정으로 제조된 연료 생산량 추정치는 2030년 130억 파운드로, 이는 예상 수요인 220억 파운드에 미치지 못하는 양이다.

연료 생산자는 전반적인 공급량을 확대하기 위해 새로운 원료를 찾아야 한다. 이는 단순히 수요 증가 때문만은 아니다. 식물성 유지 및 폐기물 기반 원료의 가격 상승으로 생산 이익이 점차 낮아지고 있다. 원료 가격은 수년간 비교적 소폭의 인상률을 유지하고 있었으나, 2020~2021년 급등하는 추세를 보였다. (보기 2 참조) 예를 들어, 화이트 그리스 가격은 2020년 말부터 2021년 3분기까지 99%나 급등했다.

재생 가능 연료, 잠재 이익 및 지속가능한 미래를 위한 기업의 올바른 방향성 2

또한 지정학적 상황의 변동이 고조되면서 기존 원료의 공급이 어려워질 수 있다. 특히 전 세계 식품 공급망에서, 에너지 생산 원료로 활용하기 위해 식용유 등의 식품을 다른 용도로 전환하는 문제를 두고 윤리성 논쟁이 지속되며 어려움이 가중되고 있다. 그 결과, EU는 식품 기반 재생연료 생산에 상한선을 부여했다.

원자재가 더 풍부하고 가격이 저렴한 아시아 및 남미에서 원료를 수입하여 가격 인상을 피하는 방법도 있다. 그러나 이들 지역 또한 재생연료의 자체 생산 능력을 성장시키고 있으며, 이후에는 원료 수출량을 줄일 가능성이 있다.

보다 지속 가능한 방안은 쉽게 구할 수 있는 소재를 원료로 활용하는 새로운 대안 원료 기술을 채택하는 것이다. 대안 원료의 대부분은 식품을 기반으로 하지 않으며, 기존 원료보다 탄소 배출량도 더 적다. 이에 관련하여 다음과 같은 기술들이 있다.

    • 가스화 FT 공정(Gasification Fischer-Tropsch): 목질계 바이오매스 혹은 도시 고형 폐기물(MSW, Municipal Solid Waste)을 재생연료로 전환하는 공정
    • ATJ 공정(Alcohol to jet fuel): 사탕수수나 옥수수에서 추출한 에탄올을 SAF로 전환하는 공정
    • PtL 공정(Power-to-Liquid): 전기 에너지를 액체로 변환하여 합성 연료를 생산하는 공정
    • 열수액화 공정(HTL, hydrothermal liquefaction): 목질계 바이오매스 혹은 도시 고형 폐기물(MSW)을 사용하여 기존 연료를 생산하는 정제 시설에서도 함께 처리 가능한 바이오 원유를 만드는 공정

가스화 FT, ATJ 공정 등의 최신 기술은 비용 효과적이고 탄소집약도가 더 낮은 원료를 사용한다. 그러나 이들 기술은 초기 공정 구축에 상당한 자본이 필요하고, 가동 비용이 더 높다. 예를 들어, PtL 정제 설비의 경우 녹색 수소 생산 및 관련 기술에 대한 투자가 필요하다. 하지만, 이러한 자본 투자와 운영 비용은 시간이 지나면 점차 감소할 것으로 예상된다. 또한, HEFA 원료 비용은 계속해서 상승세를 이어갈 것으로 보이는 반면, 대안 원료 비용은 안정적으로 유지될 것으로 예상된다. (보기 3 참조) 결과적으로, 새로운 기술의 도입이 더 경제성 있는 선택지가 될 수 있다.

재생 가능 연료, 잠재 이익 및 지속가능한 미래를 위한 기업의 올바른 방향성 3

[2] 생산 공정의 경제성 개선

 

다른 정제 사업자와 마찬가지로 재생연료 생산자는 정제 비용과 시장 가격을 고려하여 고수익 제품의 생산 비중을 높여 생산 여력을 극대화한다. 또한 재생 디젤 생산이 SAF보다 더 수익성이 높기 때문에 대부분의 생산자가 SAF보다 재생 디젤 생산에 더 치중하고 있다. 이러한 동향은 SAF 수요가 증가하면서 빠르게 문제가 되고 있다.

현재 미국 정부의 인센티브 체계는 SAF보다 재생 디젤을 더 많이 생산하도록 장려하는 구조다. 미 연방정부의 재생연료 프로그램과 주 정부 차원의 저탄소 연료 프로그램은 SAF보다 재생 디젤에 갤런당 인센티브를 25센트 더 높게 책정하고 있다. 만약 바이든 행정부의 미국 재건 법안(Build Back Better Act)이 통과되었다면, 관련 조항에 따라 생애주기 배출량을 최소 50% 이상 저감할 수 있는 SAF에 대해 갤런당 인센티브를 $1.25에서 $1.75로 상향하는 방향으로 세금 공제를 개선할 수 있었을 것이다. 이러한 상향 조정이 이루어졌다면 2025년까지 SAF 생산 경제성을 재생 디젤 수준으로 높이고, 궁극적으로는 재생연료의 총생산량에서 SAF의 비중을 더 확대할 수도 있었을 것이다. (보기 4 참조) 해당 법안은 의회에서 표류 중이지만, SAF 관련 세금 공제 개정은 현재 계류 중인 다른 법안에도 포함되어 있다. 2021년에 공동 발의된 지속 가능한 항공 산업법(Sustainable Skies Act)은 SAF에 대해 갤런당 $1.50 이상의 세금 공제 혜택을 적용한다.

재생 가능 연료, 잠재 이익 및 지속가능한 미래를 위한 기업의 올바른 방향성 4

수요 증가에 대응하는 방법에는 기존 정제설비를 재생 연료 생산용으로 전환하거나 공장 신설을 통한 생산 여력 확충이 있다. 일부 생산자들은 이미 재생 연료 시설로의 전환을 시작했다. 필립스 66(Phillips 66, 미국의 석유/천연가스 관련 기업)은 연간 8억 갤런 규모의 재생연료(SAF 포함) 생산 여력을 확보하기 위해 캘리포니아에 소재한 기존 정제설비를 개조하고 있다.

 

[3] 높은 재생연료 가격에 따른 조율

 

원료 공급 확대, 생산 공정의 경제성 개선에 이어 시장 확대를 위한 또 다른 방법은 최종 사용자 가격을 조율하는 것이다. 지역에 따라서는 트럭 운송사나 항공사가 화석 연료 및 제트 연료에 지불하는 금액보다 재생연료의 가격이 훨씬 더 높아 전환할 이유가 없기 때문이다.

재생연료는 지역에 따라 크게 가격 차를 보인다. 미국의 경우, 연방 및 주 정부 프로그램에서 재생 연료 생산자와 유통업자에 금전적 인센티브를 제공하여 화석 연료와의 가격 차를 좁혔다. 특히 캘리포니아의 경우, 재생연료의 생산비와 화석 연료의 시장 가격 간의 격차를 인센티브로 메울 수 있다.

EU의 경우, 재생연료의 원료비와 생산비는 미국보다 높지만, 생산자에 지원되는 정부 보조금이나 인센티브는 거의 없다. 그 결과, 재생 디젤 및 SAF의 도매가격이 화석 연료보다 최대 4배까지 더 높아졌다. (보기 5 참조)

재생 가능 연료, 잠재 이익 및 지속가능한 미래를 위한 기업의 올바른 방향성 5

EU 생산자는 높은 생산비를 고객에게 전가하였고, 이에 따라 항공권 가격, 항공 화물 및 트럭 운송 가격이 인상되었다. 그 예로, 올해 프랑스 당국은 항공업계의 SAF 비중을 총 연료 소비량의 1%로 상향하였으며, 에어 프랑스-KLM(Air France-KLM)은 규제 준수로 인한 추가 비용을 충당하기 위해 프랑스를 기점으로 하는 모든 항공편에 티켓 할증료를 부과했다. EU 내 원료 가격이 계속 상승함에 따라 재생연료의 최종 사용자 가격은 추가로 더 상승할 수 있다.

생산자가 높은 가격에 대처할 수 있는 방법으로는 재생 디젤의 탄소 배출량 감소, 무취 등의 장점을 부각해 고객에게 매력도를 높이는 마케팅 전략이 있다. 또한 최종 사용자도 높은 가격에 대응해 직접 행동을 취할 수 있다.

일부 항공사와 화물 운송업체는 지속 가능한 경영을 지향하는 기업 고객에 SAF를 공급하여 높은 가격을 상쇄하고 있다. 기업 고객은 항공사나 화물 운송업체와 협력 관계를 체결하고, 출장과 관련된 연료 소비에 대해 소위 ‘그린 프리미엄’을 지불한다. 항공사나 화물 운송업체는 해당 수익을 통해 SAF 가격 프리미엄을 일부 상쇄하고 배출량 감소로 집계한다. 단, 이와 관련하여 정확한 회계 규칙 수립은 아직 진행 중이다. 지난 몇 년 동안 알래스카 항공(Alaska Airlines), 아메리칸 항공(American Airlines), 델타 항공(Delta Airlines), 유나이티드 항공(United Airlines) 등 여러 항공사가 기업 고객과 SAF 계약을 체결했다.

어떤 기업은 재생연료 생산자와 직접, 혹은 항공사와의 3자 계약을 통해 SAF 구매 계약을 체결하기도 한다. 일례로 나이키(Nike)는 델타(Delta)와 계약을 체결하여 핀란드의 재생 제트 연료 생산업체인 네스테(Neste)가 공급하는 기업 출장용 SAF를 구매한다.

 

 

주요 시장 참여자가 할 수 있는 일

 

재생연료 시장은 준비 여부와 관계없이 계속해서 진화하고 있다. 주요 시장 참여자들은 시장의 정세를 유리하게 활용하고 안정적인 입지를 확보하기 위해 무엇을 해야 할지 파악해야 한다.

먼저 원료 공급업체는 원자재 전략을 수립하여, 가능한 최상의 가격으로 적절한 원료 공급원에 접근성을 확보해야 한다. 또한 ATJ, PtL 공정 등 신기술 채택으로 경제성이 개선될 경우 방향을 선회할 수 있도록 기술 개발 동향을 주시해야 한다. 아울러 원자재 공급업체 네트워크를 확장하고, 가능하다면 적절한 공급을 확보할 수 있도록 락인(lock-in) 계약을 체결해야 한다.

폐기물 공급업체는 시장 동향을 면밀히 모니터링해 재생연료 수요 증가의 영향을 파악해야 한다. 시장 변화에 따라 각종 폐기물 수요가 증감하면서 가격에도 영향을 미칠 수 있다. 또한 고정적으로 원료를 수급하려는 연료 생산자가 늘어날 것이므로 공급업체는 계약 가치를 평가하는 방법에 대해 잘 알아야 한다.

연료 생산자는 적극적으로 행동해야 한다. 현재 재생 디젤에 주력하고 있는 정제사업자의 경우, 시장 내 수요를 모니터링하여 수익을 극대화할 수 있는 재생 디젤 & SAF 혼합 생산 체제로 전환할 시점을 판단해야 한다. 기존 설비를 전환하여 생산 여력을 확대할 수 있고, 재생 가능 연료 생산을 통해 더 높은 ROI를 창출할 수 있기 때문에 일부 생산자들은 이미 이러한 전략을 실행에 옮기고 있다. 또한 인수를 통해 생산 여력을 확대할 수도 있다. 그 예로, 쉐브론(Chevron)은 최근 바이오 정제시설 12개와 원료 처리 시설 1개를 운영하는 재생 디젤 생산 기업 리뉴어블 에너지 그룹(Renewable Energy Group)을 인수했다. 혹은 재생 연료 기업에 투자를 고려할 수 있다. 2022년 초, 엑손모빌(ExxonMobil)은 비식용 유지종자 기반의 식물성 원료를 재생 디젤로 정제하는 캘리포니아 소재 글로벌 클린 에너지 홀딩스(Global Clean Energy Holdings)의 지분을 인수했다.

 

정제사업자는 시장 내 수요를 모니터링하여 수익을 극대화할 수 있는 재생 디젤 & SAF 혼합 생산 체제로 전환할 시점을 판단해야 한다.

 

생산자들은 경쟁이 과열되기 전에 원료를 확보하기 위한 계약 체결을 추진해야 한다. 미국의 생산자는 가격이 더 높은 EU 시장에 재생연료를 판매하여 차익 거래의 기회를 노릴 수 있다. 재생 연료 트레이딩 시장의 규모는 2030년 수십억 달러 규모에 달할 것으로 전망된다. 트레이딩에 참여할 경우 재생연료 및 원료와 시장 변동성에 대한 인사이트를 유리하게 활용할 수 있다.

재생연료 수요자는 충분한 공급을 확보해야 한다. 항공사, 화물 운송사, 트럭 운송사 등 기업 고객들은 재생연료의 공급을 확보하고, 이에 따른 영업 비용 관련 여파를 최소화하는 방식으로 탈탄소화 목표를 이행해야 한다. 가장 좋은 방법은 경쟁력 있는 가격을 확보하기 위해 재생 디젤 및 SAF 프로젝트에 투자하는 것이다. 대표적으로 에어 프랑스-KLM은 재생연료 공급을 안정적으로 확보하기 위해 스카이NRG(SkyNRG) 및 SHV 에너지(SHV Energy)와 공동으로 네덜란드 SAF 프로젝트에 투자했다.

OEM 생산자는 더 많은 양의 SAF를 수용할 수 있도록 항공기 엔진 및 연료 탱크를 개조할 수 있으며, 그에 따른 인증을 추진할 수 있다. 이러한 인증 과정은 최대 2년이 소요될 것으로 추산되며, 개조 또한 기술적으로 복잡하지 않고, 생산 병목을 야기할 것으로 보이지도 않는다. 이러한 과정은 OEM이 미래를 위해 거쳐야 할 또 다른 관문이며, SAF에 따른 조율도 다른 제조사와 차별화하는 방법이 될 수 있다.

정책 입안자는 시장을 모니터링하고 지원해야 한다. 정부 기관은 재생연료 생산 비중 목표가 실현될 수 있도록 업계와 긴밀이 협력해 규제 및 정책을 업데이트해야 한다. 또한 정부 기관은 상대적으로 운영 수익이 낮은 항공사를 지원하여 친환경적인 연료 목표를 채택한 항공사가 재정적 불이익을 겪지 않도록 해야 한다.

 

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재생연료는 탈탄소화와 불가분의 관계다. 재생연료 시장은 성장성이 높으며 빠르게 진화하고 있다. 주요 이해관계자들은 탄소집약도, 연료 가격, 기술 성숙도, 식량 공급과 환경에 미치는 영향 등 각종 요인을 고려하여 경제성과 지속 가능성이 있는 투자를 위해 지금 행동해야 한다.

 

 

 

원문(영어) 보러가기

 

 

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