지속 가능한 항공 연료 해설: 정의와 제조 과정

지속 가능한 항공 연료란 무엇인가요? 지속 가능한 항공 연료(SAF)는 적격한 재생 가능 자원이나 폐기물 유래 자원을 원료로 하여, 터빈 연료의 안전 및 성능 요건을 충족하도록 생산된 비화석 항공 연료입니다. 노선에 따라 생산 업체들은 지방 및 오일, 고체 바이오매스, 알코올, 또는 재생 가능 수소와 포집된 이산화탄소를 제트 연료 등급의 탄화수소로 전환합니다.

따라서 최적의 경로는 현장별 상황에 따라 달라집니다. 원료 확보 가능성, 수명 주기 탄소 집약도, 수소 및 전력 공급, 플랜트 규모, 자본 투자 여력, 인증 현황, 지역 정책 등이 모두 결정에 영향을 미칩니다. 유의미한 비교를 위해서는 시중에 판매되는 모든 연료를 마치 동일한 공정에서 생산된 ‘SAF’인 것처럼 취급하기보다는, 이러한 요소들을 종합적으로 검토해야 합니다.

지속 가능한 항공 연료란 무엇인가요?

지속 가능한 항공 연료(SAF)는 기술적 연료 품질과 지속가능성 기준을 모두 충족해야 하는 범주에 속하며, 대체 제트 연료 분자가 단순히 항공기에 동력을 공급할 수 있다는 이유만으로 SAF로 인정되지는 않습니다. 화학적으로 볼 때, 승인된 SAF 혼합 성분은 주로 기존 제트 A 또는 제트 A-1과 동일한 비등 범위를 갖는 탄화수소입니다. 승인된 성분이 허용 한도 내에서 혼합되고, 완성된 연료가 해당 규격을 충족하면, 항공기를 개조하지 않고도 기존의 항공기 및 공항 연료 인프라를 이용할 수 있습니다 (IATA, 2026).

지속 가능한 항공 연료는 무엇으로 만들어지나요? 완성된 연료에는 제트 연료 등급의 파라핀, 이소파라핀이 포함되어 있으며, 제조 공정 및 최종 혼합 비율에 따라 사이클로파라핀이나 방향족 화합물이 포함될 수도 있습니다. 이 연료는 생식용 식용유, 바이오매스, 알코올, 또는 포집된 CO₂를 직접 원료로 만들어지는 것이 아닙니다. 이러한 원료들은 탄소와 수소를 공급하며, 이를 가공 과정을 통해 규격에 부합하는 탄화수소 분자로 변환합니다.

도대체 왜 항공 분야에는 이것이 필요한 것일까? 항공 운송은 전기화하기가 유난히 어렵다. 항공 분야는 전 세계 이산화탄소 배출량의 약 2%와 교통 부문 이산화탄소 배출량의 약 12%를 차지하고 있다 (대체 연료 데이터 센터(2026년). 배터리는 여전히 대부분의 중·장거리 노선에서 실용적이지 못하다. 따라서 SAF는 더 효율적인 항공기, 운항 개선, 신흥 추진 기술과 더불어 기존 항공기 기단을 위한 가장 중요한 단기 탈탄소화 방안 중 하나이다.

현재 폐유 기반 HEFA의 경우, 기존 항공유에 비해 생애주기 배출량 감축 효과가 약 80% 수준인 것으로 일반적으로 보고되고 있으나, 이 수치가 모든 제품에 대해 보장되는 것은 아닙니다. 원료의 출처, 토지 이용 영향, 전력, 수소, 운송, 전환 효율, 부산물 처리 방식, 그리고 채택된 생애주기 평가 방법론에 따라 결과는 크게 달라질 수 있습니다 (IATA, 2026).

현재 SAF의 규모는 어느 정도일까요? 대부분의 보도에서 암시하는 것보다 작습니다. 2024년에는 생산량이 두 배로 증가해 약 100만 톤, 즉 전 세계 제트 연료 소비량의 0.3%를 기록했습니다. 2025년에는 약 190만 톤(0.6%)에 달했으며, 2026년에는 약 240만 톤으로 예상되어 소비량의 약 0.8%를 차지할 것으로 전망됩니다 (IATA, 2026). 이미 36만 편 이상의 상업용 항공편이 지속 가능한 항공유(SAF)를 혼합하여 운항했습니다 (AFDC(2026). 이 연료는 일상적인 운영 과정에서 대규모로 그 효용이 입증되었음에도 불구하고, 그 양은 미미한 수준에 불과합니다. 이 연료가 어떻게 만들어지는지 이해하면 이 두 가지 사실을 한 번에 설명할 수 있습니다.

지속 가능한 항공 연료는 무엇으로 만들어지나요?

SAF 원료는 크게 네 가지 범주로 나뉩니다. 지질류에는 사용 후 식용유, 동물성 지방, 그리고 적격 식물성 기름이 포함됩니다. 생물유래 고형물에는 임업 잔여물, 농업 잔여물, 에너지 작물, 그리고 선별된 도시 폐기물 분획이 포함됩니다. 알코올 생산 공정은 에탄올, 이소부탄올 또는 관련 연료 규격에 포함된 기타 알코올을 사용할 수 있습니다. E-연료 생산 공정은 물, 재생 가능 전력, 포집된 CO₂를 사용합니다. 원료의 출처만으로는 저탄소 연료를 보장할 수 없습니다. 수집, 재배, 토지 이용 변화, 전력, 수소, 운송, 전환 효율 및 부산물 산정 등이 모두 수명 주기 배출량에 영향을 미치기 때문입니다.

지속 가능한 항공유 생산 방법 한눈에 보기

이는 4가지 주요 지속 가능한 항공유 생산 기술군일 뿐, 승인된 ASTM 공정의 전체 목록은 아닙니다. ICAO는 현재 SIP, CHJ, 합성 방향족 화합물을 함유한 FT 연료, 그리고 여러 가지 공동 처리 방식 등 다양한 공정을 포함하여 총 11가지의 승인된 전환 공정을 열거하고 있습니다. 아래의 4가지 기술군은 상업적 개발이 가장 활발히 이루어지고 있는 기술들을 비교하는 데 가장 명확한 기준이 됩니다.

공동 처리는 기존 정유소에 있어 또 다른 실용적인 대안입니다. ICAO는 승인된 D1655 공동 처리 경로와 경로별 한도를 명시하고 있는데, 여기에는 지방, 오일 및 그리스 또는 FT 탄화수소에 대한 5%와 수소처리된 HEFA 중간체에 대한 10%가 포함됩니다. 이러한 한도는 정의된 원료 또는 제품 경로에 적용되며, 단일한 일반적인 공동 처리 비율로 요약되어서는 안 됩니다 (ICAO, 2026).

PtL에 대해서는 한 가지 더 구분할 점이 있습니다. 이는 재생 가능 전기, 수소 및 탄소 공급 개념을 설명하는 것이지, 독립된 ASTM 부록을 의미하는 것은 아닙니다. 최종 연료는 여전히 승인되었거나 새로 자격을 획득한 전환 경로를 따라야 합니다. 피셔-트로프슈(Fischer–Tropsch) 합성을 사용하는 PtL 프로젝트는 해당 FT 부록을 통해 자격을 얻을 수 있는 반면, 메탄올-투-제트(methanol-to-jet)와 같은 다른 개념들은 별도의 자격 요건을 충족해야 합니다.

지속 가능한 항공 연료는 어떻게 생산되나요?

HEFA: 지방 및 오일 가공

HEFA 공정은 지질 원료에서 물, 염분, 인, 금속 및 기타 촉매 독성 물질을 제거한 후, 해당 오일을 수소와 반응시킵니다. 수소탈산소화 공정은 트리글리세라이드와 지방산에 포함된 산소를 물, 일산화탄소 또는 이산화탄소로 변환합니다. 그 결과 생성된 길고 직쇄형인 파라핀은 제트 연료의 비등점 범위 및 저온 유동성 요건을 충족하기 위해 수소분해 및 이성질화 공정을 거친 후, 제트 연료, 디젤, 나프타 및 경질 가스 제품으로 분별 정제됩니다. 상세한 반응기 및 정제 공정에 대한 정보가 필요한 독자분들은 JALON의 HEFA 공정 안내서; 이러한 비교를 통해 HEFA는 다른 경로 계열과 동일한 수준의 세부 정보를 유지합니다.

가스화 및 피셔-트로프슈 공정: 합성가스를 통한 탄소 재합성

고체 바이오매스나 폐기물은 가스화 과정을 통해 일산화탄소와 수소가 주성분인 혼합물로 변환되기 전에 선별, 건조 및 크기 분류 과정을 거칩니다. 합성 가스가 피셔-트로프슈(Fischer–Tropsch) 촉매에 도달하기 전에 미립자, 타르, 황, 질소 화합물, 이산화탄소 및 미량의 오염 물질을 제거하거나 농도를 조절해야 합니다. FT 합성 과정을 통해 더 긴 탄화수소 사슬이 형성된 후, 수소 분해, 이성질화 및 분별 정제 과정을 거쳐 제트 연료 등급의 혼합 성분이 생산됩니다. 이 공정은 풍부한 고체 잔류물을 활용할 수 있지만, 원료 수송, 가스 정제, 산소 생산 및 높은 자본 비용은 프로젝트의 주요 위험 요소입니다.

알코올-투-제트: 알코올로부터 더 긴 사슬 생성하기

ATJ 공정은 알코올을 원료로 시작하며, 이 알코올의 생애주기 탄소 집약도가 최종 연료에 큰 영향을 미칩니다. 정제 과정을 거친 후, 알코올은 탈수 반응을 통해 해당 알켄으로 전환됩니다. 즉, 에탄올은 에틸렌으로, 이소부탄올은 이소부텐으로 변환됩니다. 올리고머화 반응을 통해 더 긴 탄소 사슬이 형성되고, 수소화 반응을 통해 포화 상태가 되며, 분별 정제를 통해 제트 연료 범위에 해당하는 제품이 분리됩니다. ATJ는 기존 에탄올 인프라를 활용할 수 있지만, 프로젝트의 경제성은 알코올 가격, 알코올의 탄소 집약도, 수소 공급량, 그리고 탈수 및 업그레이드 과정에서 달성되는 수율에 따라 달라집니다.

전력-액체 전환(Power-to-Liquid): 재생 가능 수소와 포집된 탄소의 결합

PtL 생산 과정에서는 재생 가능 전기를 사용하여 물을 수소와 산소로 분해합니다. 포집된 CO₂는 처리 과정을 거쳐 수소와 결합되며, 일반적으로 역수가스전환 반응을 통해 합성가스를 생산하거나 메탄올 합성 공정을 통해 활용됩니다. 그런 다음 이 중간 생성물은 FT(프랑켄슈타인 공정), 메탄올 유도 공정 또는 기타 적격 공정을 통해 전환 및 정제됩니다. PtL은 생물학적 원료에 대한 의존도를 줄여주지만, 연료가 의도한 기후적 이점을 실현할 수 있는지는 전반적인 효율, 전기 가격, 전해조 가동률, CO₂ 공급원 및 전력 공급의 탄소 집약도에 따라 결정됩니다.

원료 경제성: 모든 것을 좌우하는 제약 조건

SAF가 제트 연료보다 왜 더 비싼지 다섯 명에게 물어보면, ‘기술이 아직 초기 단계라서’나 ‘생산 규모가 작아서’라는 답변을 듣게 될 것입니다. 두 가지 모두 사실이지만, 구조적인 핵심을 놓치고 있습니다. 오늘날 SAF의 거의 전량을 공급하는 생산 경로의 경우, 가장 큰 제약 요인은 반응기가 아니라 원료입니다.

돈이 실제로 어디로 가는지

HEFA의 경우 원료가 주요 비용 요인인 반면, 많은 PtL 모델에서는 청정 전력이 주된 비용 요인으로 작용하며, 가스화-FT 프로젝트에서는 자본 회수 부담이 크게 작용한다. 따라서 비용 구조는 공정에 따라 달라진다. 사용된 식용유 가격의 상승은 HEFA 생산 비용에 즉각 반영되지만, 동일한 공장을 하나 더 건설한다고 해서 활용 가능한 폐유가 더 많이 확보되는 것은 아니다. 규모 확대를 통해 설비 가동률과 자금 조달 여건을 개선할 수는 있으나, 근본적인 자원 제약은 해소할 수 없다.

2030년의 과제: 적격 폐유 공급이 줄어들 때

사용된 식용유와 동물성 지방은 유한하고 지역별로 분포가 고르지 않은 폐기물 흐름으로, 재생 디젤 및 기타 산업에도 활용됩니다. HEFA(고효율 연료 알코올) 생산 능력이 확대됨에 따라, 관련 지속 가능성 규정을 충족하는 추적 가능한 원료 확보를 둘러싸고 프로젝트 간 경쟁이 더욱 치열해질 수 있습니다. 이는 2030년 이후 폐유가 사라진다는 의미가 아니라, 새로운 HEFA 프로젝트들이 공급 부족, 변화하는 적격성 기준, 그리고 높아진 수거 비용이라는 여건 속에서 경제성을 재검토해야 함을 의미합니다.

장기적인 전망은 실로 방대합니다. IATA의 글로벌 원료 평가에 따르면, 2050년까지 연간 약 4억 톤의 지속 가능한 항공 연료(SAF) 생산이 가능할 것으로 추정되는 반면, IATA의 탄소중립 로드맵은 약 5억 톤의 수요가 필요할 것으로 전망하고 있습니다. 이는 시나리오와 평가된 잠재량일 뿐, 보장된 생산량은 아닙니다. 두 규모 중 어느 하나에 도달하기 위해서는 오늘날 대부분의 공장에서 연료로 사용되는 폐유 이외의 경로를 통한 상당한 공급이 필요합니다 (IATA, 2025).

현재 물가가 우리에게 전하는 메시지

블룸버그NEF의 2026년 조사에 따르면, 북서유럽의 SAF 가격은 톤당 약 $2,746으로 나타났습니다 (블룸버그NEF(, 2026). 동일한 날짜, 시장, 인도 조건 및 계약 유형을 기준으로 한 기존 제트연료 벤치마크가 없는 한, 이 수치를 보편적인 프리미엄으로 환산해서는 안 된다. 현물 가격과 계약 가격도 서로 다르며, 순수 SAF와 완제품 블렌드의 가격 역시 다르다. 비교를 할 때는 해당 연도, 지역, 이행 경로, 블렌드 기준, 인도 조건 및 포함된 정책 가치를 명시해야 한다.

양측 구매자들에게 이것이 의미하는 바

항공사나 기업 구매자의 경우, 원료의 경제성은 계약 가격, 인증 요건 충족 여부, 그리고 수명 주기 관련 주장의 신뢰성에 영향을 미칩니다. 프로젝트 개발자의 경우, 공정 방식 선택에 따라 어떤 자원 시장 및 인프라 위험을 통제해야 할지가 결정됩니다. HEFA는 가장 탄탄한 운영 실적을 보유하고 있으나 지질 공급 제약에 직면해 있습니다. FT는 고체 잔류물을 사용할 수 있지만 비용이 많이 드는 원료 전처리 및 가스 정제 과정이 필요합니다. ATJ는 저탄소 알코올 공급에 의존하며, PtL은 풍부한 청정 전력, 수소, 그리고 포집된 탄소에 의존합니다. 어떤 공정 방식도 모든 경우에 최선이라고 할 수는 없습니다.

혼합 제한 및 인증

HEFA-SPK, FT-SPK, ATJ-SPK를 포함하여 가장 널리 사용되는 합성 혼합 성분들은 현재 ASTM D7566 부록에 따라 최대 50%까지 허용됩니다. SIP 및 HC-HEFA-SPK는 10%로 제한되는 반면, 공동 처리 한도는 구체적인 D1655 공정에 따라 달라집니다. PtL에는 단일한 자동 혼합 상한선이 없는데, 이는 적용 가능한 한도가 완제품 성분을 제조하고 인증하는 데 사용된 전환 경로를 따르기 때문입니다(ICAO, 2026).

모자 속에 숨겨진 화학

많은 합성 파라핀계 혼합물 성분에는 방향족 물질이 거의 포함되어 있지 않거나 아예 포함되어 있지 않습니다. 방향족 물질은 연료의 밀도와 일부 엘라스토머 씰의 팽창 거동에 영향을 미치므로, 방향족 또는 사이클로파라핀 함량이 부족할 경우 재료 호환성 문제가 발생할 수 있습니다 (Faulhaber 외, 2023). 씰 팽창 현상은 중요하지만, 이것이 현재 혼합 비율 제한의 유일한 이유는 아닙니다. 밀도, 증류 특성, 재료 호환성, 연소실 가동성, 배출 가스, 그리고 완료된 ASTM D4054 인증 프로그램의 범위 역시 중요한 요소입니다. 따라서 FAA 연구에서는 50%를 초과하는 혼합물에 대해 평가 중인 여러 장애 요인 중 하나로 씰 거동을 언급하고 있습니다 (FAA, 2024).

하나의 경로, 하나의 부속서, 하나의 상한선

승인된 각 전환 경로는 정의된 부속서와 이에 따른 원료, 조성, 시험 및 혼합 요건의 적용을 받습니다. 합성 성분이 혼합되고 완제품 연료가 요구되는 D7566 및 D1655 특성을 충족하면, 해당 연료는 기존 규격에 부합하는 제트 연료로 재분류되어 취급될 수 있습니다. 분자 구조가 석유 유래 연료의 분자와 동일할 필요는 없으나, 완제품 혼합물은 동일한 성능 및 안전 규격을 충족해야 합니다.

100% SAF가 실제로 얼마나 진전되었는가

이 상한치는 오늘날 승인된 사양을 반영한 것이지, 절대적인 물리적 한계를 의미하는 것은 아닙니다. 2023년 11월, 버진 애틀랜틱 항공의 보잉 787 기체가 특별 승인을 받아 100% SAF를 사용하여 대서양 횡단 시범 비행을 성공적으로 마쳤습니다. 영국 교통부는 이 비행에 사용된 연료가 기존 제트 연료에 비해 수명 주기 동안 약 70%의 온실가스 감축 효과를 가져온 것으로 추정된다고 보고했습니다 (영국 교통부(2023년). 이번 시범 운영을 통해 혼합되지 않은 지속 가능한 항공유(SAF)에 대한 전 기단 차원의 일상적인 승인이 확정된 것은 아니며, 더 광범위한 사용을 위해서는 여전히 연료 적합성 평가, 재료 호환성 입증 및 사양 변경이 필요합니다.

지속 가능한 항공 연료 기술을 선택하는 방법

기술 선정은 선호하는 반응기가 아니라, 검증된 자원 및 탄소 집약도 모델을 바탕으로 시작해야 합니다. 아래 표는 주요 결정 요소를 요약한 것입니다. 이후 인증 여부는 광범위한 기술 계열명에서 추론하는 것이 아니라, 구체적인 원료, 중간체, 전환 경로 및 목표 시장을 기준으로 확인해야 합니다.

각 합성 경로별 정제 및 촉매 관련 위험

각 공정 단계는 서로 다른 오염 물질로부터 촉매 또는 연료 사양을 보호합니다. HEFA 전처리 공정은 오일 내의 수분, 인, 금속, 염류 및 극성 화합물을 제거하는 것을 목표로 합니다. 가스화-FT 플랜트는 합성가스(syngas)에서 미립자, 타르, 황, 질소 화합물, 과잉 CO₂ 및 미량의 촉매 독성 물질을 제거해야 합니다. ATJ 플랜트는 탈수 및 정제 공정에서 알코올 순도와 수분 제거 제어에 의존합니다. PtL 시설은 고순도 수소, 조절된 CO₂ 및 깨끗한 합성 중간체가 필요합니다.

흡착제, 가드 베드, 건조 시스템 및 제올라이트 함유 촉매가 모두 기여할 수 있지만, 재료 및 베드 설계는 승인된 공정과 측정된 유체 조성에 따라야 합니다. 3A, 4A 또는 13X 분자 체는 단순히 공정명만 보고 지정해서는 안 됩니다. 압력, 온도, 수분 함량, 탄화수소, 황 및 질소 오염 물질, 재생 방법, 그리고 요구되는 출구 사양에 따라 후보 등급의 적합 여부가 결정됩니다.

SAF 계획이 실패하는 이유: 스트레스 테스트를 통해 검증해야 할 네 가지 패턴

지금까지 이 기사에서 SAF가 기술적으로 취약하다는 점을 시사하는 내용은 전혀 없다. 기록된 실패 사례들은 경제적, 정치적 성격의 것이다. 그렇기 때문에 예산을 배정하거나 주장을 믿기 전에 이러한 실패를 예측할 수 있으며, 따라서 검증할 수도 있다.

패턴 1: 가격-모델 불일치. 단일한 보편적 SAF 프리미엄을 가정하는 모델은 노선, 지역, 계약일, 인증서 가치 또는 원료가 변경되는 즉시 오류가 발생할 수 있습니다. 모든 가격이 동일한 연도, 시장, 경로, 혼합 기준, 인도 기준 및 계약 유형을 사용하는지 확인하십시오.

패턴 2: 정책 의존성. 세액 공제, 의무 규정, 적격 원료 규정 및 수명 주기 평가 방법론이 변화한다. 미국의 경우, 2026년까지 제45Z조 규정과 배출률 지침이 지속적으로 발전해 왔으며, 여기에는 적격 원료의 원산지 및 배출량 산정에 영향을 미치는 변경 사항도 포함되었다 (국세청(2026). 특정 보조금, 의무 규정 또는 탄소 집약도 가정 중 하나가 변경되더라도 프로젝트가 지속 가능한지 확인하십시오.

패턴 3: 원료 공급 부족. 폐지질, 저탄소 알코올, 청정 전력, 재생 수소, 그리고 적합한 CO₂는 각각 경쟁 관계에 있는 사용자들이 있습니다. 공급 계약 기간이 얼마나 되는지, 어떤 품질 범위가 보장되는지, 그리고 원료가 변경될 경우 수율과 운영 비용에 어떤 변화가 발생하는지 확인하십시오.

패턴 4: 발표 용량 부풀리기. IATA는 발표된 명판 용량과 실제 SAF 생산량을 구분하는데, 이는 프로젝트가 최종 투자 결정 단계에 이르지 못할 수도 있고, 공장이 설계 가동률 미만으로 운영될 수 있으며, 재생 가능 정유소가 생산 품목 구성을 디젤이나 나프타 쪽으로 전환할 수 있기 때문이다 (IATA(2026년). 해당 주장이 발표된 용량, 가동된 용량, 또는 인도된 톤수를 가리키는 것인지 확인하십시오.

이러한 위험 요소들이 SAF가 기술적으로 검증되지 않았음을 의미하는 것은 아닙니다. 여러 생산 공정이 인증을 받아 가동 중이며, 일부는 시범 단계나 초기 상용화 단계에 머물러 있습니다. 향후 해결해야 할 과제로는 비용 절감, 원료 유연성 확보, 플랜트 통합, 추가 생산 공정의 인증 획득, 그리고 현행 혼합 한도를 초과하는 연료에 대한 보다 광범위한 승인 등이 있습니다.

SAF 공장을 건설하거나 매입하려는 경우 이것이 의미하는 바는 다음과 같습니다.

먼저 원료 사양, 목표 시장, 수명 주기 분석 방법론 및 승인된 전환 경로를 확정하십시오. 그런 다음 오염 물질 허용 범위, 유틸리티 가용성, 제품 라인업, 터다운 요구 사항 및 재생 전략을 정의하십시오. 이러한 입력 사항에 따라 프로젝트에 지질 전처리, 합성가스 정제, 알코올 건조, 수소 정제, CO₂ 처리 또는 이러한 기능들의 조합이 필요한지 여부가 결정됩니다.

흡착제 및 제올라이트 함유 촉매 재료는 일반적인 공정 명칭보다는 측정된 공정 조건을 기준으로 선정해야 합니다. 견적 요청서(RFQ)에는 유체 조성, 압력, 온도, 수분 및 오염물질 함량, 요구되는 출구 사양, 예상 사이클 기간, 재생 방법, 입자 크기 제한, 압축 강도 및 허용 마모도가 명시되어야 합니다. 실험실 평형 데이터만으로는 실제 규모의 작동 용량이나 촉매 수명을 보장하는 것으로 간주해서는 안 됩니다.

JALON은 다음의 초기 선별을 지원할 수 있습니다. 분자체 및 제올라이트 물질 관련 건조, 정제 및 촉매 개발 업무를 위해. 실제 공정 조건과 목표 사양을 공유하여 기술 팀이 후보 물질을 선정하고, 이용 가능한 특성 분석 결과 및 배치 문서를 제공하며, 시료 검증 계획을 수립할 수 있도록 해야 합니다. 최종 승인은 공정 라이선스 제공업체, EPC 설계 및 응용 분야별 테스트와 일관성을 유지해야 합니다.

참고 문헌

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