미 공군, 대기중 이산화탄소로 제트 연료 만들 계획

미 공군은 공기 중의 이산화탄소를 제트 연료로 전환하기 위해 탄소 변환 회사인 Twelve와 언제 어디서나 연료에 접근할 수 있는 기술을 개발했다.

탄소 포획, 저장 또는 탄소 활용과는 별개로, 탄소 변환은 공기 중의 이산화탄소를 제트 연료를 포함한 거의 모든 화학, 물질 또는 연료로 바꿀 수 있다.

2020년 Air Force Operational Energy는 Twelve가 독점 기술로 이산화탄소를 E-Jet이라는 운용 가능한 항공 연료로 전환할 수 있음을 입증하는 파일럿 프로그램을 시작하도록 승인했다. 

이 프로젝트는 올해 8월에 주요 이정표를 세웠다.

Twelve는 성공적으로 이산화탄소에서 제트 연료를 생산했고, 이 과정이 효과가 있음을 증명했고, 더 많은 양의 합성 탄소 중립 연료를 만들 수 있는 조건을 마련했다. 공군은 성명에서 "이 프로젝트의 1단계는 오는 12월 최종 마무리될 예정"이라고 밝혔다.

공군의 경우 이 혁신의 의미는 심오할 수 있다. 초기 테스트는 시스템이 고도로 배치 가능하고 확장 가능하여 전투원이 전 세계 어디에서나 합성 연료에 접근할 수 있도록 하는 것으로 나타났다. 에너지와 연료에 대한 안정적인 접근은 군사 작전에서 가장 중요하다. 최근의 합동 워게임 및 작전 훈련은 연료 수송, 저장 및 전달이 국내외에서 군대에 미치는 중대한 위험을 강조했다. 

아프가니스탄 전쟁이 한창일 때, 연료 및 수상 수송선에 대한 공격은 사상자의 30% 이상을 차지했다. 그러나 첨단 무기 시스템과 작전에 더 높은 수준의 전력이 필요하기 때문에 연료 수요는 증가할 것으로 예상된다.

현재 미 공군은 국내 및 해외에서 상업용 연료에 의존하고 있다. 공군은 전투원 수요를 충족할 수 있도록 연료를 공급하기 위해 트럭, 항공기 및 선박을 조합하여 사용해야 한다. 그러나 많은 운영 영역이 특히 분쟁 중에 공급망의 기존 액세스 지점에 항상 쉽게 도달할 수 있는 것은 아니다. 

Twelve의 탄소 변환 플랫폼을 사용하면 현장에 고도로 숙련된 연료 전문가가 없어도 배치된 장치가 필요에 따라 연료를 생성할 수 있다. 공군은 일반적으로 연료를 공급하기 어려운 지역의 수요를 줄이기 위해 석유 기반 연료에 대한 추가 공급원을 제공하는 기술의 기회를 보고 있다.

합성 가스로 알려진 일산화탄소와 수소의 혼합으로 생성되는 대부분의 합성 연료는 바이오매스, 석탄 또는 천연 가스를 연소시켜 생성된다. Twelve의 기술은 화석 연료의 필요성을 없애고 대기에서 포집된 이산화탄소를 재활용하고 물과 재생 가능한 전력만을 입력으로 사용하여 이산화탄소를 변환하여 합성 가스를 만들어낸다.

합성가스를 액체 탄화수소 연료로 전환하는 과정은 새로운 것이 아니다. Fischer-Tropsch 합성으로 알려진 다단계 방법은 1920년대 독일 과학자들에 의해 만들어졌으며 제2차 세계 대전 중 독일의 전쟁 노력을 지원했다. 

오늘날에는 운송용 액체 연료를 생산하는 데 널리 사용된다. Fischer-Tropsch 인증 합성 연료는 각 특정 항공기에 대한 '드롭 인' 연료로 승인되었다. 처음에는 상업적으로, 그 다음에는 미군 및 항공기 관련 시스템 프로그램 사무소에서 승인했다. 현재 인증된 가장 높은 혼합은 FT 합성 연료와 석유 연료의 50/50 혼합이다. Twelve의 시스템은 최대 50%까지 석유와 혼합할 수 있는 FT-Synthetic Paraffinic Kerosene을 생산했다.

프로그램의 첫 번째 단계가 2021년 말에 종료되면 공군 운영 에너지 사무국은 합성 연료를 더 많이 생산하기 위해 기술을 확장하는 다음 단계를 고려할 것이다. 이 플랫폼이 확장되면 보다 민첩한 운영을 가능하게 하고, 외국 석유에 대한 의존도를 줄이는 한편, 로이드 오스틴 3세 국방부의 주요 우선 과제인 탄소 배출을 완화할 수 있다.

원격 지역에서 합성 가스 생산에 전력을 공급하는 방법과 필요한 수소를 위한 수원의 출처와 같이 이 기술을 작동시키기 위해서는 답이 없는 질문이 많이 남아 있지만(Twelve는 대기중에서 공정을 위한 물도 포획할 수 있다고 말한다), 팀은 이것이 진정으로 혁신적인 프로그램의 긍정적인 첫 단계라고 본다.