친환경 항공유, 매립지 가스로 생산 실증 '비용 절감'

인투코어테크놀로지에서 구축한 플라즈마 개질 반응기. 한국화학연구원 제공

[파이낸셜뉴스] 음식쓰레기 등 값싼 매립지 가스로 친환경 항공유(SAF)를 저렴하고 안정적으로 생산하는 기술이 실증됐다.

한국화학연구원 이윤조 박사 연구팀은 인투코어테크놀로지와 함께 음식물쓰레기 등 유기성 폐자원에서 나오는 매립지 가스로 항공유를 생산하는 통합공정 실증에 성공했다고 25일 밝혔다.

SAF는 유기성 폐자원이나 바이오매스 등을 활용해 생산되는 재활용 항공유다. 기존 화석 항공유 대비 온실가스 배출을 크게 줄일 것으로 평가되면서 의무 사용도 늘고 있지만, 생산 비용이 높아 일부 항공 요금에 반영되기도 한다.

이번 기술은 음식물쓰레기·가축 분뇨 등에서 나오는 풍부하고 값싼 매립지 가스로 실증한 국내 첫 사례다. 앞서 정유 업계가 폐식용유로 SAF를 만들고 있으나 폐식용유 역시 상대적으로 비싸고 확보가 어렵다.

이번 실증에서 인투코어테크놀로지는 음식물쓰레기 등이 묻힌 지면에서 포집한 매립지 가스를 공급받아 황 성분 등 불순물을 제거하고, 과도한 이산화탄소를 줄이는 전처리 공정을 거쳐 자체 개발한 플라즈마 개질 반응기를 이용해 항공유 생산에 적합한 성질의 중간원료로 바꿨다.

그 뒤 화학연은 ‘피셔-트롭쉬 공정’이라는 오래된 기술을 활용해 기체 상태의 합성가스를 액체 연료로 바꿨다. 화학연은 제올라이트·코발트 기반 촉매를 활용해 고체 부산물 대신 액체 연료가 생산되도록 선택도를 개선했다.

특히 화학연은 핵심 기술로 ‘마이크로채널 반응기’를 적용했다. 연구팀이 개발한 마이크로채널 반응기는 촉매층과 냉매층을 교대로 적층한 구조로, 반응열을 신속하게 제거해 반응 폭주를 억제한다. 집적화·모듈화 설계를 통해 설비 부피를 최대 10분의 1로 줄였다. 추후 생산 규모 확충이 필요하면 모듈을 추가하면 된다는 설명이다.

이번 기술의 실증을 위해 연구팀은 대구 달성군 쓰레기매립장 부지에 약 30평 규모, 2층 단독주택 크기의 통합 공정 시설을 구축했다. 실증 결과 하루 100kg 규모의 지속가능 항공유 생산에 성공했으며, 액체 연료 선택도는 75% 이상을 달성했다. 현재 연구팀은 장기간 운전 조건을 최적화하고, 촉매와 반응기 성능을 추가로 고도화하고 있다.

이번 성과는 향후 분산형 SAF 생산 체계 구축과 국내 SAF 산업 경쟁력 강화에 기여할 것이라는 기대다.

연구팀이 액체 연료를 선택적으로 제조하는 촉매 2개를 개발한 성과는 촉매 분야의 저명한 국제학술지 ACS Catalysis(IF : 13.1) 2025년 11월 내부 표지논문과 연료·환경 분야 국제학술지 Fuel(IF : 7.5)에 각각 게재됐다.

jiany@fnnews.com 연지안 기자

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