노르웨이선급 DNV가 발간한 표제 자료를 붙임 소개합니다. DNV는 해상 연료를 육상 및 항공과 비교하여 조망할 수 있도록 수송 분야 전체 차원에서 관련 보고서를 작성한 것으로 보입니다.  이 보고서의 주요 내용은 아래와 같습니다.

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전체 CO2 배출 중 수송 분야의 비중은 현재 25%이지만 2050년까지 30%로 증가할 것으로 예상된다. CO2 배출과 관련된 수송 분야의 중요 문제점은 도로 운송의 78%가 2050년까지 전기 자동차로 혁신되더라도, 여전히 전체 수송의 많은 부분을 화석 연료에 의존해야 한다는 것이다.

향후 30년 동안 수송 서비스는 크게 성장할 것이다(도로 차량 수는 대략 두 배, 항공 여객 수는 130% 증가, 해상 화물 총량은 35% 증가 예상). 하지만, 전반적인 수송 분야의 에너지 수요는 전기화에 따른 효율성으로 2020년의 105 EJ/년에서 2050년에 약간만 증가한 114 EJ/년이 될 것이다.

해운의 경우, 오늘날 거의 전적으로 화석연료에 의존하는 것에서 메탄, 메탄올 또는 암모니아와 같은 하나 이상의 대체 연료를 점차적으로 사용하게 될 것으로 예상된다. 또한 이는 관련된 새로운 항만 벙커링 인프라 및 선내 기술의 변화를 필요로 한다.

2050년까지 수송 분야에서 지속 가능한 에너지원 사용에 대한 중요 요소는 ①에너지원의 가용성(Availability) ②기술 개발(Technology development) ③비용(Costs) ④정책 추진 요인(Policy drivers) ⑤예상 수용 가능성(Likely uptake) ⑥전기화 영향(Electrification)이다. 이러한 요소를 감안해서 CCS, 화석연료, 전기, 바이오연료, 수소별 수송 에너지의 전망을 살펴 본다.

1. CCS의 한계

수송 분야는 온실가스가 분산되어 배출된다는 특징을 가지고 있다. 강철 공장과 같은 단일 지점 출처의 배출은 탄소 포집 및 저장(CCS) 장치를 갖추어 출처에서 배출량을 줄일 수 있다. 이와 달리 수송 분야의 탄소 배출을 제로로 줄이는 것은 이와 같은 방법으로는 불가능하거나 매우 어려운 과제다. 선박에서 탄소 포집 및 저장(CCS)을 시도하고 있지만, 전체 해상 운송 기술에 이를 적용하는 것은 현실적으로 불가능할 것으로 예상된다. 즉, CCS는 탄소 중립 연료가 부족한 경우에나 GHG 배출 감소를 달성하는 데 중요 보완적 역할을 할 수 있다는 말이다.

탄소 포집 및 저장(CCS)은 비행기에 적용될 수 없을 뿐만 아니라 도로를 달리는 10억 대 이상의 차량에도 적용할 수 없다. 수송 분야의 탄소 배출을 제로로 줄이기 위한 단일 솔루션은 바이오 물질, 신재생 전기, 지속 가능한 CO2 및 물만으로부터 생성된 지속 가능한 탄소 액체 연료를 사용하여 실현될 수 있다. 그러나 원료의 가용성과 가치 사슬의 효율성 부족은 그 사용을 심각하게 제약한다. 따라서, 배터리 전기차, 연료전지 전기차 및 바이오 또는 수소 기반의 저탄소 또는 제로 카본 연료와 같은 다양한 솔루션이 필요하다.

2. 화석연료

2050년까지 석유 수요는 절반으로 줄지만, 항공‧해상운송과 전기 인프라가 부족한 지역의 도로 운송에서는 화석 연료가 지속적으로 사용될 것이다. 석유 사용량의 감소는 도로 운송에서 가장 크다. 85 EJ에서 2050년에는 42 EJ로 감소하여, 그 비중은 91%에서 57%로 줄어들 것이다.

석유는 높은 에너지 밀도와 성숙한 인프라를 가지고 있지만, 비용 측면에서 전기가 갖는 우수한 효용성 때문에 그 지위가 위협받고 있다.​

항공 유류 사용은 2050년까지 거의 평행 수준을 유지할 것이며, 항공 운송의 나머지 성장 부분은 바이오 연료와 e-fuel이 담당하게 될 것이다.

해운 분야는 오늘날 대부분(92%) 석유 기반이지만, 2050년에는 석유가 낮은 점유율 11%(낮은 케이스 0%, 높은 케이스 41%)를 차지하게 된다. 가스는 오늘날 6% 점유율에서 2050년에는 19% 점유율(낮은 케이스 0%, 높은 케이스 36%)로 중요성이 커질 전망이다.​

3. 전기

전기는 도로 운송을 혁신할 것이며, 이전에 전기화 하기 어려운 고중량 트럭 및 단거리 항공 운송과 같은 분야에서도 점점 많이 사용되고 있다. 전기가 차지하는 비중은 현재 1%에서 2030년에는 4%로, 2050년에는 23%로 증가할 것이다.

2050년에는 전기가 도로 운송 분야의 에너지 수요의 1/3을 충당하지만, 항공 운송의 2% 및 해상 운송의 4%를 차지하는데 불과할 것이다..

육상과 달리, 원양 해운은 많은 량의 전기 배터리가 필요해서 현재의 기술 전망으로는 주로 근해 해운과 항구 체류에서만 전기 배터리 활용이 예상되기 때문이다.

4. 바이오연료

바이오연료는 지금 즉시 혼합 사용이 가능한 대체 연료이지만, 지속 가능성을 확보하는 것이 중요한 과제다. 이미 항공 및 해운에서 첨단 바이오연료의 지속 가능한 원료에 대한 치열한 경쟁이 진행 중이다.

1세대 바이오연료는 도로 운송을 중심으로 전기로 대체될 것이다. 정책 규제와 소비자 요구는 첨단 바이오연료의 개발(즉, 폐기물 스트림에서)과 채택을 촉진할 것이다. 2050년까지 항공 에너지 수요의 4분의 1을, 해상 운송 에너지 수요의 5분의 1을 커버할 수도 있다.

5. 수소

수소와 e-연료의 생산에는 매우 많은 에너지가 필요하며, 2030년대 중반에 가서야 선박 및 항공에서 확대 적용될 것이다. 잉여 전력이 충분히 확보되어 대규모 수소생산이 가능할 때까진 재생 에너지는 직접적인 전기 사용을 위해 우선시되어야 한다.

수소는 무거운 중량의 장거리 육상 운송 구간에서 중요할 것이지만, 현재 전기에 의해 그 역할이 이미 도전받고 있다. 항공에서의 e-연료 사용은 이번 20년대 내에 시작되어 2050년에는 항공 연료 중 13%의 점유율을 차지할 것이다.

장거리 해운 분야에서 탄소 배출을 줄이는 대안이 제한적인 현실 속에서, 수소 기반 연료 (예: 암모니아 및 메탄올)가 2050년에 연료 혼합물의 50%를 대체할 수 있다.