30-40년, 친환경 인프라 도입 비중 확대, 40-50년 친환경 운송수단으로 완전 전환

바이든 행정부가 2023년 1월 10일 ‘2025 운송수단 탈탄소화 계획(The U.S National Blueprint for Transpo
rtation Decarbonization)’을 발표했다. 동 계획은 2050년까지 미국 전역의 운송부문 온실가스(GHG) 감축을 목표로, 2030년까지는 내연기관 자동차 비중을 낮춰가며 연구 개발 및 투자 확대로 친환경 인프라를 구축하고, 2030-40년까지는 친환경 인프라의 도입 비중을 확대하며 사회적 변화를 가속할 방침이다. 2040-50년까지는 친환경 운송수단으로의 완전한 전환을 지향하고 있다. 
이 청사진은 2050년까지 지속 가능한 운송시스템으로 전환하기 위해 필요한 전략과 목표를 명확히 하고, 모든 운송수단에 대한 기존 목표와 지속적인 노력을 구축하고 확장하고 있다. 전략은 크게 ‘편리성(Convenient)’ ‘효율성(Efficient)’ ‘청정(Clean)’ 세 단계로 구분되며, 그중 ‘청정’ 부문에서는 상업용 트럭, 해양 운송수단, 항공 등에 무공해 연료를 제공할 인프라를 구축해 대부분의 운송수단에 친환경 에너지 옵션을 선택할 수 있는 환경을 제공하는 것을 최종 목표로 삼고 있다.

2050년까지 순배출 제로를 달성하려면 모든 부문에 걸친 대대적인 변화와 이들 간의 효과적인 통합이 필요한데 청사진은 운송 부문의 사용 단계에서부터 배출량을 줄이는데 중점을 두고 있다. 청사진에서는 “운송 부문의 탈탄소화에는 모든 각도에서 문제에 접근하는 전략과 조치가 필요하다”고 강조하며 “10년 동안 단기 배출량 감축 목표를 달성하는 것은 2050년까지 경제 전반에 걸쳐 탄소 배출량 제로에 도달하는 경로를 가능하게 하는데 필수적”이라고 밝혔다. 또한 “2030년과 2050년 목표를 달성하기 위해 광범위한 기술과 솔루션을 개발, 배치 및 통합해야 한다. 향후 30년 동안 우리의 교통 시스템을 변화시키는 것은 복잡한 노력이 될 테지만, 포괄적이고 조정된 접근 방식을 취함으로써 해결할 수 있고, 해결해야 한다”며 “더 나은 운송옵션을 제공하고, 불평등을 줄이며, 미래 세대를 위해 지구의 건강을 보장하는 저렴하고 청정한 운송솔루션으로 전환해야 한다. 행동할 시간은 지금이다”라고 강조했다. 한편 동 청사진은 계속해서 업데이트되고 보완될 예정이다.

GHG 배출량, 중대형 트럭·차량 21%, 철도 2%, 해양 3%, 항공 11%
미국, “해양 탈탄소화 위한 ‘최선의 경로’ 불분명, 

안전·운영표준 제정으로 신기술 채택 더뎌”
미국의 운송을 탈탄소화하려면 편의성을 높이고 효율성을 개선하며 청정한 운송옵션으로 전환해야 한다. 미국의 운송에는 △일반차량 △중대형 트럭 및 차량 △중장비 △오프로드 차량 △철도 △해양 △항공 △파이프라인 7개의 분야가 있다. 각 운송분야별 전체 GHG 배출량은 중대형 트럭·차량이 21%, 해양 3%, 철도 운송 2%, 항공 11% 등을 차지하고 있다. 이에 미국 정부는 각 운송 부문별로 탈탄소화 전략을 수립했으며, “일부 분야에는 이미 산업을 변화시키고 있는 순 제로배출 기술이 있지만, 기술이 없는 분야는 탈탄소화의 기술을 개발하기 위해 단기적으로 연구의 우선순위를 선정해야 한다”고 제언했다. 
‘해양’ 전략으로는 △2030년까지 전 세계 원양선단의 5% 무공해 연료 사용 △주요 항로로 운송하는 전체 선박 중 최소 200척 무공해 연료 사용 △2030년까지 최소 3개 대륙 아우르는 10개 항만 무공해 연료 공급할 수 있는 인프라 구축 △지속 가능한 연료와 기술에 대한 더 많은 RD&D(연구·개발 및 실증) 수행 △IMO 국가들과 협력하여 2050년까지 국제 해운에서 제로배출 달성 목표 채택을 통해 미국의 상선 운영자가 GHG 배출량을 낮추도록 장려할 방침이다. 현재 미국 해양 부문에는 약 1,200만척의 민간 소유 레저보트와 예인선, ‘컨’선 및 페리 등 3만 8,000척의 상선이 있다.

레저용 보트는 일반적으로 휘발유를 사용하는 반면, 대형 선박은 거의 같은 비율의 디젤과 중유에 의존하며, 해양 에너지 중 일부는 액화천연가스(LNG)를 사용하기도 한다. 미국 환경보호국(EPA. United States Environmental Protection Agency)의 추정에 따르면, 미국 선박의 탄소 배출량 중 절반은 국제 선박에서 발생하고, 약 30%는 미국 내 선박에서, 나머지 20%는 레저 보트에서 발생한다. 해양 산업은 국제적인 범위에 있으며, 국제 항해에서 발생하는 온실가스 배출의 가장 큰 부분을 차지하는 만큼 효과적인 탈탄소화를 위해서는 산업 및 지역사회 요구에 부합하는 정부 간 협력이 필요한 시점이다. 미국 정부는 “다양한 잠재적 탈탄소 연료, 기술개발 중인 정책에도 불구하고 해양 부문을 탈탄소화를 위한 ‘최선의 경로’는 불분명하다. 특히 안전·운영 표준이 여전히 제정되어야 할 때 새로운 해양 기술의 채택은 더딜 수 있다”고 우려하며 “2050년까지 해양 부문을 탈탄소화하려면 혁신적인 관행, 표적 규제, 신기술의 혁신과 배치에 대한 강력하고 즉각적인 노력이 필요하다”고 강조했다. 현재 해양 탈탄소화를 지원할 수 있는 연료와 기술에는 △바이오 연료 △암모니아 △수소 △메탄올 등이 있다. 특히 대형 선박의 ‘냉간 아이어닝(cold Ironing)’은 배출을 줄이고 항만의 지역 공기 품질을 크게 개선할 수 있다.

아울러 전기구동장치 하이브리드화, 폐열 회수, 선체 설계, 코팅 개선, 고효율 공기조화기술(HVAC. heating, ventilation, & air conditioning), 전력관리시스템 등 전체적인 선박 효율성 향상에 도움을 줄 수 있는 많은 기술 또한 많이 있다. 태양열, 풍력, 원자력 등 재생에너지에 대해서는 연료 소비를 상쇄하기 위해 보조적인 추진력 또는 보조적인 발전을 제공하기 위해 연구되고 있으며, 연소 후 배기가스 처리 조치는 기준 오염물질의 배출을 제한할 수 있어 잠재적으로 CO2 배출량의 일부 또는 전부를 포집할 수 있다. 미국 정부는 “효과적인 탈탄소화 전략 및 규정을 개발하고 시행하기 위해서 연방 정부와 선박 소유자·운영자, 항만, 터미널 운영자 및 에너지 제공자와 같은 주요 외부 이해관계자 간의 조정이 필요하다”며 “해양 부문의 국제적 특성을 감안할 때 산업 과제와 요구 사항을 더 잘 이해하고 저탄소 해양 운영으로 전환하는 데 필요한 투자를 진행하기 위해 국내외 이해관계자와의 협력을 구축하는 것이 필수”라고 강조했다. 한편, 미국 에너지부(DOE. Department of Energy)는 2030년까지 전 세계 원양선단의 최소 5%를 무공해 연료로 전환하고 3개 대륙의 최소 10개 항만에서 무공해 연료를 공급할 수 있도록 하는 것을 목표로 하는 ‘이노베이션 무배출 해운 미션(Mission Innovation Zero-Emission Shipping Mission)’을 공동 주도하고 있다. 특히 미국은 기존의 또는 새로운 프로그램을 통해 자금을 조달하여 해양을 위한 친환경 기술·연료, 친환경선박 개조·전환, 충전·급유 인프라에 투자하고 있다.

예를 들어 미국의 인플레이션 감소법(Inflation Reduction Act)의 항만 관련 자금은 기후행동계획을 개발하고 배출제로장비를 구매하기 위해 할당되며, PIDP(Port Infrastructure Development Program)는 항만과 터미널 인프라 개선에 대한 보조금을 제공한다.
‘중대형 트럭과 차량’의 배출량 감축 목표로는 △2030년까지 신차 판매의 30%, 2040년까지 100% 제로배출 달성 △2035년까지 100% 연방정부 조달 차량 제로배출 달성이 있다. 미국의 육상화물차량은 GHG 배출의 가장 큰 원인이며, 특히 대형 화물차량은 탈탄소화하기 어려워 운송이 약 10%에 해당하는 일부가 총 중대형 트럭·차량 배출량의 약 50%를 차지한다. 현재 육상에 있는 모든 중대형 트럭·차량은 디젤(81%), 가솔린(17%), 천연 가스(1%)를 연료로 하는 내연기관에 의존하지만, 많은 제조업체는 배터리 전기 또는 수소연료전지를 사용하는 순제로 배출 중대형 트럭·차량에도 많은 투자를 하고 있다. 또 다른 제조업체들은 연료 전지를 이용한 수소 동력 열차에 투자하고 있으며, 아직 화물 용도로는 사용할 수 없지만 더 넓은 범위와 더 빠른 급유시간을 필요로 하는 미래의 장거리 운행에 매력적으로 평가받고 있다.

미국 정부는 “2030년과 2050년 목표를 달성하려면 디젤과 휘발유에 대한 현재 중대형 트럭·차량의 의존도가 무공해 차량과 지속 가능한 연료로 전환돼야 한다”며 “중대형 트럭·차량 부문이 탈탄소화하기 위해서는 청정 수소 및 지속 가능한 연료의 사용뿐만 아니라 저비용 및 고에너지 밀도 배터리 및 연료 전지 응용을 위한 연구, 설계 및 개발을 지속해서 지원하는 것이 중요하다”고 강조했다. 예를 들어 DOE는 화물 트럭 전기화를 목표로 하는 ‘SuperTruck 이니셔티브’를 지원하기 위해 수억 달러를 투자하고 있다. 또한 미국은 운송시스템 운영을 개선하고 최적화하여 에너지 사용과 배출량을 줄일 방침이다. GHG를 줄일 수 있는 공급망 관리 개선에는 가능한 한 화물 만재상태로 이동할 수 있도록 하고 차량 이동경로를 최적화하는 것과 같은 차량 및 인프라 활용률 개선전략이 포함된다. 대표적으로 EPA의 ‘SmartWay 프로그램’은 기업이 보다 효율적인 모드, 운송업체, 장비, 운영 전략, 연료절약기술을 선택함으로써 화물 운송의 지속 가능성을 개선하도록 지원하고 있다. 이러한 시스템 수준 및 설계 솔루션은 2050년까지 GHG 배출량을 약 5-15% 감소시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있으며, 상당한 추가적인 비용 절감 효과도 제공한다. 한편, 산업계는 가능할 경우 화물운송의 일부를 트럭에서 철도나 해상으로 이동시키는 방안도 고려하고 있다. 화물의 경우 차량은 중앙연료공급시설을 활용할 수 있기 때문에 항만에서 많은 양의 화물을 운반하는 대형 트럭창고와 주요 트럭통행로에 초점을 맞출 필요가 있다.

‘철도’ 전략으로는 △구체적인 목표 설정 △기술 경로를 개발하고 효율성 및 무배출 차량 목표 설정 위해 자원 집중 △도로 차량의 배기가스 배출 줄이기 위해 승객 및 화물 운송에 사용 확대 권장이 제안됐다. 미국은 세계에서 가장 넓은 철도 네트워크를 보유하고 있으며 주로 화물 이동을 지원하는데 사용된다. 철도는 톤 마일 단위로 미국 화물 운송의 28%를 차지하지만, 화물 운송보다 훨씬 높은 효율성 덕분에 미국 전체 GHG 배출량의 약 2%만을 차지한다. 전 세계적으로 전기 철도기술이 널리 사용되는 반면, 미국에서는 화물철도 운송회사들 대부분이 디젤 기관차를 독점적으로 사용하고 있다. 철도 산업은 현재 전기, 배터리, 수소 연료, 지속 가능한 연료, 하이브리드 솔루션으로 전환하여 톤-마일 기준으로 비교 에너지 사용 우위를 유지할 수 있는 기회를 모색하고 있다. 미국 화물 철도산업에서 사용하기 위한 디젤 대안연료는 주로 시범 단계에 있으며 아직 사용화할 수 없는 단계이다. 지속 가능한 연료는 단기 및 중기적으로 철도 배출량을 줄이는 데 중요한 역할을 할 수 있지만, 현재 비용 경쟁력이 없다. 배출 감소를 극대화할 수 있는 다른 투자에는 전기 기관차 및 대체 연료 철도 차량을 위한 강력한 미국 내 철도 장비 공급망 구축과 지속 가능한 연료의 개발과 배치가 포함된다. 미국 정부는 “GHG 배출량을 줄이고 효율성을 높이는 철도 기술의 배치를 가속화하기 위해 철도 부문 목표와 규제는 투자 위험을 최소화하고 탈탄소화 조치를 촉진하는 데 도움이 될 수 있다”며 “화물 철도연구는 지속 가능한 연료에 초점을 맞추고 새로운 기관차 추진 및 연료 공급 시스템의 설계 및 제조를 포함하여 가장 유망한 탈탄소화 경로를 결정하기 위해 우선시해야 한다”고 강조했다.

‘항공’에서는 △2030년까지 항공 배출물 20% 감소(통상적인 비즈니스 시나리오 대비) △2050년까지 미국 항공 부문의 GHG 배출량 순제로 달성 △2030년까지 연간 최소 30억갤런, 2050년까지 약 350억갤런의 지속가능항공연료(SAF) 생산 지원을 추진한다. 미국 내 상업 항공편의 CO2 배출량은 국제 상업 항공편의 CO2 배출량과 거의 비슷하다. 2021년 미국 항공 기후 행동 계획은 2050년까지 미국 항공 부문에서 순 제로 배출을 달성하기 위한 범정부적 접근 방식을 설명하고 있다. 동 계획은 미국 항공업계가 발표한 개별 및 부문별 약속을 바탕으로 하고 있으며, 미국 내 항공 분야 전반에 걸친 혁신을 촉진하고 변화를 주도하기 위한 구체적인 조치와 정책 방안을 강조하고 있다. 

지속 가능한 항공 연료(SAF. Sustainable Aviation Fuel)는 항공의 장기적인 탈탄소화에 매우 중요하다. SAF는 석유에서 생산되는 기존 제트 연료와 동일한 성능과 안전성을 가진 완전히 교환 가능한 액체 탄화수소 연료다. SAF는 재생 가능한 또는 폐기물 재료로 생성될 수 있으며, 기존 제트연료에 비해 수명 주기 GHG 배출을 최소 50% 감소시키고 저탄소 전기 및 수소 사용 또는 탄소 포집 및 저장(CCS. Carbon Capture and Storage)과 같은 저탄소기술을 사용할 경우 잠재적으로 100% 감소시키는 것으로 나타났다. 현재 항공기에서 100% SAF의 사용을 승인하기 위한 노력이 진행 중이며, 사용이 승인되면, 기본 인프라의 변경 없이 항공의 탈탄소가 가능하다. SAF 외에도 배터리 전기화 및 수소 연료는 석유 기반 항공 연료를 대체할 수 있는 잠재적 옵션으로 여겨지고 있다. 이러한 기술은 단거리 비행과 전용 지역 화물 노선을 탈탄소화함으로써 향후 수십 년 동안 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 전망되고 있다. 현재 500해리 미만의 비행은 운항의 50%를 차지하지만 전체 연료 사용량의 15%에 불과하며, 1,000해리 이상의 비행은 운항의 20%, 총 연료 사용의 65%를 배출하고 있다.