최근 뉴욕에서 미국 스타트업 에어셀라(Aircela)가 공기에서 직접 휘발유를 생산하는 기계를 공개 시연했다.
특히 이 기술은 단순한 프로토타입이 아니라 실제 작동하는 완성된 시스템이라는 점에서 주목받고 있다. 에어셀라의 공동창립자 에릭 달그렌(Eric Dahlgren) CEO는 “프로토타입이 아닌 실제 작동하는 기계를 만들었다”고 강조했다.
▲ 에어셀라(Aircela) 사옥 옥상에서 공개된 벌집 모양의 공기-휘발유 변환기
에어셀라의 기술은 직접공기포집(DAC) 방식을 활용해 공기 중 이산화탄소를 추출하여 이를 연료로 변환하는 방식이다.
첫 번째 단계에서는 수산화칼륨 용액을 사용해 공기 중 CO2를 포집한다. 두 번째 단계에서는 재생에너지를 이용한 물 전기분해로 수소를 생산한다. 마지막으로 포집된 CO2와 수소를 결합해 메탄올을 만든 후 이를 휘발유로 변환한다.
현재 에어셀라 기계의 성능을 보면 하루에 10갤런(약 38리터)의 CO2를 처리해 1갤런(약 3.8리터)의 휘발유를 생산할 수 있다.
기계 크기는 상업용 냉장고 정도로 컴팩트하며 모듈식 설계로 어디든 설치 가능하다. 하지만 일반 승용차 연료통을 채우려면 며칠이 걸린다는 한계가 있다.
▲ 측면에서 본 기계의 내부
가장 큰 문제는 경제성이다. 에어셀라는 이 기계를 대당 15,000~20,000달러(약 2,020만~2,700만원) 선에서 판매할 계획이라고 밝혔다.
기계 자체의 가격도 비싸지만 현재 합성연료 생산비용은 현재 리터당 5,000원 수준으로 기존 휘발유(1,500원) 대비 3배 이상 비싸다. 2030년에는 3,000원, 2050년 목표가격은 1,800원으로 설정되어 있지만 그래도 여전히 높은 수준이다.
에어셀라 기술의 장점으로는 기존 주유소와 차량을 그대로 사용할 수 있고, CO2 순환으로 탄소중립을 달성할 수 있다는 점이다. 또한 황이나 중금속 등 유해물질이 없는 청정연료를 생산한다.
하지만 1리터 생산에 3~5배의 에너지가 필요하고, 하루 3.8리터 생산량으로는 상용화에 한계가 있다. 이를 바탕으로 계산하면, 기계값을 회수하기까지 상당한 시간이 소요될 것으로 예상된다.
▲ 완성된 휘발유를 주유기로 병에 담는 모습
러시아 과학원의 안톤 막시모프(Anton Lvovich Maximov) 연구소장은 “화학적으로는 가능한 기술이지만 경제성이 문제”라고 지적했다. 공기 중 CO2 농도가 0.04% 수준으로 매우 낮아 대량의 공기 처리가 필요하다는 것이다. 국제에너지기구(IEA)도 직접공기포집 기술이 기후변화 대응의 핵심 기술이라고 평가하면서도 현재 비용이 톤당 600~1000달러로 매우 높다고 분석했다.
에어셀라는 독립형 오프그리드 태양광 패널에 연결할 경우 1갤런당 에너지 비용이 약 1.5달러(약 2,060원)에 불과할 것으로 예상된다고 주장하지만, 이는 전력비용만을 고려한 것이다. 실제로는 기계 감가상각비, 유지보수비, 수산화칼륨 용액 보충비 등 추가적인 비용이 발생한다.
현재 에어셀라만이 이 분야에 뛰어든 것은 아니다. 빌 게이츠가 투자한 캐나다의 카본 엔지니어링은 2020년부터 에어투퓨얼 기술을 실증하고 있고, 스위스 클라임웍스는 직접공기포집 기술 분야의 선도 기업이다. 포르쉐와 아우디 같은 자동차 제조사들도 e-fuel 프로젝트를 진행 중이다.
에어셀라는 2025년 가을부터 대량 생산을 시작해 2026년 말 미국 일부 지역에서 제한적 상업 출시를 목표로 하고 있으며, 현재는 베타 파트너들과 실증 테스트를 진행 중이다. 하지만 경제성과 효율성 문제를 해결해야 실제 상용화가 가능할 것으로 보인다.
전문가들은 이 기술이 전기차와 직접 경쟁하기보다는 기존 내연기관 차량의 친환경 대안으로 자리잡을 것으로 예상하고 있다. 특히 전기화가 어려운 대형 트럭, 선박, 항공기 분야에서 먼저 적용될 가능성이 높다. 이후 재생에너지 비용 하락과 기술 발전으로 경제성이 개선되면 더 넓은 활용이 가능해질 것으로 보인다.