대학생신재생에너지기자단 :: 당신이 사용하는 제품은 얼마나 환경적인가 - 전과정평가(Life Cycle Assessment)에 대해
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당신이 사용하는 제품은 얼마나 환경적인가 - 전과정평가(Life Cycle Assessment)에 대해



 1  홈커밍데이 행사 진행  종이컵 대신 텀블러 혹은 개인 컵을 사용하는 인원에게 소정의 경품을 수여하는 이벤트를 진행했었다. 재생에너지를 표방하는 단체이기에 참신한 기획이라고 생각했고, 단원들의 반응도 긍정적이었다. 하지만 ‘머그컵,텀블러가 종이컵보다 얼마나 친환경적인가?’라는 의문을 가지게 되었는데, 정확히 어느 항목에서 어느정도 양의 차이를 보이는지에 대한 정보가 전무했기 때문이다. 현재 정부 기관  환경단체에서는 일회용  사용을 줄이기 위한 캠페인 등을 통해 재사용 가능한 (혹은 텀블러) 활용을 장려하고 있는 추세인데, 재사용 가능한 컵은 종이컵(혹은 일회용 ) 비해 얼마나 친환경적일까?

 

[그림.1 종이컵을 줄이면 환경을 살린다?]

출처: 에너지공단 상상에너지 공작소



LCA? 재료, 에너지, 오염

  

 Guardian 지 실린 기사를 인용하면, Martin B Hocking (University of Victoria in Canada) 연구진이 LCA(Life Cycle Assessment) 통해 재사용 가능한 컵과 일회용 컵의 환경성을 비교한 연구를 진행했었고, 세라믹, 유리 등으로 제조된 재사용 가능한 컵들이 종이, 펄프 등으로 제조된 일회용 컵들에 비해 제조 과정의 에너지 사용량이 훨씬 크고, 세척시  많은 환경오염을 유발한다고 한다. 종이컵 대신 머그컵 혹은 텀블러를 사용하는 것은 대부분의 사람들이 생각하는  만큼 친환경적이지 못하다는 결론을 도출했다.  기사에서는 일회용  사용을 규제하기보다 재활용이 쉽고 환경적인 일회용 컵을 만들어 쓰는 것이 현명한 대안이라고 주장한다.

 그렇다면 연구결과를 도출하는  쓰였던 LCA 무엇을 의미하는가?  과정 평가(life-cycle assessment)는 제품 또는 시스템의 원료채취 단계, 가공, 조립, 수송, 사용, 폐기 등의 모든 과정에 걸쳐 에너지와 광물자원의 사용과 이로 인한 대기  수계, 토양으로의 환경 부하량을 정량화한다. 그리고 이들이 환경이 미치는 잠재적 악영향을 규명하고, 환경부하가 환경에 미치는 영향을 평가하여, 이를 저감, 개선하고자 하는 기법이다.

 이 기법의 대상으로는 단순한 제품에서 복잡한 시스템에 이르기까지 목적에 따라 자유롭게 설정할 수가 있으며, 환경에 대한 영향은 국지적인 환경오염물의 배출뿐만 아니라 자원,에너지의 소비 또는 인간의 건강,생태학적 영향까지 포함한다.  기법의 목적은 인간활동의 다양한 국면에서 환경적인 방향의 의사결정을 돕는다. LCA 관련된 투입물과 산출물에 대한 목록을 작성하고 이들과 연관된 잠재적인 환경영향을 종합적으로 평가하며, 제품의  환경적인 측면과 잠재적인 환경영향을 평가한다. 기본적인 구성은 목적  범위의 설정, 목록분석, 영향평가, 결과해석으로 이루어져 있다.



[그림.2 전 과정 평가 과정]

 출처: 국립수산과학원

 


단계별 분석 과정


 첫 번째 단계는 목적  범위설정 단계이다. 여기에서는 연구의 목적, 범위, 기능단위(functional unit) 등을 정하는데 연구의 범위  정도를 가다듬는 것이다. LCA  사용목적에 따라 수집하는 자료, 분석방법, 결과가 다르기 때문에 목적성이 명확해야 한다. 설정된 목적을 만족시키는 데이터나 타당한 가정을 구하지 못할 경우는 목적  범위 정의 단계가 다시 수정되거나 연구가 철회되고 다시 시작된다.

 두 번째 단계는 목록분석을 만드는 것이다. 상품, 포장, 공정, 물질, 원료 활동에 의해 발생하는 에너지  천연원료 요구량, 대기오염물질, 수질오염물질, 고형폐기물 배출량, 환경오염부하량 등에 대한 기술적, 통계적 자료구축과정이다.

 세 번째 단계는 영향평가 단계로 목록에서 제시된 항목에 가중치를 제시하는 과정이다. 일반적으로  단계는 특정한 잠재적인 환경영향들과 목록 데이터를 연결하고 이들의 영향을 이해하는 것을 포함한다.  일반적인 영향평가 단계는 다음과 같다.


- 영향범주에 따른 목록 데이터의 분류 (classification)

- 영향범주들 내에서 목록 데이터의 모델링 (characterization)

- 영향 범주의 정규화 (normalization)

- 필요시에 결과들의 종합적인 가중치 부여 (weighting)

 

 이렇게 영향평가까지 마친 LCA 결과는 의뢰자(Client)에게 결론과 조언의 형태로 전달되며, 네 번째 단계로 전과정 결과해석이라고 한다. 전과정 결과해석은 신뢰성을 주기 위해 설계된 정보가 의사결정자에게 원활히 전달되도록 연결시켜 주는 단계이다.

 


 과정 평가적 사고의 중요성, 실제 사례


 전 과정 평가가 에코 디자인에 반영된 가장 대표적인 사례로는 Dyson사에서 진행한 핸드 드라이어를 예로 들 수 있다. 우선 목표와 범위는 다음과 같다. 목표는 환경에 미치는 영향이 작은 핸드 드라이어를 생산하기 위함이다. 범위는 알루미늄 커버의 핸드 드라이어에서 부터 플라스틱 커버의 핸드 드라이어, 회사에서 개발한 친환경 핸드 드라이어, 일반적인 핸드 드라이어, 100% 재활용 재료료 만든 페이퍼 타월, 재활용 없이 실제 제조로 만든 페이퍼 타월,  수건에 이르기까지 총 7개의 물품이 환경에 미치는 영향을 모두 비교하는 것으로 설정되었다.

 또한 기저귀 종이기저귀의 환경성 논란에서도 전 과정 평가 기법이 사용되었다. 프랭클 연구소 조사 결과에 의하면 에너지 소비량은 기저귀가 종이기저귀의 1.14배~1.27, 쓰레기 발생량은 종이기저귀가 천기저귀보다 2, 물소비량은 천기저귀가 종이기저귀의 2.1~2.5배이였다. 반면 NADS(미국 기저귀협회) 연구 자료에 의하면 에너지 소비량은 종이기저귀가 제조공정에서 천기저귀보다 6  많고, 세탁공정을 포함해도 천기저귀의 에너지 소비는 종이 기저귀의 80% 정도, 쓰레기 발생량은 종이 기저귀가 천 기저귀에 비해 제조공정에서 3, 폐기  7  배출, 물소비량은 천 기저귀가 많으나 수질오염 부하는 종이 기저귀가 높은 것으로 나타났다. 국내의 서울시립대학교에서 국내 여건을 고려하여 수행한 LCA 결과에 의하면 에너지 소비량은 천기저귀가 종이기저귀에 비해 약간 우수,  소비량은 기저귀가 종이기저귀보다  2 더많이 소비되었고, 대기오염 부하는 종이기저귀의 경우 일산화탄소, 분진 배출이 두드러지고, 질소산화물이나 아황산가스, 탄화수소 등은 종이기저귀가 천기저귀와 비슷하게 부하되는 것으로 나타났다.

 전과정 평가의 일반 기준으로는 완전성, 투명성, 일관성을 요구하고 있다. 특히 투명성에 대해서 물질  에너지 영향 그리고 가정 (assumption)  대해서 명확히 기술할 것을 요구하고 있다. 하지만 가정은 주관적인 요소가 첨가될  밖에 없다. 앞서 서술한  기저귀와 종이 기저귀 환경성 평가 사례에서도 언급되었듯  과정 평가의  번째 범위설정부터 마지막 단계인 결과해석까지 명확한 답이 주어져있지 못하며 연구자의 주관이 개입될 뿐 아니라, 사용되는 기법, 데이터베이스에 따라 전혀 다른 분석결과를 나타낼  있다.

 친환경성은 엔지니어링 혹은 제품 개발 과정에서 고려해야  가장 중요한 요소  하나이다.  LCA 통해 ‘얼마나 친환경적인가?’ 대한 정량적인 분석이 가능하며, 제품의 환경성을 넘어 잠재적인 환경영향까지 확인할  있다. 명확하고 투명하고 일관적인 가정을 통해 제품의 Life Cycle 분석한다면, 정량적이고 합리적인 개발, 소비, 폐기, 재활용의  과정을 디자인   있을 것이다.



참고 문헌  출처 

* 환경정책과 LCA(Life Cycle Assessment) - 최주석


* 일회용 기저귀와  기저귀의 환경성 비교연구 - 최예용


* 전과정평가(LCA)기법 적용을 위한 전략적 제품  적용우선순위 선정에 관한 연구


(Study on selection of strategic products andprioritization for Life Cycle Assessment) - 환경부


* How to Ecodesign? - U Tischer, E schmincke, F. Rubik


* https://www.theguardian.com/environment/2011/jul/24/ethical-dilemma-paper-cups-ceramic - The Guardian 






                 


 

                       



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  1. BlogIcon [R.E.F. 12기 이성혁] R.E.F. 12기 이성혁 2018.03.13 00:00 신고  댓글주소  수정/삭제  댓글쓰기

    엔지니어로서 생각해야 할 설계가 많은데(외형, 최적화 등) 환경면에 있어서 LCA 디자인이라는 것도 있다는 사실을 알게 되었고, 미래세대에게 지금 우리가 누리고 있는 환경을 물려주기 위해서 앞으로 엔지니어들이 꼭 고려해야하는 설계라는 생각이 드네요. 항상 어디서 주제를 가지고 오는지 궁금해요 공유좀 합시다 ㅡㅡ