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전과정 평가[LCA(LIFE CYCLE ASSESMENT)]

목차
1. 전과정 평가(LCA)의 정의와 구성 2. 목표와 범위 설정(Goal and Scope Definition) 3. 목록분석(Inventory Analysis) 4. 영향평가(Impact Assessment) 5. 결과해석 (Interpretation) 6. 전과정평가(LCA) 적용사례 7. 주석

1. 전과정 평가(LCA)의 정의와 구성

제품 또는 시스템의 모든 과정인 원료채취 단계, 가공, 조립, 수송, 사용, 폐기의 모든 과정에 걸쳐 에너지와 광물자원의 사용와 이로 인한 대기 및 수계, 토양으로의 환경 부하량을 정량화하고 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. 이 기법의 목적은 인간활동의 다양한 국면에서 환경부하를 저감하는 방향으로 의사결정을 하기 위한 판단재료를 제공하는 데 있으며, 이러한 측면에서의 평가방법이 지역환경문제와 동시에 지구환경문제를 억제하는 데 있어 유효하다. 전과정평가에서는 관련된 투입물과 산출물에 대한 목록을 작성하고 이들과 연관된 잠재적인 환경영향을 평가하며, 연구목적과 관련해서 목록분석 결과와 영향평가 결과를 해석함으로써 제품과 연관된 환경측면과 잠재적인 환경영향을 평가한다. 기본적인 구성은 목적 및 범위의 설정, 목록분석, 영향평가, 결과해석으로 이루어져 있다.

2. 목표와 범위 설정(Goal and Scope Definition)

목표와 범위를 설정하는 과정은 목표와 방법을 정하는 전과정 평가의 한 단계이다. 이 단계에서 결정을 내리는데 이용되는 정보의 타입,결과의 정확도, 전과정 평과의 결과가 해석되는 방법은 꼭 고려되어야 한다. 목표와 범위 설정 단계는 다음과 같이 시작된다. 우선, 프로젝트를 시작함에 있어 프로젝트의 목표를 같은 기능을 하는 두 제품이 환경에 미치는 영향에 대한 평가, 같은 제품을 생산함에 있어 생산공정에서 전기 대신 천연가스를 이용한 공정을 이용할 경우 환경에 미치는 영향의 차이, 혹은 마지막 폐기단계에서 재활용, 소각, 매립 3가지의 비교로 사을 수 있다. 프로젝트의 목표와 범위 설정은 시작단계로서 가장 중요한 단계라고 할 수 있으며, 이 단계에서의 논리에 대해 생각해보는 것은 굉장히 중요하다. 같은 기능을 하는 두가지 제품을 비교하지만 비교가 공정하지 않은 2가지 예를 들어보도록 하자. 첫번째 예는 같은 기능을 할 수 있지만 두 제품중 하나의 제품이 더욱 많은 기능을 가지고 있어 비교가 공정하지 않은 경우이다.. 신문을 보는 것과 태블릿 PC를 통해 인터넷 기사를 읽는 것중 어느 것이 환경에 나을 것인지에 대한 비교를 예로 들자면, 신문을 보는 것은 종이와 잉크사용량이 막대하기 때문에 환경에 대한 영향이 클 것이라고 예상할 수 있고, 태블릿 PC를 쓰는 경우는 전기 사용으로 인해 환경에 악영향을 미칠 수 있을 것이라고 예상할 수 있다. 얼핏 보기에는 같은 기능을 하는 두 제품에 대한 비교라고 생각할 수 있지만 이는 그렇지 않다. 태블릿 PC는 인터넷 기사를 읽는 용도 이외에도 굉장히 많은 기능을 가지고 있다. 만약 태블릿 PC로 기사를 보는 것이 신문으로 기사를 보는 것보다 환경에 악영향이 크다고 결과가 나오더라도, 태블릿 PC는 기능이 더 많기 때문에 이 비교는 불공정하다. 또한 2번째 예는 완전히 같은 기능을 하지만 비교가 공정하지 않은 경우이다. 화장실에서 손을 닦는 기능만 수행하는 페이퍼 타월과 핸드 드라이어를 비교해보도록 하자. 아까와 마찬가지로 페이퍼 타월은 종이이기 때문에 나무 사용에 대해 자원소모가 심할 것이고, 핸드 드라이어는 전기 사용으로 인해 환경에 미치는 영향이 클 것이다. 이 경우에 있어서는 두 제품이 완전히 같은 기능을 하기 때문에 비교가 공정할 것이라고 생각할 수 있지만, 이 경우는 두 제품의 기능이 질적으로 다르다고 할 수 있다. 페이퍼 타월을 이용하면 페이퍼 타월 2장만 뽑아서 10초안에 손을 닦을 수 있지만, 핸드 드라이어를 이용하면 4~50초 정도의 시간을 소모해야 한다.(물론 혹자는 페이퍼 타월을 이용하면 손에 페이퍼 타월이 묻을 수 있고 찜찜하기에 핸드 드라이어가 기능이 질적으로 높다고 생각할 수도 있다). 결국 두 제품의 기능이 이렇게 질적으로 다르기 때문에 두 제품을 전과정평과에 의해 환경에 미치는 영향만 비교하는 것이 공정하지 못하다고 할 수 있다.

3. 목록분석 (Inventory Analysis) LCA의 핵심적인 단계로 대상물의 전과정 (Life Cycle)에 걸쳐서 투입 (Input)되는 자원과 에너지 및 생산 또는 배출 (Output)되는 제품·부산물의 데이터를 수집하고, 환경부하항목에 관한 입출력 목록를 구축하는 단계이다. 목록분석 단계는 Flow diagram의 생성, 데이터 수집 계획 수립, 데이터 수집, 결과 보고 의 4가지 단계로 이루어 진다. flow diagram 이란, 제품의 공정에 사용되는 에너지, 수송, 자원, 제품의 공정으로 인해 생성되는 환경무해 자원, 환경유해 자원, 완성된 제품을 모두 표시한 diagram으로 이를 복잡히 그리면 그릴수록 결과의 정확성과 유용성이 증가한다. 하지만, 불행하게도 flow diagram이 복잡해 질수록 데이터 수집에 더 많은 자원과 시간이 소비되므로 앞의 목표설정에서 정의한 정확도 정도에 맞게 알맞은 flow diagram을 생성하는 것이 중요하다.

4. 영향평가 (Impact Assessment) 목록분석에서 얻어진 데이터를 근거로 각 환경부하항목에 대한 목록결과를 각 환경영향 범주로 분류하여 환경영향을 분석·평가하는 단계이다. 때로는 각 범주의 환경영향을 종합하여 전체로서 환경에 주는 영향을 분석·평가하기도 한다. 이 단계에서 고려하는 평각범위로는 지구환경문제를 중심으로 다음과 같은 내용을 포함하고 있다. 목록분석의 결과는 해석하기가 굉장히 어려운 구조로 되어있다. 원료채취 단계에 있어 각 원료별 환경에 유해한 물질의 방출량을 모두 표시하고 있으며 에너지 사용이나 폐기에 있어서도 한눈에 보기가 굉장히 어렵게 되어있다. 이렇게 보기가 어려운 데이터를 특성화, 정규화, 가중화를 통해 한눈에 보기 쉽게 표시한다. 특성화란 다음과 같다. 예를들어 물질 1,2의 방출량을 5, 10으로 표시한 데이터는 일반인에게는 아무런 의미가 없다. 이를 자원/ 에너지 소비량에 미치는 영향은 모두 물질 1의 양으로 특성화하고, 산성비에 미치는 옇양은 물질 2로 특성화한다. 자원 / 에너지 소비량 부분에 있어서는 물질 2가 물질 1보다 영향이 3배 클 경우에 물질 2의 양에 3을 곱하여 물질 1의 양과 더하면 자원 / 에너지 소비량에 미치는 영향을 모두 물질 1의 양으로 특성화 할수 있다. 이런 방식을 통해 아래의 표와 같은 부분으로 데이터를 모두 특성화 할 수 있다. 하지만 특성화를 하고 난 후에는 각 부분별로 단위 물질의 양이 다른 문제가 생길 수 있다. 이를 1년의 그 물질량에 대한 총 비율로 모두 단위를 통일하게 된다면 각 부분별로 단위를 모두 통일시킬 수 있다. 이를 정규화라고 한다. 마지막으로, 12개의 부분을 보았을 때, 어떤 부분에선 이 제품이 좋지만, 다른 부분에서 다른 제품이 좋을 경우 두 제품의 직접적인 비교가 힘들다는 문제점을 해결하는 방법이 가중화이다. 12개의 부분별로 환경에 미치는 정도를 계수로 정한 후, 한 제품에서 환경에 미치는 12개의 부분별로 정규화한 값을 모두 계수를 곱해 더하면 하나의 값이 나오게 된다. 이를 통하면 두 제품의 직접적인 비교가 가능하다.

자원/에너지 소비량 산성비 해양오염 야생생물의 감소

지구온난화 대기/수질오염 삼림파괴 인간의 건강위해

오존층의 고갈 위해폐기물 사막화 토지이용

5. 결과의 해석 (Interpretation)

목록분석과 영향평가의 결과를 단독으로 또는 종합하여 평가, 해석하는 단계이다. 해석결과는 LCA를 실시한 목적과 범위에 대한 결론이 되며, 환경개선을 도모할 경우 조치는 이 결과를 기초로 하여 이루어진다. 가장 간단하계는 가중화를 통해 결정된 한 값을 가지고 비교하는 방법이 있지만, 만약 자원 / 에너지 소비량 부분만 비교하고 싶을 경우에는 정규화한 값이나 특성화한 값을 비교할 수 있으며, 두 개의 동일한 제품이 생산공정에서만 차이가 있을 경우에 목록분석에서 그 부분만 따로 비교하는 방법도 가능하다.

6. 전과정평과(LCA) 사례 전과정 평과이 사례로서 실제 Dyson이란 회사에서 진행한 핸드 드라이어에 대한 전과정평가가 있다. 우선 목표와 범위는 다음과 같다. 목표는 환경에 미치는 영향이 작은 핸드 드라이어를 생산하기 위함이다. 범위는 알류미늄 커버의 일반적인 핸드 드라이어, 플라스틱 커버의 일반적인 핸드 드라이어, 회사에서 개발한 친환경 핸드 드라이어, 일반적인 핸드 드라이어, 100%재활용 재료료 만든 페이퍼 타월, 재활용 없이 실제 제조로 만든 페이퍼 타월, 면 수건의 7가지에 대해 환경에 미치는 영향을 모두 비교하는 것이다. 실제 리포트에는 7가지의 제품에 대해 목로분석, 영향평가를 통한 비교가 모두 상세히 나와 있으며, 이를 통해 정부의 환경관리부서 정책관리자, 회사의 정책관리자는 이를 이욯할 수 있을 것이다.

7. 주석