전과정평가 개요 및 이해 2011. 11. 24(목) 스마트에코㈜ 차 경 훈.

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1 전과정평가 개요 및 이해 (목) 스마트에코㈜ 차 경 훈

2 목차 제1강. LCA 기본 알기 제2강. LCA 맛보기 제3강. LCA 응용하기

3 제1강. LCA 기본알기

4 1. 환경기술 개발의 한계 단위 환경부하량 총 환경부하량 환경기술 수준 연도

5 - 인간은 유아기유년기청소년기장년기노년기를 통해 성장 -
2. 전과정사고의 중요성 - 인간은 유아기유년기청소년기장년기노년기를 통해 성장 - 10대 20대 30대 40대 50대 60대 70대~

6 - 제품은 원료채취, 가공, 제품제조, 수송, 사용, 폐기과정에서 환경오염 발생 -
2. 전과정사고의 중요성 - 제품은 원료채취, 가공, 제품제조, 수송, 사용, 폐기과정에서 환경오염 발생 - 부품 및 제품제조 원료채취 제품사용 재활용 매립

7 2. 전과정사고의 중요성 기존의 환경관리 접근법 End of Pipe 사후관리
원료 에너지 보조물질 부품A 부품B 용수 공장에서 배출되는 대기, 수계, 토양 배출물의 처리를 위한 환경관리

8 2. 전과정사고의 중요성 LCA 관점의 환경관리 접근법 원료 에너지 보조물질 부품A 부품B 용수
Front of Pipe 사전관리 원료 에너지 보조물질 부품A 부품B 용수 대안1 대안2 환경 친화적인 부품 및 에너지 사용을 통한 사전 예방 숨겨져 있던 환경 이슈 도출 가능

9 - 사전예방은 환경보호와 경제개발의 상생관계의 핵심 - 제품 책임주의에 입각하여 협력사에 대한 환경관리는 매우 중요
2. 전과정사고의 중요성 - 사전예방은 환경보호와 경제개발의 상생관계의 핵심 - 제품 책임주의에 입각하여 협력사에 대한 환경관리는 매우 중요 오염예방(환경적 측면) 비용 절감(경제적 측면) 종말처리 오염물 배출물 원료채취 가공 제품생산 사용 폐기 < 전과정>

10 2. 전과정사고의 중요성 어떤것이 친환경 제품일까? - 재사용이 용이한 천기저귀의 폐기과정에서 환경성이 우수
- 반면, 일회용기저귀는 세탁으로 인한 2차오염이 없어 상대적 우수 - 전과정을 고려한 환경성평가가 오도되지 않는 결과를 산출 어떤것이 친환경 제품일까?

11 - 오도되지 않는 합리적 의사결정을 위해 전과정 사고는 매우 중요-
2. 전과정사고의 중요성 - 오도되지 않는 합리적 의사결정을 위해 전과정 사고는 매우 중요- Life Cycle Costing Design for Environment (Eco-design) Environmental Claims Life Cycle Thinking Pollution Prevention Product Stewardship Life cycle assessment (LCA)

12 - 중간흐름은 기업의 회계상에서 관리되는 흐름 -
3. 물질흐름과 환경오염 - 중간흐름은 기업의 회계상에서 관리되는 흐름 - 기본흐름(투입물): 천연자원 기본흐름(배출물): 폐수 등 중간흐름(소재, 부품 등)

13 제2강. LCA 맛보기

14 1. 전과정평가 정의 Life cycle assessment? 제품 전과정동안에 i) 자원 투입량과 환경 배출량을 정량화하고
ii) 이들이 환경에 미치는 잠재적 환경 영향을 체계적으로 평가하는 도구

15 1. 전과정평가 정의 Life cycle assessment? Life Cycle stages
ii) 이들이 환경에 미치는 잠재적 환경 영향을 체계적으로 평가하는 도구 Upstream (상위흐름) Life Cycle stages Down stream (하위흐름) 원료 취득 원료가공 부품 제조, 가공 & 성형 제품 제조 단계 사용 단계 재활용 & 폐기물처리

16 “제품시스템의 전과정에서의 투입물과 산출물을
1. 전과정평가 정의 “제품시스템의 전과정에서의 투입물과 산출물을 정량화하고 이들이 환경에 미치는 잠재적 영향을 체계적으로 평가하는 도구” Life Cycle Assessment Framework 목적 및 범위정의 목록분석 영향평가 해석 적용 분야 제품 개발 및 개선전략 수립 공공정책 마케팅 기타

17 - 절대적 환경성평가가 아니므로 상대적 환경성평가 결과와 다를 수 있음 -
2. 전과정평가 특징 - 절대적 환경성평가가 아니므로 상대적 환경성평가 결과와 다를 수 있음 - 원료채취 가공 제품제조 사용 폐기 Functional unit

18 - 사전예방적 접근법에 의해 환경성 개선가능성을 도출하기 용이 -
2. 전과정평가 특징 - 사전예방적 접근법에 의해 환경성 개선가능성을 도출하기 용이 -

19 2. 전과정평가 특징 Main characteristics of LCA 매체 중심  제품 및 서비스 중심으로 사고 전환
old new GWP ADP 매체 중심  제품 및 서비스 중심으로 사고 전환 (Functional unit accounting system → relative or marginal approach) 공정 중심  전과정 중심으로 사고 전환 (System-wide perspective → cradle to grave) 사후 처리  사전예방으로 사고 전환 지역 규모  지구 규모 환경영향 고려(지구온난화, 오존층 고갈, 자원 고갈 등) 다양한, 종합적인 환경영향 고려 (Multimedia perspective; water-borne, air-borne, solid waste) 제품의 전과정을 고려함으로써 과거에 발견하지 못했던 Hidden issue를 발견할 수 있음 다양한 환경영향들에 대하여 종합 분석을 통하여, 각 대안들 사이에 trade-off를 비교할 수 있음

20 2. 전과정평가 특징 LCA in ISO (International Organization for Standardization) 국제표준화기구(International Organization for Standardization, ISO)의 207번 기술위원회 (Technical Committee, TC)에서 개발한 자발적인 일련의 환경경영(Environmental Management) 표준들 2006년 ISO 14041, 14042, 14043이 ISO 14044로 통합되어 ISO 14040과 ISO 14044가 LCA와 관련된 표준문서 임 ISO TC207 SC1 EMS SC2 EA&RI SC3 EL SC4 EPE SC5 LCA TCG T&D

21 2. 전과정평가 특징 LCA와 환경경영 (ISO에서의 환경경영관련 규격) 전과정평가 (ISO14040s) 에코디자인
환경측면 주요이슈 도출 환경측면을 제품개발에 통합 에코디자인 (ISO14062) 환경라벨링 (ISO14020s) Act Plan 환경성 커뮤니케이션 Check Do 환경보고서 (ISO 14063) 환경성과평가 (ISO 14030s) 환경성 모니터링

22 3. 환경영향 예측 매커니즘 G&SD LCI LCIA LC Int. 인간활동 환경부하 측정 환경영향 예측

23 - 데이터수집, 데이터검증, 데이터계산 등의 과정을 거침 -
4. 환경부하량 측정을 위한 LCI - 데이터수집, 데이터검증, 데이터계산 등의 과정을 거침 - 단위공정 결정 및 공정도 작성 업체의 데이터 관리 상황을 반영하여 단위공정을 결정하고, 이들을 연결하여 공정흐름도를 작성한다. 공정 데이터 수집 설문서 등을 활용하여 각 단위 공정별로 원부자재 및 유틸리티, 환경배출물 등 공정 데이터를 수집한다. 공정 데이터 검증 수집한 공정 데이터에 대해 물질수지 및 필요시 에너지수지에 대한 검증 등을 수행한다. 공정 데이터 계산 검증된 데이터를 활용하여, 할당 또는 기능단위에 의한 계산 등을 수행하여 gate to gate 데이터를 작성한다. 상·하위흐름 데이터베이스 연결 소프트웨어를 활용하여 Gate to gate 데이터와 상·하위흐름 데이터베이스를 연결한다. 전과정 목록표 작성 최종적으로 전과정 목록표를 완성한다.

24 - 연구의 목적 및 현장데이터의 수집용이성 등을 종합적으로 고려하여 결정 -
4. 환경부하량 측정을 위한 LCI - 연구의 목적 및 현장데이터의 수집용이성 등을 종합적으로 고려하여 결정 - 자연계 기술계 (제품시스템 1) ① Off-site On-site ② 기술계(제품시스템 2) ③ allocation

25 - 설문서를 활용하여 직접방문 또는 전화설문 등을 통해 데이터 수집 -
4. 환경부하량 측정을 위한 LCI “2단계: 현장데이터를 수집하라” - 설문서를 활용하여 직접방문 또는 전화설문 등을 통해 데이터 수집 - 어떤 데이터를 수집해야 하는가 ?

26 - 물질수지 및 에너지수지, 이상치, 누락치 등을 종합적으로 고려 -
4. 환경부하량 측정을 위한 LCI “3단계: 데이터의 적합성 판단을 하라” - 물질수지 및 에너지수지, 이상치, 누락치 등을 종합적으로 고려 - 단위공정 (same ?) 원료 부원료 에너지 유틸리티 연료 제품 부산물 대기배출물 수계배출물 폐기물 투입물 산출물 合

27 - 투입물과 산출물을 기능단위당으로 환산하여 GtG 데이터 작성 -
4. 환경부하량 측정을 위한 LCI “4단계: 기능단위에 맞게 계산하라” - 투입물과 산출물을 기능단위당으로 환산하여 GtG 데이터 작성 - Gate to 원료/보조원료 에너지/유틸리티 기타 기능단위당 제품량 배출물(대기, 수계) 폐기물 사업장 내부

28 - 배출계수는 LCI 데이터라고 하며, 국가 LCI데이터가 존재 -

29 - 활동량과 배출계수를 곱하여 얻은 결과를 “전과정목록표”라고 함 -
4. 환경부하량 측정을 위한 LCI “6단계: 활동량과 배출계수를 곱하라” - 활동량과 배출계수를 곱하여 얻은 결과를 “전과정목록표”라고 함 - Input Output 환경부하 = Σ( 활동량i × 배출계수i ) Input Output Oil kg graphite 0.8kg NG kg Water kg ethylene 1kg CO kg NOx kg COD kg Data aggre. Oil kg Coal kg Cu kg Mg kg PE kg CO kg NOx kg COD kg ×1.1 Input Output ethylene 1.1kg Power 1.5kWh PW kg Steam kg PE kg CO kg NOx kg COD kg ×1.5 Input Output Oil kg Coal kg Water kg Lime kg Power 1kWh CO kg NOx kg COD kg Modular LCI data Gate to gate data < LCI table >

30 - 분류화, 특성화, 정규화, 가중화의 4단계로 구성 -
5. 환경영향 평가를 위한 LCIA - 분류화, 특성화, 정규화, 가중화의 4단계로 구성 -

31 - 연구의 목적에 맞게 적절한 환경영향범주를 선택 -
5. 환경영향 평가를 위한 LCIA “1단계: 환경영향범주를 선택하라” - 연구의 목적에 맞게 적절한 환경영향범주를 선택 - 영향 정도 보호범주 지구적 규모 국가적 규모 환경영향범주 인간건강 대기 수계 토양 생태계 건강 자원보존 human cancer human non-cancer 지역적 규모 global warming ozone depletion acidification smog eutrophication eco-toxicity material depletion energy depletion

32 - 환경부하량과 영향범주별 특성화인자값을 곱하여 계산 -
5. 환경영향 평가를 위한 LCIA “2단계: 잠재적 환경영향을 계산하라” - 환경부하량과 영향범주별 특성화인자값을 곱하여 계산 -

33 5. 환경영향 평가를 위한 LCIA 특성화 (Characterization) 특성화 계산식 PIi = Mj x CFij
잠재적 환경영향을 계산하는 단계 두 단계의 과정을 통해 영향범주 별 지표결과 계산 - 영향범주 별로 분배된 LCI 결과와 특성화 인자를 곱하여 물질별로 잠재적 환경영향 계산 - 영향범주 별로 계산된 LCI 결과의 통합 특성화 계산식 PI: 특성화 결과 M: 물질별 LCI 결과 CF : 특성화 인자 i : 영향범주 j : 해당 물질 PIi = Mj x CFij

34 - 정규화기준을 활용하여 영향범주별 환경영향의 단위를 통일 -
5. 환경영향 평가를 위한 LCIA “3단계: 상대적 중요도를 계산하라” - 정규화기준을 활용하여 영향범주별 환경영향의 단위를 통일 -

35 5. 환경영향 평가를 위한 LCIA 정규화 (Normalization) 정규화 계산식 NIi = PIij / NRij
영향범주 지표결과에 대한 상대적 중요도를 규명하는 단계 정규화 결과는 잠재적 환경영향이 아니라 의사결정을 위한 과정이므로 선택사항임 어떤 정규화 기준(normalization reference)을 사용하느냐에 따라 결과해석의 의미가 달라짐 정규화 계산식 NI: 정규화 결과 PI: 특성화 결과 NR: 정규화 기준 i : 영향범주 j : 해당 물질 NIi = PIij / NRij

36 - 정규화결과와 영향범주별 중요도인자를 곱한 후에 통합 -
5. 환경영향 평가를 위한 LCIA “4단계: 정규화 결과값을 통합하라” - 정규화결과와 영향범주별 중요도인자를 곱한 후에 통합 -

37 5. 환경영향 평가를 위한 LCIA 가중화 (Weighting) 가중화 계산식 TEIi = Σ(NIi x WFi)
사회적 중요도를 감안하여 영향범주간의 중요도를 결정하는 단계 영향범주별 정규화 결과와 해당 영향범주의 가중화인자를 곱한 값을 합산하면 해당제품에 대한 환경지수가 됨 가중화 단계는 사회과학적인 요소를 반영하기 때문에 선택사항임 가중화 계산식 TEI: 총 환경지수 NI: 정규화 결과 WF: 가중화 인자 i : 영향범주 TEIi = Σ(NIi x WFi)

38 5. 환경영향 평가를 위한 LCIA 전과정평가 소프트웨어 - 국내 환경부 지경부
환경부에서 개발한 LCA 평가 프로그램으로 2005년 개발되어 현재 3.0버젼 출시 한국환경산업기술원 웹페이지에서 무료로 다운 가능하여 데이터 연동이 용이 현재 건설 및 토목 분야의 일부 데이터베이스를 개발 완료 하였으 며, 기존 구축되어 있는 환경부 및 지식경제부 데이터베이스 활용 가능 지경부 지식경제부에서 개발한 LCA 평가 프로그램이며, 환경 친화제품 생산을 위한 목적으로 개발됨 유연하고 명확한 공정도를 나타낼 수 있는 기능 및 과거 데이터 이력 관리 기능 등 사용자 편의 기능 제공 인터넷을 통한 데이터 업데이트가 가능하여 용이한 데이터베이스 구축 가능

39 5. 환경영향 평가를 위한 LCIA 전과정평가 소프트웨어 - 국외 SimaPro 7 기타
Pre 컨설팅에서 만든 LCA 소프트웨어로 전세계적으로 가장 널리 사용되고 있는 프로그램 다양한 데이터베이스가 지원되기 때문에 활용성이 뛰어남 데이터베이스 업데이트 및 개발이 빨라 다양한 분야에 대한 평가 가능 기타 Gabi 4.0 : 슈트트가르트 대학의 IKP에서 만든 LCA 소프트웨어, SimaPro와 함께 널리 쓰임 KCL-ECO : 핀란드 펄프제지연구소(KCL)에서 개발한 LCA 평가 프로그램으로 현재 4.1버젼 출시 TEAMTM : 프랑스의 Ecobilan사에서 개발한 LCA 평가 프로그램으로 현재 4.0버젼 출시 LCAiT : 스웨덴의 EKoLogik사에서 만든 LCA 소프트웨어 Umberto : 독일에서 만든 LCA 소프트웨어로 현재 5.0 버젼 출시

40 5. 환경영향 평가를 위한 LCIA 국내 LCI 데이터베이스 현황 구 분 항 목 비 고 환경부 지경부 국토해양부
항 목 비 고 환경부 냉연코일(Cold Rolled Steel Coil), 공정유(Process Oil), 화물수송, 전기, 화물수송 등 145개(공개) 지경부 톨루엔, 황동조, 알루미늄 박, PP 용착, PS 용착, ABS 파우더, 프레싱, 폴리스티렌 등 157개(공개) 국토해양부 ㄱ자 형강, ㄷ자 형강, 갱폼, 갱폼시공, 경량기포 콘크리트 시공, 경보행용 바닥재, 고장력 철근, 골재(모래), 골재(바다모래), 골재(산림모래), 골재(육상모래), 골재(자갈), 골재(하천모래), 레미콘 수송(10.5톤 덤프트럭), 레미콘 수송(15톤 덤프트럭), 레미콘 수송(8톤 덤프트럭), 레미콘 수송(콘크리트 믹서 트럭), 레미콘 시공, 벽돌 시공, 벽지, 아스팔트 싱글, 암연, 암연 보온방음판, 암연 천장마감재, 유로폼, 유로폼 시공, 유리문, 일반철근, 중보행용 바닥재, 콘크리트 벽돌, 콘크리트 파일, 타일, 타일 시공, 합판, 형강시공, 화강석, EPP 층간 소음방지재, EPS 층간 소음방지재, H형강, I형강, PVC 창호 프로파일 42개 최근 구축 완료 (미공개)

41 5. 환경영향 평가를 위한 LCIA 국외 LCI 데이터베이스 현황 기관 Website 비 고 Plastics Europe
무료 Pre’ consulting 유료 ECOBILAN PE international ESU-services Universiteit Leiden - IFEU

42 제3강. LCA 응용하기

43 - 전과정평가를 통한 환경성정보는 환경라벨링을 통해 소비자에게 전달 -
1. 환경(탄소) 성적표지 인증 “환경/탄소성적표지 인증에 활용” - 전과정평가를 통한 환경성정보는 환경라벨링을 통해 소비자에게 전달 - 1. 유해물질은 없나 ? 2. 온실가스 배출량은 ? 3. 에너지 사용은 ? 1. 사용 중 전기소모는 ? 2. 재활용 되는가 ? 3. 사용 중 유해물질 배출은 ? 구매자(기업) 구매자(소비자) 원료 채취 소재/부품 제조 제품 제조 제품 사용 제품 폐기

44 - Eco-efficiency는 기업의 지속가능성을 평가하는 대표적 지표 -
2. 환경경제효율성 측정 및 관리 “환경경제효율성을 예측하는데 활용” - Eco-efficiency는 기업의 지속가능성을 평가하는 대표적 지표 -

45 2. 환경경제효율성 측정 및 관리 참 고 에코효율성지수 적용의 예 (BASF)
참 고 에코효율성지수 적용의 예 (BASF) BASF는 독자적으로 에코효율성 마크를 개발하여 협력업체로부터 인증을 받도록 유도

46 3. 에코디자인에서의 활용 디 안 자 전 인 규 품 제 질 기 능 가 환 격 경
에코디자인 기법을 활용하여 친환경제품을 생산하는데 전과정평가는 현행 제품의 개선이 필요한 환경이슈를 규명하는 역할을 수행 1. 규제 및 고객 요구사항 분석 3. 목표와 평가기준 등 정의 4. 제품환경성능 검토와 지속적 개선 5. 고객과의 의사소통 품 질 가 격 디 자 인 기 능 안 전 규 제 환 경 2. 주요 환경측면과 환경영향 규명

47 4. Green Marking에의 이용 LCA를 통한 제품 에코디자인 수행 사례 제시로 기업의 친환경 이미지 제고

48 4. Green Marking에의 이용 LCA를 통한 제품 에코디자인 수행 사례 제시로 기업의 친환경 이미지 제고

49 5. 공공정책 활용 – 통합 폐기물 관리 물질재생 재활용, 소각, 매립 중 어느 처리방법이 열재생 가장 환경친화적인가?
폐기물 발생 선별분리 재활용 재활용, 소각, 매립 중 어느 처리방법이 가장 환경친화적인가? 열재생 소각 최종매립 매립

50 - 물질흐름분석(MFA)는 지속가능한 자원관리를 위한 핵심도구 -
6. 효율적 자원관리 “폐자원에 대한 효율적 관리에 활용” - 물질흐름분석(MFA)는 지속가능한 자원관리를 위한 핵심도구 -

51 Q & A