아시아·태평양

경제협력기구

무역/투자 위원회

2004년 2월

산업자원부

Life Cycle Assessment ISO 14040 시리즈 실무 지침

Life Cycle Assessment

ISO 14040 시리즈 실무지침

Life Cycle Assessment

ISO 14040 시리즈 실무지침

이건모

아주대학교 환경공학 교수

Atsushi Inaba

일본, AIST(LCA 연구소)

아주대학교, 친환경제품설계 연구실

i

저자 서문

환경보호와 자원보존, 지속가능한 사회에 대한 요구가 증가하면서 ISO에서는 경영

중심(management oriented)과 제품중심의 ISO 14000 규격을 발표하게 되었다. 제품

중심의 ISO 14000 규격은 환경라벨, 환경선언, 전과정평가, 에코디자인을 포함한다.

이 규격은 제품과 서비스의 환경성과를 평가하고 보고하는데 사용하고 그러한 환경

성과를 증진시키는데 가이드를 제공하기 위한 목적을 가지고 있다. 결과적으로 이

규격은 국제무역을 하는데 있어 제품과 서비스의 환경성을 고려하는데 표준을 제시

해 줄 것이다. 즉 이 규격은 무역 장벽은 물론 기술적인 촉진제가 될 가능성을 가

지고 있다는 것을 의미한다.

제품 중심 ISO 14000 규격은 이해하기 쉽지 않고 이 규격을 능숙하게 사용하기 위

해서는 전문적인 지식이 필요하다. 게다가 대부분의 APEC 개도국들은 이 규격에

대한 전문가를 보유하고 있지 않다. 그래서 이 규격에 대한 이해 수준을 높이고 사

용할 수 있게 하도록 도와주는 실무 지침서에 대한 요구가 절실하다. 이 책은

APEC CTI/TILF 프로젝트의 일환으로 발행된 제품중심의 ISO 14000 시리즈 규격에

관한 3가지 책 중에 두 번째 책이다.

“지속가능한 소비와 생산”이라는 새로운 패러다임은 오늘날 우리 사회가 달성해야

할 궁극적인 목표로 받아들여지고 있다. 공산품의 대량생산 · 대량소비가 기후변화

와 오존층 고갈과 같이 환경에 악영향을 미친다는 사실은 잘 알려진 바다. 전형적

인 사후처리(end-of-pipe) 환경 규제는 오직 제품의 제조공정에서 발생되는 배출물

에만 초점을 두고 있다. 그러나 종종 환경 악영향은 원료물질 획득, 배송, 사용, 폐

기와 같은 다른 전과정 단계에서 발생한다. 제품의 전과정에서 발생하는 환경영향

을 줄이지 않고서는, 제품의 생산과 소비에서 유발되는 환경문제를 완화할 수 없다.

최근, 많은 기업들은 제품에 의한 환경영향의 중요성을 인식하고 그들의 제품 설계

와 개발 과정에 환경적 측면을 통합하기 시작했다. 이렇게 하기 위해 제품의 전과

정에 걸쳐 제품과 관련된 환경상 주요 인자를 규명하는 것이 필요하다. 주요 인자

는 원료물질 획득, 제조, 사용하기 위한 배송, 폐기 등의 전과정에서 제품과 관련된

문제가 되는 활동, 공정, 물질들을 포함한다. 제품은 예를 들어, 물질, 구성부품, 운

ii

송, 폐기, 에너지 투입 등이 없이는 존재할 수 없기 때문에, 제품 전과정에서 환경

상 주요 인자를 규명하는 것은 어려운 작업이 된다. 그렇기 때문에 제품 전과정에

걸쳐 제품의 환경성을 평가하는 체계적인 분석 도구가 필요하다.

전과정평가(LCA)는 제품 전과정에 걸쳐 환경적 측면을 정량적으로 분석하는 도구로

가장 잘 알려져 있다. LCA는 제품 전과정의 환경 부하를 분석하고 환경에 대한 잠

재적인 영향을 평가하는 체계적인 도구이다. 여기서 말하는 제품(product)이란 제품

과 서비스를 모두 포함하는 의미이다. CO2, BOD, 고형폐기물, 자원 소비와 같은 대

기, 수계, 토양 배출물들은 환경부하에 해당된다. LCA에서 말하는 환경영향이라는

것은 생태계, 인간보건, 천연자원과 같은 대상에 대한 악영향을 말하는 것이다. LCA

에는 목적 및 범위 정의, 전과정 목록분석, 전과정 영향평가, 전과정해석의 4가지

단계가 있다.

ISO 14000 시리즈 규격, 전과정평가는 제품 전과정에 걸쳐 제품이나 서비스의 환경

적인 측면을 평가하는데 정량적인 평가 방법을 제공해 준다. ISO 14000은 LCA의 4

가지 단계를 아우르는 중요한 규격이다. ISO 14000를 보충해주는 3가지 규격이 있

다. ISO 14041은 목적 및 범위 정의와 전과정 목록방법에 대해 다루고 있으며, ISO

14042는 전과정 영향평가 방법을, ISO 14043은 전과정해석 방법을 다루고 있다.

ISO 14040(1997년, 환경관리-전과정평가-원리 및 구조)에서 인용한 용어 및 정의와

그림 1.1, 그리고 ISO 14041(1998년, 환경관리-전과정평가-목적 및 범위 정의와 목

록분석)에서 인용한 그림 3.1은 ISO의 허가를 받고 똑같이 사용한다. 이러한 규격

들은 ISO 회원 누구에게서나 얻을 수 있고 ISO 중앙 사무국 웹사이트(www.iso.org)

에서도 얻을 수 있다. 그러나 저작권은 ISO에게 있다.

공동저자로서 많은 공헌을 해준 Dr. Atsushi Inaba와 영어표현 및 문장구조를 읽기

편하게 다듬어준 Ms. Jenny Hillard에게 진심으로 감사한 마음을 전하고 싶다. 그리

고 ISO/TC207/SC5와 여기의 전문가들, APEC/SCSC 사무국, 그리고 한국의 산업자

원부 관계자들에게 모두 감사의 마음을 전한다.

iii

이건모

아주대학교 환경건설교통공학부 교수

iv

차 례

1. 서론 .............................................................................................1

2. 목적 및 범위 정의 ..........................................................................6

2.1 제품시스템과 기능 ............................................................................ 6

2.2 시스템 경계 ..................................................................................... 7

2.3 데이터 범주 ..................................................................................... 8

[목적 및 범위정의의 예: 전기주전자] .................................................. 8

3. 전과정 목록분석(Life cycle inventory analysis)................................... 11

3.1 데이터 수집 준비............................................................................ 12

3.2 데이터 수집 및 검증 ....................................................................... 14

3.3 단위공정별 환경부하 계산................................................................ 15

3.4 기능단위별 환경부하 계산................................................................ 16

3.5 전과정목록 데이터베이스(LCI DB) ..................................................... 18

3.6 제품시스템 전과정 목록표의 준비 ..................................................... 19

3.7 할당.............................................................................................. 19

3.8 재활용 LCI..................................................................................... 22

[전과정 목록분석의 예: 전기주전자].................................................. 28

4. 전과정 영향평가(Life cycle impact analysis; LCIA) ............................. 42

4.1 분류화(Classification)...................................................................... 42

4.2 특성화(Characterization).................................................................. 45

4.3 정규화(Normalization)...................................................................... 48

4.4 가중치부여(Weighting)..................................................................... 51

[전과정 영향평가의 예: 전기주전자].................................................. 58

5. 전과정해석(Life cycle interpretation) ................................................ 68

v

5.1 주요인자(key issue) 규명 ................................................................. 68

5.2 완전성, 민감도, 일관성 검사를 통한 평가 .......................................... 71

5.3 결론 및 제안.................................................................................. 75

[전과정해석의 예: 전기주전자] ......................................................... 76

(1) 기여도 분석......................................................................... 76

(2) 완전성 검사......................................................................... 85

(3) 민감도 검사: 할당방법 및 데이터 불확실성.............................. 85

(4) 일관성 검사......................................................................... 86

(5) 데이터 품질 요구사항 검사.................................................... 87

(6) 결론 및 제안 ....................................................................... 88

6. 참고문헌...................................................................................... 91

1

1. 서론

지속가능한 소비 및 생산과 관련한 새로운 패러다임이 오늘날 우리 사회가

도달해야 할 궁극적인 목표로 여겨지고 있다. 산업제품의 생산과 소비가

지구온난화, 오존층고갈처럼 환경에 좋지 않은 영향을 야기한다는 사실은 모두가

주지하는 바이다. 제조공법의 기술적인 발전은 산업제품의 대량소비를 가능하게

만들었다.

과거에는 제품이 환경에 미치는 영향을 고려하지 않은 채 설계되고 개발되었다.

제품설계 시 기능, 품질, 비용, 보건, 안전 및 기타 다른 요소들은 고려하여 왔으나,

제품 전과정에서 발생하는 환경측면에 대해서는 고려하지 않았다. 전형적인

사후처리(end-of-pipe)와 관련된 규제들은 단지 제품 제조단계에서 발생하는 배출물

처리에만 중점을 두고 있다. 그러나 환경영향은 원료획득, 유통, 사용 및 폐기와

같은 전과정 단계에서도 발생한다. 제품의 전과정 및 제품설계 시 환경영향을

고려하지 않고는 제품의 생산과 소비로부터 발생하는 환경문제를 해결할 수 없다.

최근에 많은 기업들이 제품에 대한 환경영향의 중요성을 인식하고 있고, 제품설계

및 개발공정에 환경측면을 통합시키기 시작했다. 이를 위해서는 제품의 전과정에서

제품과 관련된 주요 환경인자를 규명해야 한다. 주요인자에는 원료획득, 제조, 운송,

사용, 폐기 또는 전과정에서 제품과 관련돼 사용된 물질과 공정들이 포함된다.

제품은 원료, 부품, 운송, 폐기 및 에너지 투입 없이는 존재할 수 없기 때문에,

전과정에서의 제품과 관련된 주요 환경인자를 규명하는 일은 복잡하다. 따라서

제품의 전과정에 대한 환경영향을 평가하기 위한 체계적인 분석도구가 필요하다.

이 도구가 LCA가 된다.

그러나 제품 설계를 위해 LCA를 사용할 때는 신중을 기해야 한다. LCA는 단지

제품의 환경성을 평가하는 도구일 뿐이다. 제품 개발과 설계 시에는 경제적, 사회적,

기술적인 측면과 같은 다른 측면도 존재하기 때문에 전과정비용평가(Life cycle

costing), 물질흐름분석(Material flow analysis), 그리고 다른 여러 기술적인 평가

도구가 반영 되어야 한다. 따라서 제품 개발과 설계 시 환경, 경제, 사회 그리고

기술 측면에서의 정보교류를 통해 수행해야 한다.

2

제품의 환경측면을 평가하기 위한 분석도구

일반적으로 제품의 환경측면의 분석을 위해 전과정평가(Life Cycle Assessment;

LCA), 간략 LCA(Simplified LCA), 체크리스트, MET(Material, Energy, and Toxic

emission)행렬 그리고 환경 벤치마킹 등의 도구가 사용된다. 이들 도구에서

도출되는 정보의 성격에 따라 정성적 정보와 정량적 정보로 분류된다. 일반적으로

정량적인 정보는 객관적인 방법을 기초로 수치화된 정보를 제공한다. 이 때문에

정보의 신뢰도를 높일 수 있다. 그러나 다른 한편으로는 고도의 기술을 가진

전문가를 필요로 하고 종종 복잡한 분석 과정이 필요하다. 정성적인 정보는 이미

정해진 파라미터를 기초로 결과를 도출하고 그러한 파라미터들을 정성적으로

평가한다. 그래서 정보의 신뢰도는 낮은 반면 분석과정이 간단하고 신속하다.

다음은 널리 사용되고 있는 분석 도구 중 LCA와 간략LCA에 대해 간략하게

소개하겠다.

LCA

전과정평가(LCA)는 전과정 단계에서 발생하는 제품의 환경측면을 정량적으로

분석하는 도구로 가장 잘 알려져 있다. LCA는 제품의 전과정에서 발생하는

환경부하 및 잠재적인 환경영향을 분석하는 체계적인 도구이다.

이 책에서 말하는 “제품”이란 제품과 서비스 둘 모두의 의미가 포함되어 있다.

CO2, BOD, 폐기물과 같은 대기, 수질 및 토양오염 배출물과 자원소비는

“환경부하” 포함된다.

LCA에서의 “환경영향”이란 생태계, 인간보건 및 천연자원과 같은

환경보호대상에 좋지 않은 영향을 끼치는 것을 의미한다.

LCA는 목적 및 범위정의, 전과정 목록분석(LCI), 전과정 영향평가(LCIA),

전과정해석의 4단계로 구성된다(ISO 14040, ISO 1997). 그림1.1은 ISO 14040을

인용한 그림으로 이들 4단계 사이의 관계를 보여주고 있다. 체계적인 방법으로

제품의 환경적인 측면을 분석하는 작업이 필요하다. 각 단계에 대한 간략한 설명은

다음과 같다.

3

전과정평가전과정평가

목적 및 범위 정의목적 및 범위 정의적용분야적용분야

목록 분석목록 분석

영향 평가영향 평가

해 석해 석 • 제품 개발• 전략 계획• 공공 정책 수립

• 제품 개발• 전략 계획• 공공 정책 수립

전과정평가전과정평가

목적 및 범위 정의목적 및 범위 정의적용분야적용분야

목록 분석목록 분석

영향 평가영향 평가

해 석해 석 • 제품 개발• 전략 계획• 공공 정책 수립

• 제품 개발• 전략 계획• 공공 정책 수립

그림 1.1 LCA 단계 (ISO 14040, 1997)

왜 LCA를 수행하는가? 누구를 대상으로 하나? 무엇이 대상제품이 되는가? 이러한

질문에 대한 대답은 목적정의에 포함된다. 범위정의는 목적정의보다 훨씬 더

복잡하다. 범위정의에서는 제품시스템 경계, 기능단위, 데이터 파라미터, 데이터

품질 목표, 영향평가 방법 등에 관하여 정의하고 있다.

일단 제품시스템 경계가 결정되면, 각 단위공정별로 투입물인 원료 및 에너지와

산출물인 제품, 연산품(co-product) 그리고 배출 데이터를 수집하고 각 단위공정별

단위 질량으로 표준화한다. LCA연구에서의 전과정 목록분석 결과는 제품시스템내의

각 단위공정에서 제품까지의 투입물과 산출물의 기여도에 따라 계산된 후 최종

산출된다. 이처럼 전과정 목록분석(LCI)에서는 제품 전과정에서 발생하는 환경부하

정보를 정량적으로 산출한다.

전과정 영향평가 단계에서는 제품시스템의 환경부하를 토대로 환경영향이 평가된다.

해당 영향범주에 상응인자를 적용하여 환경영향을 정량화한다. 이 과정을

특성화라고 한다. 정규화 및 가중치부여를 수행하여 환경영향에 대한 정보를 더

체계적으로 정리할 수 있다. 전과정 영향평가(LCIA)는 이처럼 제품에 의해

발생하는 환경영향에 대한 정보를 제공한다.

규명된 주요 환경인자는 제품개발(개선)의 시작점이 된다. 주요 환경인자를

4

바탕으로 특정기능을 충족시키는 제품의 컨셉이 도출될 수 있다. 이것이 제품설계

및 개발 또는 에코디자인에 환경적인 측면을 통합시키는 것이다. 주요

환경인자에서 도출된 컨셉을 바탕으로 제품의 세부설계와 레이아웃이 완성되고

친환경제품이 만들어진다.

친환경제품이 생산되면, 시장점유율을 높이거나 제품비용을 저감시키기 위해

환경측면이 개선된 친환경제품을 시장에 알려야 한다. 만약 이러한 활동을

수행하지 않으면 더 이상 제조자가 친환경제품을 설계하고 개발하려 하지 않게

된다. 이러한 이유 때문에 제품의 환경측면을 강조하는 제품 환경성 주장은

친환경제품개발의 필수적인 요소이며, 특히 “LCA” 도구를 사용하여 제품의

환경영향평가를 수행하는 주요 목적중의 하나이다.

LCA는 이외에도 전략계획, 공공정책수립, 마케팅 등 여러 분야에 적용된다(ISO

14040, 1997).

간략 LCA(Simplified LCA)

LCA는 많은 시간과 비용이 요구되기 때문에 산업체내의 LCA사용자들이 꺼려했다.

간략 LCA는 이런 단점을 저감시키려는 목적으로 만들어 졌다. 간략 LCA는 평가에

필요한 시간과 비용을 최소화 하면서 정확하게 전과정단계의 제품 환경영향을

평가한다는 서로 상반된 개념의 두 가지 요소를 포함하고 있다(Christiansen et al.,

1997). 따라서 간략 LCA를 성공적으로 수행하기 위해서는 LCA 연구 목적에

부합하면서 목적 및 범위정의에 따른 제품시스템 경계의 복잡성을 감소시키는 것이

핵심요소이다.

간략화는 두 가지 다른 접근법으로 분류할 수 있다. 하나는 자료수집의 노력을

저감시키는 방법이고 다른 하나는 정성적인 접근 방법이다. 유사 자료사용, 특정

전과정단계 생략, 그리고 특정 목록항목을 제외시키는 것이 첫 번째 방법의 예이다.

정성적인 접근방법는 여러 환경영향 중에서 특정 환경영향이나 주요 인자에 초점을

맞추는 것이다. 세부적인 설명은 관련자료(Todd et al., 1999)를 참고하기 바란다.

제품 환경영향에 대한 분석도구들을 요약한 것을 바탕으로 볼 때, 제품설계 및

개발과 관련하여 주요인자를 규명하는데 LCA가 가장 포괄적이고 정확한

분석도구라는 점은 분명하다. 국제적으로 ISO(International organization for

5

standardization)에서는 LCA에 관한 국제 표준을 발간하였으며, 그 중 ISO 14040

시리즈는 제품 LCA의 적용 방법을 명문화한 표준이다. 이 표준에는 LCA가 제품의

환경성평가 도구로 정의되어 있으며, 목적 및 범위정의, 전과정 목록분석(LCI),

전과정 영향평가(LCIA), 그리고 전과정해석의 4단계로 구성되어 있다. 다음 장에서

LCA의 각 단계별 세부내용을 설명하였다. 그러나 주로 이론적인 측면 보다는

실무적인 측면에 중점을 두어 설명하였다. 따라서 각 장에서는 LCA를 수행하는데

반드시 필요한 정보 외에도 실제 예를 수록하여 이해를 도왔으며, 또한 실제

LCA의 수행 순서에 따라 작성된 사례연구를 수록하였다. 사례연구에서 선택한

대상제품은 전기주전자로 하였다.

6

2. 목적 및 범위 정의

LCA 연구수행 시 최소한 다음 사항들은 제품의 목적 및 범위 정의에 포함시켜야

한다.

● 목적:

LCA 수행자는 다음질문에 대한 답을 분명히 하여야 한다.

왜 LCA 연구를 수행하는가? (LCA를 수행하는 목적은 무엇인가?) LCA 결과를 어떤

분야에 적용시킬 것인가? 잠재적인 대상청중은 누구인가?

● 범위:

LCA 수행자는 제품시스템, 제품시스템의 기능, 제품시스템경계 및 데이터 범주에

대한 정확한 설명을 제시해야 한다.

2.1 제품시스템과 기능

● 제품: 모델번호를 포함한 LCA연구 대상 제품

● 제품시스템: 제품제조 공정은 물론 제품의 상위공정과 하위공정을 총칭하는

개념이다. 제품시스템은 부품과 원료제조, 운송, 제품 사용 및 폐기 단계를

포함한다. 이와 더불어 제품과 모든 요소들에 사용된 에너지와 발생된 수송도

포함되어야 한다.

● 기능: 제품이 제공하고 의도하는 기능

● 기능단위(fu): 사용자가 정의한 기능을 정량적으로 나타내는 단위.

제품시스템에서 생산된 제품의 기능적인 성능을 표현해야 한다. 투입 및 산출과

관련된 기준을 제공한다(normalized).

● 기준흐름: 기능을 수행하는데 필요한 제품의 총량

7

기능, 기능단위 및 기준흐름의 이해를 돕기 위해 아래와 같은 예를 들었다.

○ 기능, 기능단위 및 기준흐름의 예

제품: 300ml 음료를 저장하는 스틸과 유리병으로 만들어진 음료 용기

스틸캔 무게: 10g

유리병 무게: 75g

이 제품의 기능, 기능단위 및 기준흐름을 다음과 같이 정의할 수 있다.

기능: 운반을 용이하게 하기 위해 음료를 저장함

기능단위: 부피 300ml

기준흐름: 스틸캔 – 10g, 유리병 – 75g

2.2 시스템 경계

시스템경계 설정에서는 사용자가 어떤 단위공정을 제품시스템에 포함시킬지를

결정하게 된다. 이상적으로는 제품과 관련된 모든 공정이 포함돼야 한다. 그러나

자료의 확보, 비용부담 그리고 여러 적용상의 제약 때문에 불가능하거나

현실적이지 못하다. 이처럼 중요하지 않은 공정은 제품시스템에서 제외되어야 한다.

이러한 경우를 질량비에 따라 결정하는 소위 질량기여 규칙이라고 부른다.

질량기여 결정방법은 제품시스템의 전체 환경부하에서 기여도가 적은 것을

제외시키는 방법이다. 주로 사용되는 기준은 i) 제품 단위공정의 질량 또는 에너지

사용 비율이 X%보다 작으면 그 단위공정은 제외시킨다. ii) 그러나 단위공정이

환경적으로 중요한 요소(예; 유해화학물질)를 포함하고 있다면 제품시스템에

포함시켜야 한다. 질량기여 결정방법의 예를 들면, 어떤 대상제품의 각 구성물질에

대한 누적무게 중 y%까지 포함시킨다고 하면(100-y)%는 제외시킨다는 의미.

여기서의 누적무게는 제품의 각 구성물질의 무게를 더한 것을 의미하며, 이를 위해

모든 구성물질의 질량 또는 에너지를 내림차순으로 정렬하여 수행할 수 있다.

우선 제품의 구성과 부품재질에 대한 정보가 필요하다. BOM(bill of material) 또는

제품을 분해함으로써 그에 대한 정보를 얻을 수 있다. 그 다음에 제품시스템

8

공정도(process tree)를 그린다.

공정도(process tree)는 제품시스템에서 상호관계를 나타내는 단위공정들의

집합이다. 각 단위공정은 박스모형으로 나타내고 상호관계는 화살표로 표현한다.

2.3 데이터 범주

LCA는 제품시스템내의 단위공정에서 발생하는 입출력 데이터를 수집한다.

일반적으로, 투입데이터 범주에는 공정에 투입되는 원료 및 보조물질과 에너지,

그리고 부품들이 있으며 산출데이터 범주에는 공정에서 배출되는 제품, 연산품(co-

product), 부산품(by-product) 그리고 대기, 수질 및 토양 배출물이 포함된다. 공정의

성격에 따라 실제 투입 및 산출 자료범주는 일반적인 데이터 범주 중 일부분만이

포함된다.

데이터 범주에는 실제로 데이터 크기가 측정된 파라미터들이 포함된다. 예로, 수계

배출물에 속하는 데이터 범주에는 BOD, 페놀 그리고 SS와 같은 파라미터들이

있다. LCA의 데이터 수집과 관련된 단계를 전과정 목록분석이라고 부르기 때문에

파라미터(parameter)를 종종 목록항목으로 부른다.

공정도를 작성하여 제품시스템을 결정하면, 제품시스템에 있는 단위공정의

투입물과 산출물 수집 데이터에 관한 정보를 알아야 한다. 요컨대 목록 데이터의

수집을 위하여 데이터 범주를 선택하고 그와 관련 있는 목록항목을 선택하는

작업이 필요하다.

[목적 및 범위정의의 예: 전기주전자]

1) 목적 및 범위 정의

○ 목적

전기주전자의 LCA 연구 목적은 대상제품의 환경적 측면을 개선시키기 위한

데이터를 확보하고 시장에 이에 대한 정보를 알리기 위함이다. 그 다음에 LCA

데이터는 제품 설계자, 개발자 그리고 기업 내 관리자에게 제품 개발(개선)시

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환경상 취약한 부분에 대한 정보를 제공하는데 사용된다. 그리고 서로 다른 두

가지 폐기 시나리오를 비교한다.

왜 LCA를 수행하는가? (LCA 연구를 수행하는 목적은 무엇인가?)

– 제품의 환경적 측면을 개선시키기 위해 환경상 취약점을 규명하고 데이터를

확보하기 위해

– 현실 가능한 시나리오에 바탕을 둔 폐기방법을 비교하기 위해

잠재적인 대상청중은 누구인가?

– 회사 내 제품설계자, 개발자 그리고 관리자

LCA 결과는 어떤 분야에 적용되는가?

– 회사내의 제품 설계자, 개발자, 관리자에게 정보를 제공하여 서로 의사소통이

가능하게 함

○ 범위

제품: 전기주전자 모델 (A)

제품시스템: 전기주전자와 이 주전자의 상위공정과 하위공정이 제품시스템이 되며,

부품 및 재질 제조공정(manufacturing), 배송(distribution), 사용(use) 및

폐기(disposal) 등이 포함된다 이와 더불어 제품과 모든 요소들에 사용된 에너지와

발생된 운송도 포함된다.

기능: 커피 또는 차를 만들기 위한 음용수를 가열

기능단위(fu): 0.5리터의 음용수를 끓는점(100℃)까지 가열

기준흐름: 전기주전자의 기능은 하나의 전기주전자에 의해 실현된다. 그래서

전기주전자 한 개가 기준흐름이다.

시스템경계:

다음기준을 적용하여 제품시스템 중에서 덜 중요한 공정을 제외시키는 질량기여

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결정방법을 적용하여 수행한다.

i) 제품질량의 누적무게가 75%까지인 모든 단위공정을 포함시킨다. 이번

연구에서는 표 E2.1처럼 “손잡이를 포함한 하우징(housing)”, “포장재(packaging)”,

“가열판(heater)” 의 3가지 구성부품을 시스템 경계로 설정하였다.

ii) 그러나 단위공정이 환경적으로 중요한 요소(예; 유해화학물질)를 포함하고

있다면 제품시스템에 포함시켜야 한다. 또한 전과정 목록분석과 영향평가에서

환경상 중요한 요소를 규명하면 해당 연구에 포함시켜야 한다.

표 E2.1 제품조성

구성성분 물질 무게 (g) 비율 (%)

Housing w/handle PP 330.00 38%

Packaging Cardboard 200.00 23%

Heater Stainless steel 120.00 14%

Ground plate PP 80.00 9%

Cable (PVC) PVC 72.00 8%

Cable(Cu) Cu 48.00 6%

Switch unit PA 20.00 2%

합계 870.00 100%

실제로 LCA 수행자는 일반적으로 LCI 수행 전에 영향범주를 결정하고, 그 다음에

영향범주와 관련 있는 목록 데이터를 수집한다. 다시 말해 질량기여 결정방법을

사용하여 대상 영향범주 중 영향이 덜한 공정을 제외시키지 않으면 시스템경계를

확정 지을 수 없다. 그러나 제품의 전과정단계에서 중요한 환경측면의 영향을

규명하는 것이 LCA연구의 최대 목적중의 하나이기 때문에 LCA수행 초기에

확실하게 영향범주를 결정할 수는 없다. 따라서 LCA 연구 초기에는

환경영향범주를 확정 짓지 않아야 한다.

실제로는 LCA연구 시작 시에 환경영향범주뿐만 아니라 제품의 시스템경계를

간략하게 검토하고, 그 다음에 정확한 시스템 경계를 결정하기 위해 질량기여

결정방법으로 확정한다. 그렇기 때문에 이러한 작업은 목적 및 범위정의와 전과정

목록분석 및 전과정 영향평가 사이에서 반복된다.

11

3. 전과정 목록분석(Life cycle inventory analysis)

전과정 목록분석(LCI)은 연구대상 제품시스템과 관련한 물질과 에너지의 투입 및

산출 데이터를 수집하고 이를 정량화 하기 위한 계산과정으로 구성되어 있다.

이러한 경우에 단위공정과 제품시스템의 모든 투입물과 산출물은 단위공정의 주요

산출물과 제품시스템의 주요 최종제품과 각각 연결되어있다. 여기서 “연결”이라

함은 제품시스템의 주요 최종제품이나 단위공정의 주요 산출물로 “나누는 것”을

의미한다.

제품시스템은 연구대상 제품의 제조공정과 상위 및 하위 공정으로 구성되어 있다.

공정도(process tree) 또는 흐름도(process flow diagram)를 통해 제품시스템내의

단위공정 사이의 상호관계를 나타낸다.

그림 3.1에 LCI (ISO 14041, 1998)의 일반적인 진행과정을 나타내었고 중요사항은

아래에 설명하였다.

12

그림 3.1 LCI 진행 순서도 (ISO 14040, 1998)

3.1 데이터 수집 준비

공정도상에 있는 단위공정의 투입 및 산출 데이터를 수집한다. 데이터 품질 요구에

맞게 현장 자료, 문헌자료뿐만 아니라 데이터베이스(DB)와 같은 다양한 형태의

데이터를 수집할 수 있다.

또한 목록항목 데이터 품질에 대한 목표를 정할 수 있다. 그러나 이것은 목표이지

최종 데이터 품질은 아님을 주의하자. LCA 연구에서 데이터 품질 요구사항을

결정하기 위한 일반적인 틀은 다음과 같다.

시스템경계 설정 시 다음 3가지 사항을 정의해야 한다. 3가지 사항에 대한 예는

다음과 같다.

목적 및 범위 정의

데이터의 유효성

단위 공정 관련 자료

기능 단위 관련 자료

데이터 취합

데이터 수집

데이터 수집을 위한 준비 과정

시스템 경계 정돈

할당 및 재활용

데이터 수집 양식 (질의서 )

수집된 데이터

유효한 데이터

단위 공정별 유효한 데이터

기능 단위별 유효한 데이터

계산된 목록항목

완성된 목록항목

수정된 데이터수집 양식

추가데이터 및 필요한 단위 공정들

13

– 시간적 경계: 최근 5년 내

– 지역적 경계: 중국 동부지역에서 제조, 사용 및 폐기

– 기술적 경계: 현재 사용되는 평균기술

데이터 질의서는 현장데이터를 수집하기 위해 주로 사용하는 형식이다. 질의서는

대상 단위공정의 특성을 고려하여 작성하지만 기본적인 형식을 갖고 있다. 그

형식에는 수집대상 제품, 데이터 수집자 및 날짜, 수집기간, 상세한 공정설명, 투입

파라미터(원료물질, 보조물질, 에너지, 운송) 및 산출 파라미터(대기, 수계 및 토양

배출물)와 그것들의 양, 데이터 품질 그리고 정성 및 정량 데이터 등이 포함된다.

일반적인 질의서 양식을 그림 3.2에 나타내었다.

공정명: 작성자:

제조회사명: 작성일:

자료산출 적용 시작일: 전화번호:

자료산출 적용 종료일:

1) 공정설명 (자세히)

2) 투입물

원료물질, 보조물질, 에너지, 운송

파라미터 단위 수량 데이터 품질 원산지

3) 산출물

대기, 수계 및 토양 배출물

파라미터 단위 수량 데이터 품질 비고

그림 3.2 일반적인 데이터 질의서 양식

14

3.2 데이터 수집 및 검증

데이터는 LCA 수행자가 아닌 현장에 일하는 작업자로부터 수집된다. 이처럼 현장

작업자의 도움이 꼭 필요하며 또한 데이터 수집에 포함될 사항이 무엇인지

작업자들에게 정확히 이해시켜야 한다. 이는 현장 작업자들이 수집할 데이터

파라미터와 LCA의 기초에 대해 숙지할 수 있게 교육이 필요하다는 의미이다.

일반적으로 데이터 수집의 목표기간은 1년으로 잡는다. 데이터 수집은 중요한

단위공정부터 덜 중요한 단위공정 순으로 시작한다. 더불어 LCA연구를 위해

선택된 대상제품의 데이터는 현장에서 수집하도록 한다.

원료물질, 보조물질, 부품과 관련한 투입 데이터는 구매대장, BOM (bill of materials),

공정도(process diagram), 생산기록 등을 통해 수집 가능하다. 전기, 연료 그리고

스팀과 같은 에너지 투입 데이터는 전기, 연료 및 스팀 계측기를 통해 수집할 수

있고, 전동기 용량 및 모터 구동시간을 통해 산정할 수도 있다. 대기, 수계 및 토양

배출과 관련한 데이터는 실 측정 자료 또는 법적 배출기준을 통해 수집할 수 있다.

제품 및 연산품 또는 부산품과 관련한 데이터의 경우에는 제품수량 또는 질량,

단위 제품 무게 그리고 제품가격을 통해 자료를 수집할 수 있다.

일반적으로 원료물질의 제조공정을 포함한 획득단계에 필요한 데이터는 공공

DB에서 수집할 수 있다. DB에는 일반적으로 원료물질(철 및 폴리프로필렌),

에너지(디젤 및 전기), 그리고 공정(운송 및 용접)에 대한 데이터가 포함되어 있다.

그러나 이들 DB를 사용할 때는 그러한 DB가 개발될 때의 시스템경계와 가정이

특정 LCA연구에서는 적합하지 않을 수 있기 때문에 신중히 사용해야 한다.

특히, LCA연구 대상제품의 제조공정 데이터는 현장데이터를 사용하여야 한다

(현장특성 또는 제품특성). 그림 3.2에 나타낸 데이터 질의서는 이러한 목적으로

사용 될 수 있다. 부품제조와 같은 다른 제조공정도 가능하면 질의서를 사용하여

현장데이터를 수집해야 한다. 운송 데이터도 같은 방식으로 수집해야 하고, 만약

현장 데이터를 이용할 수 없다면 운송거리, 운송수단, 그리고 연료사용 데이터를

통해 운송데이터 자료를 계산하거나 예측해야 한다.

15

사용단계의 데이터는 소비자로부터 얻는다. 따라서 제품 사용단계에 대한 소비자

설문조사, 문헌 또는 제조사가 가정하고 있는 사용패턴으로부터 제품의 사용단계에

대한 정보를 확인할 수 있다. 사용단계의 데이터 파라미터는 제품 평균사용 시간,

평균사용 빈도 또는 사용강도, 에너지 사용량뿐만 아니라 자원소비(예; 물) 그리고

대기, 수계 및 토양 배출물을 포함하고 있다. 폐기에 대한 데이터는 폐기 경로(예;

재활용, 재사용, 소각, 매립)와 같은 정보를 통해 수집한다. 이들 각각의 경로에

대해 주로 질의서, 관련문헌 또는 DB를 통하여 관련자료가 수집 되야 한다.

수집된 데이터를 가공하기 전에 데이터는 각 단위공정 또는 전과정단계별로 검증을

거쳐야 한다. 예로 연료 사용으로 인한 발생 배출물과 비교하거나 대상공정의 질량

및 에너지 수지를 통해 검증 할 수 있다.

가끔 LCI 데이터는 “foreground data”와 ‘background data”로 나뉘는데 전자는 직접

수집한 데이터이고 반면에 후자는 DB를 이용한 데이터이다. 이런 형태의 데이터

분류는 유럽 LCA 수행자들에게 일반적이다.

3.3 단위공정별 환경부하 계산

단위공정별로 수집 및 검증된 데이터는 전과정 목록분석 계산을 용이하게 하기

위해 가공된다. 투입 및 산출데이터를 단위공정에서 생산된 제품(주요 산출물)의

무게 또는 에너지량으로 나눈다. 그 결과는 대상 단위공정의 주요 산출물의 단위

질량 또는 에너지로 표현된다. 만약 대상 단위공정에서 연산품 또는 부산품이

생산된다면 그와 관련 있는 투입 및 산출물은 주요 산출물(제품)과 관련 있는 투입

및 산출물과는 구별시켜야 한다. 제품의 투입 및 산출물과 관련한 부분을 분할

시키는 이러한 공정을 할당이라고 하며 이 장 3.7절에서 설명하겠다. 단위공정별

환경부하를 계산하는 예를 표 3.1에 나타내었다.

표 3.1 단위공정별 환경부하량 계산

주 산출물: 제품 A

산출물 무게: 100kg

16

데이터 산출물 무게로 나눈 값 파라미터

값 단위 값 단위

BOD 500 g 5 g/kg A

NOX 750 g 7.5 g/kg A

전력 8,000 MJ 80 MJ/kg A

LNG 9,500 MJ 95 MJ/kg A

표3.1에 나타낸 제품 A의 경우처럼 산출물(제품) 무게로 나눈 값이 주요 제품의

단위중량으로 표현한 단위공정의 목록이나 환경부하가 된다. 이 값을 단위공정의

단위 환경부하라고 명명한다.

3.4 기능단위별 환경부하 계산

공정도가 단위공정의 집합이라는 사실은 앞서 설명했다.

목록 또는 환경부하의 계산은 단계적인 과정이다. 첫 단계는 그림 3.3에 나타낸

바와 같이 단위공정에서 목록데이터를 계산하고(예; 단위공정 A), 그 다음 단계는

전체 제품시스템 중 일정부분(예; P1 시스템)의 목록데이터를 계산하며, 마지막으로

전체 제품시스템에 대한 목록데이터를 계산한다. 그림 3.3은 제품시스템의

환경부하 계산과정을 가상적으로 나타낸 공정도이다.

17

단위 공정 A 단위 공정 B

0.8kg A 0.2kg B

단위 공정 C 단위 공정 D

단위 공정 P2단위 공정 P1

제품 제조제품 제조

사용 1kg사용 1kg

폐기 1kg폐기 1kg

0.4kg P1 0.6kg P2

단위 공정 A 단위 공정 B

0.8kg A 0.2kg B

단위 공정 C 단위 공정 D

단위 공정 P2단위 공정 P1

제품 제조제품 제조

사용 1kg사용 1kg

폐기 1kg폐기 1kg

0.4kg P1 0.6kg P2

그림 3.3 가상의 공정도 예

전체 제품시스템 중 부분별 환경부하 데이터를 계산하는 경우에(예; P1 시스템),

제품시스템의 주요 제품에서 각 단위공정이 얼마의 비율로 기여하는지를 알아야

한다. 단위공정의 단위 환경부하에 기여하는 비율을 곱하고 전체 단위공정을 모두

합하면 제품시스템의 단위 환경부하를 얻을 수 있다. 이 값을 제품시스템의

기능단위별 환경부하라고 한다.

그림 3.3에서 P1 시스템의 주요 산출물(또는 제품)은 P1이다. 제품 P1을 제조하는

데에 있어 단위공정 A와 B의 기여도는 각각 0.8과 0.2이다. 이해를 돕기 위해

단위공정 A의 단위 환경부하는 표3.1을 참고하고, 단위공정B의 단위환경부하는

BOD, SO2, NOX, 전력으로 구성되어 있고 그 값이 각각 10 g/kg B, 15 g/kg B, 5 g/kg

B, 50 MJ/kg B이라고 가정하자. 하부 제품시스템의 기능단위별 환경부하는 표3.2와

같이 계산된다.

이들 계산과정에서 여러 단위공정들의 파라미터가 통합된다. 예로, 공정A와

공정B의 BOD가 통합되었다. 이 과정을 데이터 통합이라고 부른다. 이렇게

통합함으로써 데이터 수는 줄어들지만 상대적으로 데이터의 투명성은 약해진다.

다시 말해 데이터의 통합으로 인해 데이터의 출처를 추적할 수 없게 된다.

18

표 3.2 제품시스템 P1의 기능단위별 환경부하의 예

파라미터 값 단위

BOD 5(0.8)+10(0.2)=6 g/kg P1

SO2 0(0.8)+15(0.2)=3 g/kg P1

NOX 7.5(0.8)+5(0.2)=7 g/kg P1

전력 80(0.8)+50(0.2)=74 MJ/kg P1

LNG 95(0.8)+0(0.2)=76 MJ/kg P1

그림 3.3에 같은 계산방식을 적용하여 전체 제품시스템의 기능단위별 환경부하를

계산하였다. 전체 제품시스템 공정도에서 개별 시스템의 환경부하를 Eli로

나타내었다. 여기서 i는 전체 제품시스템 중 i번째 개별시스템을 의미하며 전체

제품시스템의 환경부하는 다음과 같이 계산된다. (ELP1)(0.4) + (ELP2)(0.6) +

(EL제품)(1) + (EL사용)(1) + (EL폐기)(1).

3.5 전과정목록 데이터베이스(LCI DB)

일반적인 원료물질 (예; 강판, 구리선, 폴리에틸렌), 에너지 (예; 전기, 디젤연료),

육상운송 (11톤 트럭 운송)의 목록 데이터는 LCI DB를 주로 이용한다. 대부분의

LCI DB의 시스템경계는 원료물질의 획득에서 원료제조, 에너지 사용 및 공정까지

포함되어 있다. 이 중 공정은 제조공장의 출구까지의 모든 활동을 포함한다. 예를

들면, 강판 제조의 경우 제조공장에서 빠져나오기 직전까지의 모든 단위공정과

활동들이 시스템경계에 포함된다. 이러한 형태의 시스템경계를 ‘요람에서

게이트까지’(CtG)라고 부르며, 여기서 “요람”은 자연에서 원료물질을 획득하는 것을

의미이고 “게이트”는 제조공장 출구인 공정의 최종점을 의미한다.

LCI DB의 사용은 전과정 목록데이터의 수집에 대한 부담을 덜어준다. 전기주전자의

LCA 수행에 필요한 LCI DB를 아래에 수록하였다. 이 LCI DB는 실제 LCI DB에서

5개 이하의 주요 파라미터만을 간단히 나타낸 것임을 참고하기 바란다. 이러한

간단한 LCI DB는 이 책에서 LCI를 계산하는데 사용하였다.

19

3.6 제품시스템 전과정 목록표의 준비

제품시스템의 기능단위별로 계산된 환경부하의 결과값을 목록항목에 배열하는

작업은 전과정 목록표를 만드는 기초이다. 이해를 돕기 위해 가상의 전과정

목록표를 그림 3.4에 나타내었다.

전과정 단계 파라미터

원료물질 제조단계 사용단계 폐기단계 합계

자원

철광석 250 250

원유 120 140 175 25 460

대기 배출물

CO2 250 270 300 30 850

SOX 20 10 50 30 110

수계 배출물

BOD 5 2 4 1 12

Phenol 0.3 0.2 0.1 0 0.6

토양 배출물

고형폐기물 15 6 2 20 43

그림 3.4 제품시스템의 전과정 목록표의 예 (단위: g/fu)

3.7 할당

할당은 LCA 수행 중 가장 어려운 부분이다. 할당은 연구대상 제품시스템에 대한

투입과 산출을 분할하는 작업이다. 때로는 LCA연구 대상 제품시스템에 단위공정의

환경부하를 기여도에 따라 분배하는 작업으로 설명되기도 한다(ISO 14041, 1998).

LCA에서는 그림 3.5처럼 할당을 피하는 것이 바람직한 방법이다.

20

그림 3.5 할당 회피(ISO/TR 14049, 2000)

ISO 14041에서는 할당을 할 때 단위공정을 분할하거나 시스템을 확장(예; 회피영향

접근법)시키는 두 가지 접근법을 추천하고 있다 (ISO 14041, 1998). 그러나 이들

방법을 적용할 수 없는 경우도 있다.

할당은 다중 산출공정, 다중 투입공정 2가지 경우에 적용된다. 다중 투입공정은

하나 이상의 고형폐기물이 공정에 투입되는 소각공정처럼 공정에 하나 이상의

투입물을 가진다. 이러한 경우에 할당은 연구대상 공정으로 투입되는 물질에 대해

공정에서 배출되는 산출물(예; 배출가스)을 분류 시키는 것이다. 다중 산출공정은

부산품이나 연산품의 형태로 된 하나 이상의 산출물을 가진다. 부산품과

연산품들은 투입물과 산출물을 할당하기위해 경제적 가치를 지녀야 한다. 이러한

경우에 할당은 연구대상제품의 투입물(예; 원료물질, 보조물질, 에너지)과 산출물(예;

환경 배출물)을 분할하여 수행한다.

할당을 하려면 기준이 필요한데, 다중 투입 및 산출공정에 관한 할당기준은 ISO

14041에서 추천하는 선호순서를 따를 수 있다.

단위공정에서의 투입 및 산출물 간 물리적 관계: 예로 어떤 공정 투입물에

중금속이 함유되어 있으면, 산출물에도 존재한다(예; 소각로에서 카드뮴을

함유하고 있는 쓰레기는 배출가스에 카드뮴이 포함되어 대기로 배출된다).

제품과 연산품 또는 부산품 사이의 경제적 가치와 질량, 부피, 그리고 에너지

같은 물리적인 양

여러 할당기준에 대한 할당요소를 유도하는 예를 보여주는 구리생산공정을 그림

할당 회피할당 회피

단위 공정 분할단위 공정 분할 시스템 경계 확장시스템 경계 확장

할당 회피할당 회피

단위 공정 분할단위 공정 분할 시스템 경계 확장시스템 경계 확장

21

3.6에 나타내었다. 원료물질 획득, 에너지 그리고 대기, 수계 및 토양 배출물로

인한 환경부하는 제품(구리), 두 개의 부산품 또는 연산품(은, 아연) 각각에

할당된다.

에너지에너지

원료 물질 획득(구리원광석)

원료 물질 획득(구리원광석)

구리 생산 공정구리 생산 공정

CuAgZn

대기 배출물수계 배출물토양 배출물

에너지에너지

원료 물질 획득(구리원광석)

원료 물질 획득(구리원광석)

구리 생산 공정구리 생산 공정

CuAgZn

대기 배출물수계 배출물토양 배출물

그림 3.6 구리생산공정의 할당 예

표 3.3에 할당기준으로 경제적 가치와 물리적인 양을 사용하여 다중 산출공정을

할당하는 계산 예를 나타내었다. 여기서 서로 다른 할당기준을 사용함에 따라

할당계수가 다르다는 사실을 확인할 수 있다. 경제적 가치를 사용할 경우에 구리의

할당계수는 0.7이다. 그러나 물리적인 양인 질량을 사용할 경우에는 할당계수가

0.5로 나타난다. 이것은 서로 다른 할당기준의 사용은 LCA 결과에도 영향을 줄 수

있고 때로는 중대한 영향을 줄 수 있다는 것을 보여준다. 이를 위해 ISO 14041의

권고사항을 가능한 많이 따라야 하는데, 우선적으로 할당은 가능한 피해야 하고,

불가능하다면 물리적인 관계, 경제적인 가치, 그리고 물리적인 양의 순서로

할당기준을 선택한다. LCA연구에서 전과정 목록분석의 데이터 품질 검사 시

할당방법에 대한 민감도분석을 자주 수행해야 한다. 이 부분은 전과정

해석단계에서 논의 할 것이다.

표 3.3 다중산출 공정의 할당 예 (구리생산공정)

경제적 가치 기준 질량기준

생산제품 총 가치

(106 $/yr)

할당비율

(%)

총 질량

(103 ton/yr)

할당비율

(%)

Cu 350 70 200 50

Ag 100 20 40 10

Zn 50 10 160 40

합계 500 100 400 100

22

3.8 재활용 LCI

열린고리 재활용은 대상 제품시스템에서 발생한 페기물이 다른 제품시스템의

원료물질로 재활용 되는 것을 의미한다. 같은 의미로 다른 시스템에서 발생된

폐기물이 대상 제품시스템의 원료로 투입되는 것 또한 열린고리 재활용이다.

이러한 경우의 할당은 폐기물 재활용으로 인한 두 개의 인접 제품시스템 사이의

환경부하를 분할한다.

열린고리 재활용의 경우 할당의 필요성에 대해 의문을 가질 수 있다. 한

제품시스템에서 배출된 재활용된 물질(폐기물)이 또 다른 제품시스템의 원료물질로

사용되는 것이 두 제품시스템의 환경부하를 감소시키는 결과를 나타내는 것이어서

논쟁의 소지가 있다. 폐기물을 배출하는 제품시스템은 폐기를 통해 폐기물 양을

감소시키기 때문에 어느 정도 환경부하를 감소시킨다. 재활용된 물질이 투입되는

제품시스템은 원료물질 사용이 감소되기 때문에 환경부하가 감소된다. 열린고리

재활용 부분에는 두 개의 인접한 제품시스템이 있기 때문에 환경부하감소가

가능하다. 그렇기 때문에 할당이 필요하고 폐기 및 원료물질 획득 공정 그리고

재활용 공정에서 얼마나 많은 환경부하를 각 제품 전과정에 할당할 것인가가

문제이다.

열린고리 재활용에서의 할당은 다중산출과 다중투입보다 훨씬 더 복잡하며, 확실히

정해진 방법도 없다. 현재까지 닫힌고리 재활용 (closed loop approximation) 접근법,

회피영향법 (avoided impact), 컷오프방법(cut-off), 추출부하법 (extraction load),

폐기부하법 (disposal load), 50/50 방법 그리고 물질 풀 방법 (material pool)이

시용되고 있다. 이들 방법 중 자주 사용되는 방법인 닫힌고리 재활용 접근법,

컷오프방법, 50/50 방법 그리고 회피영향방법에 대해 설명하겠다.

그림 3.7은 3가지 서로 다른 제품시스템에 적용된 열린고리 재활용 공정을

보여주고 있다. 그림 3.7에 나타낸 수치는 이해를 돕기 위해 임의로 선택된

수치이다. 그림 3.7에 나타낸 예를 간략히 하기 위해 가정을 세웠다. 첫째 각

제품시스템의 물질흐름양은 1kg으로 가정하고, 둘째 각 전과정단계의 환경부하를

임의로 설정하였다. 원료물질 획득, 제조 및 사용, 폐기, 그리고 재활용 양은 각각

23

300, 0, 200, 100 단위는 EL/kg(물질흐름양) 이다. 제조 및 사용단계는 할당을 하지

않기 때문에 환경부하를 0으로 했다.

그림3.7 3개의 제품시스템에 적용된 열린고리 재활용

1) 컷오프(cut-off) 방법

컷오프 방법의 기본적인 가정은 전과정에서 제품시스템의 모든 투입물과 산출물은

대상 제품시스템에 책임이 있다는 것이다. 재활용으로 인한 이득은 이 방법에서는

고려되지 않는다. 그러나 재활용공정과 관련된 환경부하는 제품시스템 내에

재활용공정을 포함시켜서 고려한다. 재활용공정을 현재 제품시스템에 포함시킬지

아니면 다음 제품시스템에 포함시킬지를 결정해야 한다.

원료물질 획득 시 발생하는 환경부하는 단지 초기 원료물질의 사용량에 비례한다.

다시 말해 원료물질의 총량에서 원료물질로 사용된 재활용 물질의 양을 뺀 값이다.

폐기물 폐기 시 발생한 환경부하는 폐기물의 총량에서 재활용 양을 뺀 양에

비례한다. 마지막으로 폐기물 재활용 시의 환경부하는 재활용 폐기물 양에

Raw MaterialAcquisition 1Raw MaterialAcquisition 1

Manufacturing 1Manufacturing 1

Use 1Use 1

Disposal 1Disposal 1

Raw MaterialAcquisition 2Raw MaterialAcquisition 2

Manufacturing 2Manufacturing 2

Use 2Use 2

Disposal 2Disposal 2

Raw MaterialAcquisition 3Raw MaterialAcquisition 3

Manufacturing 3Manufacturing 3

Use 3Use 3

Disposal 3Disposal 3

Recycle 1Recycle 1 Recycle 2Recycle 280%

80% 80%

80%

20%20%

20%20% 100%

Product System 1

Product System 2

Product System 3

Raw MaterialAcquisition 1Raw MaterialAcquisition 1

Manufacturing 1Manufacturing 1

Use 1Use 1

Disposal 1Disposal 1

Raw MaterialAcquisition 2Raw MaterialAcquisition 2

Manufacturing 2Manufacturing 2

Use 2Use 2

Disposal 2Disposal 2

Raw MaterialAcquisition 3Raw MaterialAcquisition 3

Manufacturing 3Manufacturing 3

Use 3Use 3

Disposal 3Disposal 3

Recycle 1Recycle 1 Recycle 2Recycle 280%

80% 80%

80%

20%20%

20%20% 100%

Product System 1

Product System 2

Product System 3

24

비례한다.

그림3.8은 컷오프 방법에 의한 환경부하의 할당 과정을 보여주고 있다.

제품시스템 전과정단계 환경부하 할당

(재활용으로 인한 크레딧 총량)

원료물질 획득 순수 원료물질 사용량

= 300/kg×1.0kg=300

폐기 폐기량 =200/kg×0.2kg=40 1

재활용 재활용량 =100/kg×0.8kg=80

원료물질 획득 순수 원료물질 사용량

=300/kg×0.2kg=60

폐기 폐기량 =200/kg×0.2kg=40 2

재활용 재활용량 =100/kg×0.8kg=80

원료물질 획득 순수 원료물질 사용량

= 300/kg×0.2kg=60

폐기 폐기량 =200/kg×1.0kg=200 3

재활용 재활용량 =100/kg×0.0kg=0

그림 3.8 컷오프 방법에 의한 할당

컷오프 방법을 통해 산출된 환경부하의 할당 결과는 표3.4에 나타내었다.

표 3.4 컷오프 방법에 의한 할당 결과

제품시스템 전과정단계

1 2 3

원료물질 획득 300 60 60

폐기 40 40 200

재활용 80 80 0

합계 420 180 260

25

2) 50/50 방법

50/50 방법의 일반적인 가정은 대상 제품시스템에서 다른 제품시스템의 재활용에

대한 환경부하가 두 개의 인접 제품시스템 사이에 동등하게 분배된다는 것이다.

또한 원료물질의 획득과 폐기에 의한 환경부하를 처음과 마지막 제품시스템에

똑같이 분배한다.

원료물질 획득 시 환경부하는 초기 사용된 원료물질의 환경부하와 사용된 물질의

환경부하의 반을 합한 값이다. 폐기 시 환경부하는 폐기된 물질의 환경부하와

재활용된 물질의 환경부하의 반을 합한 것과 같다. 마지막으로, 재활용하는 물질의

환경부하는 재활용된 물질의 총량의 0.5배와 같다.

그림 3.9에 50/50 방법에 의한 환경부하의 할당을 나타내었다.

제품시스템 전과정단계 환경부하(EL) 할당

(재활용으로 인한 크래딧의 총량)

원료물질 획득

순 원료물질 사용량(1)–재활용으로

회수된 물질량(1)x0.5

=300/kgx1.0kg – 300/kgx0.8kgx0.5=180

폐기

폐기량(1)+재활용으로 감소된

폐기량(1)x0.5

=200/kgx0.2kg+200/kgx0.8kgx0.5=120

1

재활용 재활용량(1)×0.5 =100/kg×0.8kg×0.5=40

원료물질 획득

순 원료물질 사용량(2)+재활용으로

회수된 물질량(1)x0.5–재활용으로

회수된 원료물질량(2)x0.5

=300/kgx0.2kg+300/kgx0.8x0.5-

300/kgx0.8x0.5=60

2

폐기 폐기량(2)–재활용(1)으로 감소된

폐기량(2)x0.5+재활용(2)으로 감소된

폐기량(2)x0.5

26

=200/kgx0.2kg-200/kgx0.8kgx0.5

+200/kgx0.8kgx0.5=40

재활용 재활용량(1)×0.5+재활용량(2)=

100/kg×0.8kg×0.5+100/kg×0.8kg×0.5=80

원료물질 획득

순 원료물질 사용량(3) +재활용으로

회수된 원료물질량(2)x0.5

=300/kgx0.2kg+300/kgx0.8x0.5=180

폐기

폐기량(3) –재활용으로 감소된 폐기량(2)

x 0.5

=200/kgx1.0kg-200/kgx0.8kgx0.5=120

3

재활용 재활용량(2)×0.5 =100/kg×0.8kg×0.5=40

그림 3.9 50/50 방법에 의한 할당방법

표 3.5는 50/50 방법에 의한 환경부하의 할당 결과이다.

표 3.5 50/50 방법에 의한 할당결과

제품시스템 전과정단계

1 2 3

원료물질 획득 180 60 180

폐기 120 40 120

재활용 40 80 40

합계 340 180 340

3) 회피 영향법

열린고리 재활용에서는 한 제품시스템에서 나온 재활용 물질은 인접 제품시스템의

원료물질을 대체하여 사용된다. 대체 원료물질과 관련된 공정을 포함시키기 위해

현재 제품시스템의 시스템경계를 확장시킴으로써 할당을 피할 수 있다. 이 방법은

ISO에서 추천하는 두 가지 방법 중 하나인 할당회피 방법이다.

원료물질획득의 환경부하는 초기 원료물질의 사용량에 다른 제품시스템에서

27

원료물질로 사용된 재활용량을 뺀 값에 비례한다. 여기서는 현재 제품시스템에서

사용된 원료물질의 총 환경부하에서 초기 물질의 환경부하를 빼준다. 폐기물

폐기의 환경부하는 재활용된 폐기물 양을 뺀 폐기된 폐기물 양에 비례한다.

마지막으로 재활용의 환경부하는 재활용된 폐기물의 총량에 비례한다.

회피영향법에 의한 환경부하의 할당은 그림 3.10에 나타내었다. 간단히 나타내기

위하여 첫 번째 제품시스템만을 나타내었다.

제품시스템 전과정단계 환경부하 할당

(재활용으로 인한 크래딧의 총량)

원료물질 획득

순 원료물질 사용량–대체된 처음

물질사용

= 300/kg×1.0kg - 300/kg×0.8kg=60

폐기 폐기 총량= 200/kg×0.2kg=40

1

재활용 재활용 총량 = 100/kg×0.8kg=80

그림 3.10 회피영향법

예를 들어 제지공장에서 발생하는 폐기물이 소각로에 소각되고 발생된 열을 회수해

제지공장의 보충 난방열로 사용한다고 가정하자. 그 결과로 제지공장의 LNG

연료의 소비는 감소한다. 폐기물의 소각으로 인해 LNG소비가 감소되었다. 그리하여

제지공장은 LNG 소비 감축분 만큼 환경부하량 감소가 있기 때문에 이에 대한

환경상 크레딧을 주장할 자격이 있다. LNG는 원료물질 획득, 운송 및 연료공정을

포함한 환경부하를 갖고 있다. 여기서 인용된 사례에 대한 시스템 경계를 그림

3.11에 나타내었다.

28

그림 3.11 회피영향접근법에 따른 제지공장 열회수에 대한 시스템 경계의 예

[전과정 목록분석의 예: 전기주전자]

1) 전과정 데이터

데이터

제조공정

데이터

(부품제조

포함)

제조공정에는

하우징/손잡이/접지용

금속판/스위치를 주조하는 공정이

대부분이다.

주: 각 부품의 무게는 2장 표 E2.1

재질구성표에 나타내었다.

누적무게비 75%까지 이번

연구대상에서 고려되었다.

(질량기여 결정규칙에 따라

누적무게 25% 이하 제외)

모델 A와 모델 B 두 종류의

제품이 제조된다. 제조공정의

총 소비전력은 연간

10,000kwh이다.

주: 경제적 가치에 근거하여

모델 (A)를 할당하였다.

Paper production

Pulp production

Wastes

Incineration

Paper

District heating

LNG production

LNG combustion

District heating

Expanded system boundaries

+ -

29

운송데이터 운송거리는 중국 동부지역 내에서

40톤 트럭으로 대략 3,000km이다.

사용데이터

사용시나리오

사무실에 ½ 리터의 차를 준비

(전력소비 54.5Wh)

– 하루에 3번

– 일주일에 5번

– 1년에 50주

– 제품 내구연수 3년으로 전체

사용횟수는 2,250번이다.

소비전력은 0.0545kWh/회

이다.

주: 전력소비는 시나리오를

기초로 한 데이터이고 5장

전과정해석에서 민감도 분석이

수행되어야 한다.

폐기데이터

도시폐기물과 함께 폐기(폐기물

소각)

Disposal via municipal waste

(waste incineration only)

두 개의 폐기 시나리오 (A와

B)가 있다.

- 시나리오 A(과거방법):

소각이 50%이고 나머지는

매립지에서 폐기된다.

- 시나리오 B (WEEE 지침)

재활용, 소각, 매립 비율이

각각 50%, 20%, 30%이다.

○ 배경데이터의 데이터 품질

시간적 경계: 최근 5년이내

지역적 경계: 중국 동부지역에서 제조, 사용, 폐기

기술적 경계: 현재 평균기술

○ 데이터 범주와 파라미터

투입 데이터

원료물질: 철광석, 원유 등

보조물질: 미상

에너지: 전기, 디젤연료

30

○ 산출데이터

대기배출: CO2, VOC, CH4

수계배출: 미상

토양배출: 고형폐기물

제품: 전기주전자 모델(A)

연산품/부산품: 모델(B)

2) 공정도(Process tree)

Disposal

Use

Distribution

PackagingHeaterHousing

CardboardStainless SteelPP

Water kettle manufacturing : assembly

Upstream process

Downstream process

Disposal

Use

Distribution

PackagingHeaterHousing

CardboardStainless SteelPP

Water kettle manufacturing : assembly

Upstream process

Downstream process

31

3) 물질수지의 공정도

4) LCI DB의 예: 전기주전자

이번 연구의 배경 데이터로 다음의 데이터를 사용한다.

DB

물질 범주 단위 총계

Crude oil Raw g 1.20E+03

CO2 Air g 1.80E+03

NOX (as NO2) Air g 1.00E+01

SOX (as SO2) Air g 1.10E+01

PP (1 kg)

VOC Air g 9.60E+00

Crude oil Raw g 1.14E+02

CO2 Air g 4.67E+02 Cardboard (1 kg)

NOX Air g 3.96E+00

Crude oil Raw g 2.94E+02 Stainless steel (1 kg) Coal Raw g 7.79E+02

Housing PackagingHeater

전기주전자 제조 :조립

배송

사용

폐기

870 1 전기주전자의 분율

1

1

1

330

0.38

0.51

120

0.14

0.19

200

0.23

0.31

물질무게 , g

75% 기준 적용 후 조정된 분율

제품무게에 대한 각 부품의 실제 차지 분율

32

Chromium Raw g 2.03E+02

Iron ore Raw g 6.55E+02

CO2 Air g 3.65E+03

Coal Raw g 4.95E+01

CO2 Air g 2.90E+02

Methane Air g 5.32E-01 Electricity (1 kWh)

SO2 Air g 1.18E+00

Crude oil Raw g 2.81E+01

CO Air g 5.08E-01 Transport (40t Truck, 1ton-km, 50% loaded) CO2 Air g 9.25E+01

Coal Raw g 1.89E-01

Crude oil Raw g 2.76E+00

CO2 Air g 7.09E+02 Incineration (50%) (1kg waste)

NOX (as NO2) Air g 1.57E-01

Coal Raw g 4.33E-02

Crude oil Raw g 1.90E+00

CO2 Air g 3.07E+01

Methane Air g 3.07E+00

Landfill (50%) (1kg waste)

SOX(as SO2) Air g 1.51E-01

Coal Raw g 1.61E-01

Crude oil Raw g 7.02E-01

CO2 Air g 3.56E+00 Incineration (20%) (1kg waste)

NOX (as NO2) Air g 1.27E-01

Crude oil Raw g 9.54E-01

CO2 Air g 1.87E+01

Methane Air g 1.97E+00 Landfill (30%) (1kg waste)

SOX (as SO2) Air g 3.24E-02

Coal Raw g 7.88E+00

Crude oil Raw g -7.49E+01

Iron (ore) Raw g -3.02E+02 Recycling (50%) (1kg waste)

CO2 Air g -2.00E+02

주: 재활용에서 음의 값은 환경이득 또는 재활용에서 발생한 이로운 환경영향을

33

의미하며 환경에 대한 악역향을 의미하지는 않는다.

5) 원료물질 획득에서 부품 제조까지의 데이터

주 제품(전기주전자) 제조(조립)에 앞서

제조공정에서 발생된 공정 스크랩은 같은 공정에서 원료물질로 재사용된다고

가정한다.

a) Housing (손잡이 포함)

단위 housing별 수집데이터

전력 0.5kWh

PP 330g

환경부하계산 (EL):

DB전력/kWh × 0.5 kWh/단위 housing

DBPP/kg × 0.33 kg/단위 housing

b) 포장재 제조

포장재별 수집데이터

전력 0.2kWh

Cardboard 200g

환경부하 (EL):

DB전력/kWh × 0.2 kWh/단위 포장재

DB Cardboard /kg × 0.2 kg/단위 포장재

c) Heater 제조

단위 heater별 수집데이터

전력 1.5kWh

Stainless steel 120g

환경부하 (EL):

DB전력/ kWh×1.5 kWh /단위 heater

DB Stainless steel /kg× 0.12 kg/단위 heater

34

d) 상위공정의 총 환경부하

Housing(1), 포장재(2) 그리고 Heater 제조공정(3)에서 발생하는 환경부하의 합

여기서 75% 질량기여 결정규칙을 사용하였기 때문에 전기주전자 무게에 대해

데이터를 조정해야 한다.

조정된 환경부하 (EL): 실제 환경부하(EL)x1/질량기여 결정계수

- (Housing(1)+포장재(2)+ Heater 제조공정(3)/0.75)

6) 제조공정 데이터 (전기주전자 조립)

- 조립에 사용된 전력이 유일한 투입물이다.

- 대기, 수계 배출물 또는 폐기물뿐만 아니라 부산품도 발생하지 않는다고 가정한다.

- 모델 (A)와 모델 (B)는 동일한 공장에서 같은 제조공정으로 제조되기 때문에

공정에서 소비된 전력은 각각의 모델에 할당되어야 한다. 이번 연구에서 경제적

가치를 바탕으로 할당하였다.

○ 할당

a) 전기주전자 제조: 동일 공장에서 생산되는 모델(A)와 모델(B)

제품 제품 생산량 (개)

모델 (A) 7,650

모델 (B) 8,900

b) 경제적 가치에 의한 할당계수

모델명 판매가격

($/개수)

총 판매가격

($)

할당계수

(%)

모델 A 18 137,700 38.2

모델 B 25 225,000 61.8

합계 43 360,200 100.0

c) 모델(A)의 소비전력 계산

10,000kWh×(0.38)/(7,650개/년)=0.5kWh/모델(A)

35

소비전력 할당계수 할당된 소비전력 할당된 소비전력

/기준흐름

10,000 kWh 0.38 제품 A: 3,823 kWh 0.5 kWh

환경부하 계산(EL): DB전력/kWh× 0.5 kWh/단위 전기주전자

7) 배송 데이터

거리 3,000 km

위치 중국 동부지역 내

운송수단 40 톤

환경부하계산(EL):

DB40톤 트럭/ (ton-km) × 운송거리 (3,000 km) × 전기주전자 무게(0.87 kg/ (1,000kg/ton))

배송데이터는 하나의 전기주전자에 대해 고려하였다.

8) 사용단계 데이터

- 물을 가열하는데 사용된 전기가 유일한 투입원이다.

- 물 소비는 고려는 하지 않았다.

사용 시나리오

– 1/2리터의 차 준비(54.5 Wh전기 소비)

– 하루 3번

– 일주일에 5일

– 1년은 50주

제품 내구연수를 3년으로 해서 총 2,250회가 된다.

소비전력

0.0545 kWh/사용횟수

환경부하계산(EL): DB전력/kWh× 0.0545 kWh/사용횟수× 2,250회

36

9) 폐기단계 데이터

시나리오 A - 무게비로 전기주전자의 50%는 연소 가능한 물질이고 나머지는

비연소 물질로 가정한다. 연소물질은 소각되고 나머지는 매립된다.

시나리오 B - 전기주전자의 20%는 소각되고, 30%는 매립되며 나머지 50%는

재활용 된다. (이것은 WEEE에서 정한 요구조건을 반영한 것이다.)

이러한 예를 통해 두 가지 폐기 시나리오를 비교하고 각 시나리오별 전기주전자의

폐기 단계 환경부하를 결정할 것이다.

- 폐기된 전기주전자의 수집과 관련한 환경부하는 무시한다.

○ 시나리오 A에 대한 환경부하계산

DB소각(50%)/kg× 0.87kg/단위 전기주전자

DB매립(50%)/kg× 0.87kg/단위 전기주전자

○ 시나리오 B에 대한 환경부하계산

DB소각(20%)/kg× 0.87kg/단위 전기주전자

DB매립(30%)/kg× 0.87kg/단위 전기주전자

DB소각(50%)/kg× 0.87kg/단위 전기주전자

10) 전기주전자 LCI

상위, 제조, 운송, 사용 및 폐기단계에서 환경부하(EL)의 합

a) 상위공정 환경부하

Housing 포장재제조 Heater 제조 합계

파라미터 PP 전력

Card-

board 전력

Stainless

steel 전력

EL/

0.75

Crude oil 3.96E+02 2.29E+01 3.53E+01 6.05E+02

Coal 2.48E+01 9.90E+00 9.35E+01 7.43E+01 2.70E+02

Chromium 2.44E+01 3.25E+01

37

Iron 7.86E+01 1.05E+02

CO2 5.94E+02 1.45E+02 9.34E+01 5.80E+01 4.38E+02 4.35E+02 2.35E+03

Methane 2.66E-01 1.06E-01 7.98E-01 1.56E+00

CO

VOC 3.17E+00 4.22E+00

NOX (Air) 3.30E+00 7.92E-01 5.46E+00

SOX (Air) 3.63E+00 5.90E-01 2.36E-01 1.77E+00 8.30E+00

주: 0.75는 질량기여 75% 결정규칙에 의해 정의된 제품시스템에 포함된

질량비율이다.

b) 제조단계 환경부하

제조단계 파라미터

전력 합계

Crude oil

Coal 2.47E+01 2.47E+01

Chromium

Iron

CO2 1.45E+02 1.45E+02

Methane 2.66E-01 2.66E-01

CO

VOC

NOX (Air)

SOX (Air) 5.90E-01 5.90E-01

c) 배송단계 환경부하

배송단계 파라미터

운송 합계

Crude oil 7.33E+01 7.33E+01

Coal

Chromium

Iron

CO2 2.41E+02 2.41E+02

38

Methane

CO 1.33E+00 1.33E+00

VOC

NOX(Air)

SOX (Air)

d) 사용단계 환경부하

사용단계 파라미터

전력 합계

Crude oil

Coal 6.07E+03 6.07E+03

Chromium

Iron

CO2 3.56E+04 3.56E+04

Methane 6.52E+01 6.52E+01

CO

VOC

NOX (Air)

SOX (Air) 1.45E+02 1.45E+02

e) 폐기단계 환경부하

시나리오 A

폐기단계 파라미터

소각 (50%) 매립 (50%) 합계

Crude oil 2.40E+00 1.65E+00 4.05E+00

Coal 1.64E-01 3.76E-02 2.02E-01

Chromium

Iron

CO2 6.17E+02 2.67E+01 6.44E+02

Methane 2.67E+00 2.67E+00

CO

VOC

39

NOX (Air) 1.37E-01 1.37E-01

SOX (Air) 1.32E-01 1.32E-01

시나리오 B

폐기단계 파라미터

소각(20%) 매립(30%) 재활용(50%) 합계

Crude oil 6.11E-01 8.30E-01 -6.51E+01 -6.37E+01

Coal 1.40E-01 6.86E+00 7.00E+00

Chromium

Iron -2.63E+02 -2.63E+02

CO2 3.10E+00 1.63E+01 -1.74E+02 -1.55E+02

Methane 1.71E+00 1.71E+00

CO

VOC

NOX (Air) 1.10E-01 1.10E-01

SOX (Air) 2.82E-02 2.82E-02

폐기단계에서 시나리오 A와 B사이의 환경부하 비교:

그림 E3.1에서 나타낸 바와 같이 시나리오 B에서 폐기물의 재활용율을 증가시켜

폐기단계의 환경부하가 감소하였다. 환경부하의 음의 값은 환경부하의 감소를

의미하는데, 환경에 악역향을 주는 것이 아닌 이득을 주는 것이다.

40

그림 E3.1 시나리오 A 및 B에 대한 폐기단계의 환경부하

f) 환경부하 합

전과정 단계 환경부하

폐기단계

EL 합

(g/전기주전자)파라미터 상위

공정

제조

단계 배송

사용

단계 시나리오

A

시나리오

B

시나리오

A

시나리오

B

Crude oil 6.05E+02 0.00E+00 7.33E+01 4.05E+00 -6.37E+01 6.83E+02 6.15E+02

Coal 2.70E+02 2.47E+01 6.07E+03 2.02E-01 7.00E+00 6.36E+03 6.37E+03

Chromium 3.25E+01 3.25E+01 3.25E+01

Iron 1.05E+02 -2.63E+02 1.05E+02 -1.58E+02

CO2 2.35E+03 1.45E+02 2.41E+02 3.56E+04 6.44E+02 -1.55E+02 3.89E+04 3.81E+04

Methane 1.56E+00 2.66E-01 6.52E+01 2.67E+00 1.71E+00 6.97E+01 6.88E+01

CO 1.33E+00 1.33E+00 1.33E+00

VOC 4.22E+00 4.22E+00 4.22E+00

NOX (Air) 5.46E+00 1.37E-01 1.10E-01 5.59E+00 5.57E+00

SOX (Air) 8.30E+00 5.90E-01 1.45E+02 1.32E-01 2.82E-02 1.54E+02 1.54E+02

폐기단계 환경부하

-4.00E+02

-2.00E+02

0.00E+00

2.00E+02

4.00E+02

6.00E+02

8.00E+02

Crude oil Coal Iron CO2 Methane NOx (Air) SOx (Air)

목록항목

EL(g

/전기주전자

)

시나리오 A

시나리오 B

41

시나리오 A, B사이의 제품시스템 환경부하의 비교:

전체 제품시스템에 대한 시나리오 A와 B사이의 환경부하 차이는 그림 E3.2에

나타나듯이 크지 않다. 그 이유는 폐기단계의 환경부하가 다른 전과정단계와

비교하여 작기 때문이다. 그럼에도 불구하고 시나리오 B가 시나리오 A와 비교하여

환경부하가 감소되었음을 알 수 있다. 이처럼 폐기물의 재활용을 통해 전체

제품시스템의 환경부하를 감소시킬 수 있다.

그림 E3.2 전체 제품시스템에서의 목록항목별 시나리오 A와 B의 환경부하비교

목록항목별 환경부하

-5.00E+03

5.00E+03

1.50E+04

2.50E+04

3.50E+04

4.50E+04

Crude o

ilCoa

l

Chromium Iro

nCO2

Methan

e COVOC

NOx (Air)

SOx (Air)

목록항목

EL(g

/f.u)

총LCI (시나리오 A)

총 LCI (시나리오 B)

42

4. 전과정 영향평가(Life cycle impact analysis; LCIA)

전과정 영향평가는 전과정 목록분석 결과를 이용하여 제품시스템의 잠재적인

환경영향을 평가하는 과정이다. 전과정 영향평가는 몇 가지 단계, 즉 분류화,

특성화, 정규화, 가중치부여의 단계로 구성된다. 이 4가지 단계에서 정규화와

가중치부여는 선택적인 과정으로 간주되며 분류화와 특성화는 전과정 영향평가에서

필수적인 과정이다. 상세한 내용은 ISO14042, 2000을 참고하면 되겠다. 그림 4.1은

전과정 영향평가의 요소들과 구성 단계들 간의 상호관계를 보여준다.

InventoryInventory ClassificationClassification CharacterizationCharacterization WeightingWeighting

NormalizationNormalizationCO2

CH4

CFC11Global warming CO2-eq

BODTN

NOX

Eutrophication PO4-eq

NOXSOX

Acidification H+-eq

VOC

CO

CH4

Photochemicaloxidant creation C2H2-eq

Weighed impact

InventoryInventory ClassificationClassification CharacterizationCharacterization WeightingWeighting

NormalizationNormalizationCO2

CH4

CFC11Global warming CO2-eq

BODTN

NOX

Eutrophication PO43-eq

NOXSOX

Acidification H+-eq

VOC

CO

CH4

Photochemicaloxidant creation C2H2-eq

Weighed impact

InventoryInventory ClassificationClassification CharacterizationCharacterization WeightingWeighting

NormalizationNormalizationCO2

CH4

CFC11Global warming CO2-eq

BODTN

NOX

Eutrophication PO4-eq

NOXSOX

Acidification H+-eq

VOC

CO

CH4

Photochemicaloxidant creation C2H2-eq

Weighed impact

InventoryInventory ClassificationClassification CharacterizationCharacterization WeightingWeighting

NormalizationNormalizationCO2

CH4

CFC11Global warming CO2-eq

BODTN

NOX

Eutrophication PO43-eq

NOXSOX

Acidification H+-eq

VOC

CO

CH4

Photochemicaloxidant creation C2H2-eq

Weighed impact

그림4.1 요소들과 LCIA의 요소들간의 관계

아래는 전과정 영향평가의 4가지 구성요소에 대한 설명이다. 더불어 전기주전자를

예로 들어 전과정 영향평가를 설명하도록 한다.

4.1 분류화(Classification)

분류화는 예상되는 환경영향의 유형을 토대로 목록분석 결과로 도출된 투입물,

산출물들을 해당 영향범주에 연결시키는 과정이다. 목록분석 결과에서 나온 각

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투입, 산출 항목을 예상되는 환경영향 유형에 맞게 연결하는 것이 중요한 과제이다.

더불어 전과정 영향평가에서 고려되는 환경영향 유형을 결정하는 것 또한 중요한

과제이다.

먼저 전과정 영향평가에서 자주 고려되는 일반적인 영향범주는 무엇인지 알아보자.

아래에 전지구적인 범위부터 국지적 범위의 순으로 영향범주를 나열하였다.

• 무생물/생물 자원 감소

• 지구 온난화

• 오존층 고갈

• 광화학적 산화물 생성/스모그 생성

• 산성화

• 부영양화

• 인간 독성

• 생태 독성

• 고형 폐기물, 유해/방사능 폐기물

일부 영향범주들은 잘 정의되어 있어, 거론된 영향범주에 대해 목록분석에서

도출된 목록항목들이 야기하는 환경영향을 정량적으로 예측 할 수 있다. 그러나

대부분은 잘 정의되어 있지 않아서 환경영향을 정량적으로 예측하지 못한다.

전과정 영향평가에 대한 더 자세한 논의는 이 책에서는 생략하고, 이미 확립된

특성화 방법이나 정량화 계수들이 잘 정의된 영향범주에 국한한다. LCA의 분류화

파트에서 고려되는 영향범주는 지구온난화, 오존층 고갈, 산성화, 부영양화,

광화학적 산화물 생성, 무생물 자원 고갈, 인간 독성, 생태 독성, 고형 폐기물 등

이다. 이들 중에 마지막 3가지 범주는 확실한 특성화 인자를 가지고 있지 않아서

특성화 단계에서 논의 하지 않을 것이다

일단 LCA연구를 위해 영향범주를 선택하고, 전과정 목록항목을 원인-결과

관계(cause-effect relationship)에 기초해 상응하는 영향범주와 연결시킨다. 이를

수행하기 위해서는 상호관계에 대한 사전 지식이 필요하다. 하나의 항목은 하나

이상의 영향범주에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, NOX는 산성화와 부영양화는

물론 스모그 형성에도 영향을 미칠 수 있다. 원인-결과 관계는 그림 4.2와 같이

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온실가스 방출이 지구 온난화를 야기시키는 경우로 묘사될 수 있다.

원인-결과 사슬(cause-effect chain) – 예: 지구온난화

온실가스 방출 물질(부하)

복사력 변화 1차효과

전지구적 기온 변화(지구온난화) 2차효과

해빙, 해수면상승, 지구기후시스템변화 3차 효과

다른 생태계 변화, 인간 보건에 영향 4차효과

그림 4.2 온실가스의 환경에 대한 원인-결과 사슬

단일 목록항목이 여러 영향을 발생시키는 경우가 4가지 있다. 병렬 효과, 직렬 효과,

간접 효과 그리고 복합 효과가 그것이다.

병렬 효과는 단일 목록항목이 서로 다른 두 개 이상의 영향을 야기하는 것을

뜻한다. NOX의 경우가 좋은 예이다. 연결 작업 후의 과정은 목록항목의 기여도에

비례하여 각 영향범주에 목록항목의 양을 배분한다. 그러나 대부분의 경우 이런

기여도에 대한 비율 정보가 없다. 그래서 보통 모든 유형의 영향범주에 목록항목의

전량을 할당한다. 이럴 경우 중복계산(double counting)이 우려되나 LCA는 최악의

경우(worst case)를 가정하기 때문에 심각한 문제는 아니다.

두번째는 직렬 효과이다. 이는 하나의 목록항목이 둘 또는 그 이상의 서로 다른

유형의 영향을 연속적으로 야기하는 경우이다. 예를 들어 중금속은 생태독성을

일으키고 생태독성은 다시 인간독성을 일으키게 된다. 자연환경으로 방출된 독성

물질은 먼저 생태계에 영향을 주고 결국 인간에게도 영향을 주게 된다. 이

경우에는 중복계산 문제가 발생하지 않는다. 문제는 이 직렬 효과 사슬이 어디까지

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가느냐이다.

세번째 경우는 간접 효과이다. 이 효과는 목록항목에 의해 일어나지만 목록항목

자체가 영향을 주는 것은 아니다. 예를 들어 광화학 스모그에서 오존이 생성되는

경우 NOX는 단지 촉매로서의 역할을 할 뿐이다. 스모그의 근본적인 원인은 모든

유기물질들, 즉 휘발성 유기화합물(VOC)과 일산화탄소(CO) 등 이다.

마지막은 복합 효과이다. 이것은 물질이 배출되어 각각 다른 효과에 상호영향을

나타낸다. 예를 들어 독성 물질이 혼합되어서 상승, 상극의 효과를 나타내거나

간접효과의 예와 같이 NOX 와 VOC가 혼합된 경우나, 두 가지 경우 모두 광화학

산화물 생성에 필요한 경우이다 (Guinée et al., 2001).

그림 4.3은 4개의 목록항목, CO2, BOD, NOX, 메탄으로 구성된 전과정 목록결과의

분류화이다.

영향범주(i) 목록항목

GW OD AD EU POC HT ET ARD

CO2 v

BOD v

NOX v v v v

Methane v v

그림 4.3 목록항목의 분류화 예시

4.2 특성화(Characterization)

일단 분류화 단계가 완료되면, 영향범주에 해당하는 각 목록항목이 야기하는

환경영향을 정량화한다. 해당 영향범주에서 주어진 목록항목의 기여도를

특성화시켜주는 특성화 계수(characterization factor)를 정량화하는 수단으로

사용한다. 정량화는 주어진 영향범주 내에서 완성된다. 다시 말하면 특성화 계수는

주어진 영향범주에서 해당 목록항목들간의 상대적인 기여도를 나타내 준다. 각

항목의 기여도가 정량화되면, 각각의 정량화된 영향은 같은 차원이나 단위를 갖기

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때문에 동일 영향범주 내에서 정량화된 영향을 통합하거나 추가할 수 있다.

그리하여 제품시스템의 전과정 목록분석 결과로부터 주어진 영향범주의 환경영향을

계산할 수 있다.

주어진 영향범주에서 목록항목에 따라 변하는 환경영향을 정량화하는데 특성화

계수 또는 상응인자가 핵심 요소이다. 특성화 계수는 화학에서의 등가

원리(equivalency principle)에 기반한다. 이해를 돕기 위해 예를 들어보겠다. 우리는

CO2와 CH4가 지구온난화에 영향을 준다는 것을 알고 있다. 그러나 그 기여도는

다르다. 대기 연구자들의 연구 결과 1g의 CH4는 지구온난화에 CO2 23g과 같은

기여도를 갖는다는 것을 알아냈다. 이것은 지구온난화에 영향을 주는데 1g의

CH4는 CO2 23g과 등가임을 의미한다. 여기서 1g CO2가 지구온난화에 미치는

영향을 지구온난화라고 하자. 그러면 1g CH4가 지구온난화에 미치는 영향은 23g

CO2-eq라고 표현할 수 있다. 그래서 CH4의 상응인자 또는 특성화 계수는 23g CO2-

eq이고 이 값은 CH4의 GWP라고 말한다.

그러나 특성화 계수는 한계가 있다. 목록항목의 농도와 그에 따른 환경영향과의

관계가 선형 관계라고 가정했기 때문에 역치(threshold)를 고려하지 않는다는

점이다. 또한 주어진 배출물이 어디서 어떻게 발생하든지 같은 환경영향을

미친다고 가정하고 있다. 특히 시간 경과에 따른 배출율 함수로 표현하는

환경영향을 고려하지 않았다. 그러나 국지적이거나 지역적 영향과 같이 지역에

대한 지리적인 영향과 배출물이 배출된 지역의 민감도를 고려하여 만들어진다.

특성화 계수를 이용하면, 주어진 영향범주에 목록항목이 미치는 환경영향은 식

(1)과 같이 표현하여 정량화 할 수 있다.

CIi,j = Loadj × eqvi,j (1)

여기서,

CIi,j = j번째 목록항목이 i번째 영향범주에 미치는 특성화된 환경영향(characterized

impact)의 크기, g x-eq/fu

fu = 기능단위

Loadj = j번째 목록항목의 양(환경부하량), g/fu

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eqvi,j =i번째 영향범주에 속한 j번째 목록항목의 상응(특성화 계수)인자 값, g x-eq/g

모든 j번째 목록항목들을 합했을 때 i번째 영향범주에 미치는 총 환경영향은 식

(2)처럼 얻게 된다.

CIi = ∑ CIi,j= ∑ Loadj × eqv i,j (2)

그림 4.4는 가상의 예를 들어 특성화된 환경영향을 계산하는 예를 보여주고 있다.

목록항목(j) Loadj

(g/fu)

eqvi,j

(g CO2-eq/g)

CIi,j (g CO2-eq/fu)

CO2 1,000 1 1,000

CH4 10 23 230

CFC 11 0.01 4,500 45

합계 (∑ CIi,j ) CIi = ∑ CIi,j 1,275

그림 4.4 특성화 단계를 보여주는 예

특성화를 실행하기 전에는 각 목록항목들에 의한 지구온난화 영향은 알 수 있지만,

3가지 전체, 여기서는 CO2, CH4, CFC11의 목록항목 전체가 유발하는 환경영향은

알 수 없다. 3가지 항목의 부하량 정보가 그 항목들이 유발하는 환경영향의 정도를

의미하는 것은 아니다. 일단 특성화단계가 완료되면, 각 항목의 정량적인 환경영향

정보뿐만 아니라 총 환경영향 정보를 이용할 수 있게 된다.

그림 4.5은 전형적인 영향범주에 대한 특성화 계수의 표시 및 단위를 보여준다.

영향범주 표시 단위

지구온난화(Global warming) GWP g CO2-eq/g

오존층고갈(Ozone layer depletion) ODP g CFC11-eq/g

산성화(Acidification) AP g SO2-eq/g

부영양화(Eutrophication) EP g PO43--eq/g

광화학적 산화물생성(Photochemical Oxidant) POCP g C2H4-eq/g

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무생물자원고갈(Abiotic resource depletion) ADP Uj/Dj

주; Uj = j번째 자원의 전세계적 사용량, kg/yr

Dj = j번째 자원의 매장량, 경제적으로 채굴가능한 양, kg

그림 4.5 전형적인 영향범주의 단위와 표시

4.3 정규화(Normalization)

정규화는 제품시스템의 영향범주의 특성화 값(특성화된 환경영향)을 동일

영향범주의 정규화 기준값으로 나누는 과정이다. 정규화 단계의 결과물인 정규화

값(정규화된 환경영향; normalized impact)은 정규화 기준값에 정의된 일정기간, 일정

지역 범위내에서 주어진 영향범주에 대한 제품시스템의 부분적인 기여도를

나타낸다.

정규화 기준값(normalization reference)은 무엇이냐? 정규화 기준값은 특성화의 또

다른 형태라고 볼 수 있다. 다른 점이라면 지역적, 시간적 경계가 있다는 것이다.

특성화는 제품시스템에 국한돼 있다. 반면 정규화 기준값은 제품시스템이 속해있는

전체 지역을 포괄한다. 제품시스템에서 시간적 경계는 제품의 전과정 단계에서의

시간적 간격과 같이 원료 물질 획득에서부터 제품의 최종 폐기까지를 포괄한다.

여기서 제품의 전과정 단계는 매우 길 수 있는데, 보통 1년 이상이다. 그러나

정규화 기준값에서의 시간적 경계는 보통 1년으로 정한다.

i번째 영향범주의 정규화 기준값(Ni)은 특성화 값을 계산하듯이 계산할 수 있다.

Ni,k = Loadk × eqvi,k (3)

여기서,

Ni,k = i번째 영향범주에서 k번째 목록항목이 미치는 특성화된 환경영향의 크기, g x-

eq/ yr

Loadk = k번째 목록항목의 부하량, g/yr

eqvi,k = i번째 영향범주에 속한 k번째 목록항목의 특성화 계수, g x-eq/g

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k번째의 모든 목록항목들을 합산했을 때, i번째 영향범주에 대한 총 환경영향이나

정규화 기준값은 식 (4)와 같이 계산하여 얻을 수 있다.

Ni = ∑ Ni,k = ∑ Loadk × eqv i,k (4)

여기서,

Ni = i번째 영향범주의 정규화 기준값, g x-eq/yr

인구 당량(PE)으로 정규화 기준값을 정의하는게 보통 방법이다. 이 방법은

영향범주의 환경영향을 고려할 때 크기가 서로 다른 지역에 대한 고려를 하는데,

3가지 지리적 범위-전지구적, 지역적, 국지적 단위로 고려한다. 지구온난화, 오존층

고갈, 무생물 자원고갈과 같은 영향범주는 전 지구적 영향이다. 그리고 산성화와

부영양화는 지역적 영향이며 광화학적 산화물 생성은 국지적 영향이라고 할 수

있다. 전지구적, 지역적, 국지적 영향에 대한 지리적 시스템 경계는 동아시아나

서유럽, 개별 국가나 일부분 또는 도시 같이 일정지역이나 지구 전체를 의미한다.

인구 당량에 기초한 정규화 기준값은 식 (5)처럼 계산한다.

Ni = (∑ Loadk × eqvi,k )/(지리적 시스템 경계의 인구 수) (5)

여기서,

Ni = i번째 영향범주의 정규화 기준값, g x-eq/(pe·yr)

pe·yr = 연간 인구 당량

본 책에서는 식 (4)처럼 계산하는 전형적인 정규화 기준값 대신, 식 (5)와 같이

인구 당량으로 계산한 정규화 기준값을 사용할 것이다.

정규화 값(정규화된 환경영향)은 식 (6)과같이 계산한다.

NIi = CIi/Ni (6)

여기서,

50

NIi = i번째 영향범주의 정규화된 환경영향, (pe·yr)/fu

표 4.1는 가상의 예를 사용해 정규화 기준값을 계산하는 방법을 보여주고 있다.

부영양화는 지역적 영향이므로 한국의 인구수를 정규화 기준값 계산에 사용하였다.

i = 부영양화

지역 = 한국

인구수 = 47,000,000

시간 간격 = 1년 (2002년)

표 4.1 한국에서의 부영양화 정규화 기준값을 계산하는 예

목록항목(k) Loadk

(kg/yr)

eqvi,k

(g PO43--eq/g)

Ni,k

(kg PO43--eq/(pe·yr))

NOX 1.19E+09 0.13 3.30

BOD 7.18E+08 0.022 0.34

TN 1.94E+08 0.42 1.73

TP 2.10E+07 3.06 1.37

합계 Ni = ∑ Ni,k 6.72 kg PO43--eq/(pe·yr)

제품 전과정에 걸쳐 오직 NOX(대기배출)를 52.9g/fu 방출하는 제품시스템 A가

있다고 가정하자. NOX는 부영양화 범주에 영향을 미치며 특성화된 환경영향 값은

CIi = (52.9g NOX/fu) (0.13g PO43--eq/g NOX) = 6.87g PO4

3--eq/fu로 계산되었다. 이

제품시스템의 부영양화의 정규화된 환경영향은 다음과 같이 계산한다.

NIi = CIi/Ni = (6.87 g PO43--eq/fu)/(6.72 kg PO4

3--eq/(pe·yr)) = 1.022E-03 pe·yr/fu

NIi는 단위에 보면 “년도(year)”을 가지고 있다. 그러나 이것은 사실 기능단위가

시간 차원을 포함하기 때문에 잘못된 것이다. 시간 차원은 목록 데이터 자체에

포함된 개념이므로 목록 데이터에는 시간 차원이 뚜렷하게 표시되지 않는다. 바로

이 사실이 LCA의 약점이 되는데, 이유는 목록 데이터는 긴 시간 범위에 대해

만들어졌으나 이 시간 간격에 대한 어떠한 정보도 없기 때문이다. 또한 이것은

목록항목으로부터 환경영향을 예측하는 문제를 어렵게 만든다. 결국, 시간 개념은

환경영향을 예측할 때 무시할 수 없는 문제이다.

51

ISO 14042에서도 정규화를 추천하지 않는데도 불구하고, 왜 LCA연구에서 정규화

과정을 수행해야 하는지는 그럴만한 이유가 있다. 정규화는:

목록항목과 특성화 값의 오류를 검토 가능하게 하고,

다른 영향범주의 특성화된 영향 값에 대해 특성화된 영향 값을 용이하게 해석할

수 있게 하고,

정규화된 환경영향을 다음의 가중치부여 단계에서 가중치 적용시점으로 사용할

수 있기 때문이다.

한편 정규화와 관련된 문제도 있다. 정규화 기준값을 계산할 때 지리적, 시간적

시스템 경계를 선택하는 것에 대한 명확한 기준이 없다는 것이다. 그래서

본질적으로 상당히 임의적이라는 것이다. 그리하여 정규화 단계로부터 나오는

정규화된 환경영향 값이 임의적일 수가 있다는 것이다. 그러면 정규화 결과를

비교할 때, 잘못된 결과가 유도될 소지가 있다. 그것은 모든 영향범주가 동일하게

중요하다는 암묵적인 가정을 정규화 과정에 내포하고 있기 때문이다. 달리 말하면

각 영향범주의 가중치가 1로 같다라고 가정하고 있지만 이것은 사실과 다르다.

정규화 기준값을 만들기 위한 시스템 경계를 선택하는 것도 약간은 임의적이지만,

가중치부여 과정처럼 사회적 선호나 가치에 의한 영향을 덜 받는다. 그래서 잘

정의되고 타당한 시스템 경계로 만들어진 정규화 기준값을 사용하면 정규화 과정의

가치를 높일 수 있다. 그러나 정규화 과정의 본질적인 한계점, 영향범주간의 동일한

가중치를 갖는다는 점 때문에 각 영향범주와 제품시스템에 대한 가중치부여된

환경영향을 계산할 필요가 있다. 이렇듯 정규화 과정은 특성화 과정과 가중치부여

단계 사이의 중간 과정으로 간주될 수 있다.

4.4 가중치부여(Weighting)

가중치부여는 영향범주별 상대적 중요도를 부여하는 과정이다. 상대적 중요도를

가중치라고 하고, 이 가중치를 할당하는 행위를 가중치부여라고 칭한다.

가중치부여에는 2가지 접근방법이 있는데, 보다 광범위한 관점(정성적)과 보다 좁은

관점(정량적)이다. 보다 광범위한 관점으로 접근했을 때는 정성적인 결과를 얻는

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반면, 보다 좁은 관점으로 접근을 하면 정량적인 결과를 얻게 되는데, 특히 단일

지수나 제품시스템의 가중치부여된 환경영향의 형태로 표현된다. 하지만, 두 가지

접근방식 모두 가중치부여 과정에 사회적, 윤리적 및 정치적 가치가 작용한다는

원칙이 동일하게 적용된다.

정성적 접근방식은 흔히 제품, 공정, 물질, 디자인옵션들 중 두 가지 시스템 간의

비교연구를 수행하기 위해 사용된다. 그림 4.6과 같은 전과정 표를 이용하여,

기준시스템과 대안시스템을 평가기준에 입각하여 평가한다. 평가결과는 서술적

단어(예; 보다 나음, 보다 나쁨, 또는 같음), 기호(예; +, ++. +++, -, --), 또는 숫자(예;

1, 2, ..., 10)로 표현된다. 예를 들어, 흔히 사용되는 평가기준에는

예방원리(precautionary principle)(Udo de Haes et al., 1996), 사회적 선호도, 기업의

기술적·재정적 능력 등이 포함된다.

영향범주 전과정단계

GW OD AD EU ARD

상위공정

제조단계

배송단계

사용단계

폐기단계

합계

그림 4.6 전과정표를 이용한 정성적 접근방법의 예

일반적으로 전과정평가에서는 가중치부여 단계가 정량적 접근방식에 해당된다. 식

(7)과 같이 가중치부여 단계에서 가중치부여된 환경영향을 계산한다.

WIi = Wi × CIi (7)

여기에서,

WIi = i번째 영향범주의 가중치부여된 환경영향,

Wi = i번째 영향범주의 가중치,

53

CIi = i번째 영향범주의 특성화된 환경영향

식 (7)에서, 특성화된 환경영향값과 가중치부여된 환경영향이 선형관계라고

가정하고 있다. 전체 영향범주별 값을 합했을 때, 식 (8)과 같이 제품시스템의

가중치부여된 환경영향을 얻게 된다.

WI= ∑ (Wi× CIi) (8)

정량적 가중치부여에는 일반적으로 3가지 방법이 해당된다. 전문가 집단에 의한

방법(Panel method), 비용환산방법(Monetization), 그리고 환경목표를 이용한

방법(Target method)이 그것이다.

전문가 집단에 의한 방법은 전문가 집단에게 영향범주별 상대적 중요도에 대한

각자의 의견을 구한다는 점에서 정성적 방법과 유사하다. 하지만, 주요한 차이점은

응답자들에게 정량적인 방식으로 답변을 요청하는 것이다. 가장 널리 알려진

방법중의 하나는 Delphi-like 방법이다. 이 방법은 정규화된 환경영향값을 이용하며,

4단계로 접근한다.

첫번째 단계는 전문가 집단에게 영향범주의 중요성에 대한 합의를 얻는 것이다.

합의를 얻기 위해 일반적으로 전문가 집단에게 예방원리(Precautionary principle)를

제시한다. 예방원리는 4가지의 핵심요소로 구성된다: 과학적 불확실성 정도,

환경영향의 규모, 환경영향의 지속기간, 비가역성 정도. 일반적으로 비가역적

환경영향이 가역적 환경영향보다 더 심각하다고 생각한다. 보다 긴 회복시간을

가진 환경영향보다 보다 짧은 회복시간을 가진 가역적 환경영향을 덜 심각하게

고려하는 것이다. 과학적으로 불확실한 환경영향보다 과학적으로 규명된

환경영향을 덜 심각하게 여긴다(Udo de Haes et al., 1996). 이러한 원리들은 전문가

집단에 의한 방법에서 영향범주의 상대적 중요도를 결정할 때 자주 적용된다.

두번째 단계는 합의된 내용에 기초하여 전문가들이 각 영향범주의 상대적 중요도를

평가하는 과정이다. 각 영향범주에 가중치를 부여하는 것은 서로 다른

영향범주간에 상대적 중요도를 비교하는 것과 같다. 일반적으로 전문가 그룹은

54

산업체, 정부, 환경관련 NGO, 학계, 그리고 소비자의 대표들로 구성된다.

세번째 단계는 전문가 그룹의 결과를 평가하고 다시 구성원들에게 결과를 알려주는

과정이다.

마지막 단계는 전문가 그룹에게 앞의 결과에 기초하여 영향범주별 상대적 중요도를

다시 부여하도록 요청하는 과정이다. 이때 전문가들은 전과 같은 가중치를

부여하거나 다시 바꿀 수도 있다. 전문가 그룹의 결과를 다시 취합, 평균하여

도출된 최종결과가 영향범주별 가중치가 된다.

비용환산방법(Monetization methods)은 사람들에게 영향범주별로 수치를 부여하도록

요청하기 때문에 전문가 집단에 의한 방법과 유사하다고 할 수 있다. 하지만

주요한 차이점은 영향범주별 수치가 금전적 수치로 부여된다는 점이다. 전과정

영향평가에서 흔히 사용되는 접근방식은 비용지불의사(Willingness to pay; WTP)에

기초하여 이루어진다.

아래의 두 단락은 초보자를 위한 세부정보를 포함하고 있다.

비용지불의사의 개념은 원인-결과 사슬에서 어떤 것을 회피하는 행위와 관계가

있다. 사슬의 앞부분에서, 회피하는 것은 대기, 수질 및 토양 오염물과 같은

환경부하이다. 사슬의 뒷부분에서는 인간건강, 작물생산 등과 같은 환경에 대한

손해가 해당된다. 여기에서의 금전적 가치란 식 (9)에서처럼 회피할 것의 총 경제적

가치를 말한다.

총 경제적 가치 = 사용자 가치 + 비사용자 가치 (9)

그리고, 사용자 가치는 식 (10)처럼 두 개의 가치로 구성된다.

사용자 가치 = 직접 사용자 가치 + 간접 사용자 가치 (10)

살림파괴의 회피에 대한 총 경제적 가치의 예는 아래와 같다.

55

직접 사용자 가치 = 숲의 목재 가치

간접 사용자 가치 = 숲의 휴양적 가치

비 사용자 가치 = 존재가치 (지대)

비용지불의사원칙에 기초한 가중치부여 방법으로 많이 알려진 방법으로는

환경성우선전략 방법(Environmental Priority Strategy; EPS)이 있다(Steen, 1999). 이

방법은 환경오염으로 발생된 손해를 회피하려는 사회의 지불의사에 근거한다.

목록항목을 금전적 수치로 부여하고 환경부하단위(ELU)로 나타낸다. 예를 들어,

CO2 1g은 xxx ELU/kg, 철은 yyy ELU/kg의 가치를 갖고 있다고 표현할 수 있다.

따라서, 제품시스템 또는 시스템의 일정부분에 대한 가중치부여된 환경영향을

목록분석 결과로부터 쉽게 얻을 수 있다. 하지만, EPS 방법은 목록분석 결과로

만들어진 환경영향에 금전적 수치를 부여함에 있어 투명성이 결여될 수 있는

문제를 안고 있다.

환경목표에 의한 방법은 앞서 설명한 두 개의 방법과는 다르다. 이 방법은

환경목표와 연계시켜 영향범주의 상대적 중요도를 평가한다. 여러 가지 환경목표에

의한 방법들 사이에는 차이점이 존재한다. 주로 가중계수(Wi)와 환경목표를

관련시키는 식의 구조, 즉 어떤 목표를 선택하는지 그리고 이 방법을 위해 어떤

데이터(예; 특성화된 환경영향이나 목록항목 데이터)를 사용하는지에 따라 차이가

생긴다.

이 방법에서의 가중계수는 식 (11)과 같이 환경목표와 관련이 있다.

Wi = 1/Ti (11)

여기서,

Wi = i번째 영향범주의 가중계수

Ti = i번째 영향범주의 환경목표치

식 (11)은 식 (6)의 정규화된 환경영향 계산식과 매우 유사하다. 유일한 차이점은

식 (6)에서의 Ni대신 식 (11)에서는 Ti를 사용한다는 점이다. 여기서 Ni를 식 (11)의

56

분자와 분모에 각각 곱하면, 식 (12)와 같은 식을 얻을 수 있다.

Wi = (1/Ni) × (Ni/Ti) (12)

여기서 Ni/Ti의 의미를 이해해야 한다. Ni는 실제(현재) 영향값이고 Ti는 목표값이며,

Ni와 Ti의 비율은 i번째 영향범주의 저감계수가 된다. 예를 들어 Ni 값이 20kg PO43-

eq/yr 이고 Ti는 10kg PO43-eq/yr이라고 한다면, 현재와 목표년도 사이에 20/10 또는

2배만큼 부영양화 영향을 줄여야 한다. 그래서 Ni/Ti가 저감계수가 되는 것이다.

제품시스템의 가중치부여된 환경영향은 식 (7)과 (12)를 사용해 계산할 수 있다.

WIi = Wi×CIi = CIi× (1/Ni) × (Ni/Ti) = (CIi/Ni) × (Ni/Ti) (13)

간혹 스위스에서 개발된 생태학적 희소방법(Ecoscarcity method)에서는 환경영향

값에 근거하지 않고 목록항목 값에 근거한 목표치를 사용한다(Baumann et al.,

1994). 이 방법에서는 j번째 목록항목의 가중계수를 식 (14)처럼 표현한다.

Wj = (1/Fc) × (Ftot/Fc) (14)

여기서,

Wj = j번째 목록항목의 가중계수

Fc = 환경목표(정책목표)에 해당하는 연간 부하량(목록항목의 양)

Ftot = 실제 연간 부하량

이 식은 j번째 목록항목의 저감계수를 Ftot/Fc로 표현하고, 1/Fc를 정규화 계수로

표현한 점에서 식 (12)와 매우 유사하다. 그러나 주요한 차이점은 Ni가 실제(현재)

값을 나타낸 반면, Fc는 목표치(미래 계획치)를 나타낸다는 것이다. 이 방법의

장점은 특성화나 정규화가 필요 없다는 것이다. 식 (15)처럼, j번째 목록항목의

환경영향을 단순히 가중계수(Wj)에 목록항목 값을 곱해서 얻을 수 있다.

WIj = Loadj × Wj (15)

57

여기서 식 (11)에는 모든 영향범주에서 목표가 동등하게 중요하다라는 암묵적인

가정이 있다는 것을 주지하여야 한다. 이런 문제점을 극복하기 위해 식 (16)에서

보는 것처럼 환경목표에 의한 방법에 주관적 가중계수를 도입하였다.

Wi = vi × (1/Ti) (16)

여기서,

vi = 주관적 가중계수

Distance-to-target 방법은 i번째 영향범주의 가중치부여된 환경영향을 계산하고

제품시스템의 가중치부여된 환경영향을 계산을 하기 위해 식 (16)에서처럼

가중계수에 기반을 두고 있다. 그래서 i번째 영향범주에 대한 Distance-to-target

방법으로 가중치부여된 환경영향을 계산하는 계산식은 아래와 같다.

WIi = CIi×vi×(1/Ti) = CIi×vi×(1/Ni)×(Ni/Ti) = vi×(CIi/Ni)×(Ni/Ti)

이 계산식은 Distance-to-target 방법으로 가중치부여된 환경영향을 계산하기 위해

식 (17)과 같이 단순화 시킬 수 있다.

WIi = vi×NIi×(Ni/Ti) (17)

식 (17)은 i번째 영향범주의 상대적 중요도를 나타내는 주관적인 가중계수 vi를

가중치부여된 환경영향을 계산하는데 추가하여 간단히 보여주고 있다. 환경목표에

의한 방법으로 잘 알려진 방법에는 Ecoindicator 95 방법이 있다(Goedkoop, 1995).

58

[전과정 영향평가의 예: 전기주전자]

1) 분류화

영향범주 목록항목

GW OD AD EU POC ARD

Crude oil v

Coal v

Chromium v

Iron v

CO2 v

Methane v v

CO v

VOC v

NOX (Air) v v v

SOX (Air) v

주: 전기주전자는 오존층 고갈(OD)에 영향을 미치지 않기 때문에 여기서는 다루지

않도록 한다.

59

2) 특성화

a) 특성화(상응) 계수

특성화 계수

GWP

(g CO2 eq/g)

AP

(g SO2 eq/g)

EP

(g PO43-eq/g)

POCP

(g ethene eq/g)

ADP (1/yr)

Reserve-to-Use 방법 목록항목

eqvi,j ref. eqvi,j ref. eqvi,j ref. eqvi,j ref. eqvi,j ref.

Crude oil 2.48E-02 BP 2001

Coal 3.44E-03 BP 2001

Chromium 3.81E-03 USGS 2001

Iron 7.21E-03 USGS 2001

CO2 1.00E+00 IPCC 2001

Methane 2.30E+01 IPCC 2001 6.00E-03 Heijungs et

al. 1992

CO 2.70E-02 Derwent et

al. 1996

VOC 4.16E-01 Heijungs et

al. 1992

NOX (Air) 7.00E-01Hauschild et

al. 1999 1.30E-01

Heijungs et

al. 1992 2.80E-02

Derwent et

al. 1996

SOX (Air) 1.00E+00Hauschild et

al. 1999

60

b) 특성화

특성화된 환경영향 (CIi)

GW

(g CO2

eq/전기주전자)

AD

(g SO2 eq/

전기주전자)

EU

(g PO43-eq/

전기주전자)

POC

(g ethene eq/

전기주전자)

ARD

(g/ 전기주전자yr) 목록항목 Loadi

eqvi,j CIi,j eqvi,j CIi,j eqvi,j CIi,j eqvi,j CIi,j eqvi,j CIi,j

Crude oil 6.83E+02 2.48E-02 1.69E+01

Coal 6.36E+03 3.44E-03 2.19E+01

Chromium 3.25E+01 3.81E-03 1.24E-01

Iron 1.05E+02 7.21E-03 7.56E-01

CO2 3.89E+04 1.00E+00 3.89E+04

Methane 6.97E+01 2.30E+01 1.60E+03 6.00E-03 4.18E-01

CO 1.33E+00 2.70E-02 3.58E-02

VOC 4.22E+00 4.16E-01 1.76E+00

NOX (Air) 5.59E+00 7.00E-01 3.92E+00 1.30E-01 7.27E-01 2.80E-02 1.57E-01

SOX (Air) 1.54E+02 1.00E+00 1.54E+02

합계 4.05E+04 1.58E+02 7.27E-01 2.37E+00 3.97E+01

61

c) 특성화된 환경영향 (CIi)

전과정 단계

폐기단계 합계

영향범주 상위

공정

제조

단계 배송

사용

단계 시나리오

A

시나리오

B

시나리오

A

시나리오

B

GW g CO2 eq/

전기주전자 2.39E+03 1.51E+02 2.41E+02 3.71E+04 7.05E+02 -1.16E+02 4.05E+04 3.97E+04

AD g SO2 eq/

전기주전자 1.21E+01 5.90E-01 1.45E+02 2.27E-01 1.06E-01 1.58E+02 1.58E+02

EU g PO4

3- eq/

전기주전자 7.09E-01 1.78E-02 1.44E-02 7.27E-01 7.24E-01

POC g ethene eq/

전기주전자 1.92E+00 1.60E-03 3.58E-02 3.91E-01 2.35E-02 1.42E-02 2.37E+00 2.36E+00

ARD g/

전기주전자·yr 1.68E+01 8.51E-02 1.82E+00 2.09E+01 1.01E-01 -3.45E+00 3.97E+01 3.62E+01

62

그림 E4.1 전과정 단계에서의 영향범주별 전기주전자의 특성화된 환경영향

제품시스템의 특성화된 환경영향 비교(시나리오 A와 B):

전체 제품시스템에 대한 다섯 가지 영향범주의 특성화된 환경영향을 비교하면 그림

E4.1에서 보듯이 시나리오 A와 B의 특별한 차이점은 없다. 이것은 폐기 단계의

특성화된 환경영향이 다른 전과정 단계를 합한 것과 비교했을 때 상대적으로 작기

때문이다. 그럼에도 불구하고 시나리오 A에 비해 시나리오 B의 경우 전체

영향범주에 대한 특성화된 환경영향이 감소했음을 알 수 있다. 그렇기 때문에

폐기물의 재활용은 제품시스템의 환경영향을 감소하는데 효과가 있음을 알 수 있다.

3) 정규화

a) 정규화 기준값(Ni)

Ni 영향범주

지리적 경계 값 단위

GW 전지구적 5.66E+06 g CO2 eq/pe·yr

영향범주별 특성화된 환경영향

1.00E-01

1.00E+00

1.00E+01

1.00E+02

1.00E+03

1.00E+04

1.00E+05

GW AD EU POC ARD

영향범주

특성

화된

환경

영향

(g-

eq

/f.u

)

시나리오 A

시나리오 B

63

AD 지역적 5.64E+04 g SO2 eq/pe·yr

EU 지역적 8.90E+03 g PO43- eq/pe·yr

POC 지역적 7.37E+03 g ethene eq/pe·yr

ARD 전지구적 1.87E+04 g/pe·yr2

참조

1. 기준년도 = 1995

2. 세계 인구 = 5,675,675,676

3. 지역 인구(중국 동부의 특정 지역) = 45,093,000

b) 정규화된 환경영향

정규화된 환경영향 (NIi) = CIi / Ni

전과정 단계

폐기단계 합계

영향범주 상위

공정

제조

단계 배송

사용

단계 시나리오

A

시나리오

B

시나리오

A

시나리오

B

GW pe·yr/전기

주전자 4.22E-04 2.67E-05 4.27E-05 6.55E-03 1.25E-04 -2.04E-05 7.16E-03 7.02E-03

AD pe·yr/전기

주전자 2.15E-04 1.05E-05 2.57E-03 4.03E-06 1.87E-06 2.79E-03 2.79E-03

EU pe·yr/전기 7.97E-05 2.00E-06 1.61E-06 8.17E-05 8.13E-05

64

그림 E4.2 영향범주별 전과정에 걸친 전기주전자의 정규화된 환경영향

제품시스템의 정규화된 환경영향의 비교 (시나리오 A와 B):

그림 E4.2를 보면, 제품시스템에 대한 다섯 가지 영향범주의 정규화된 환경영향을

시나리오 A와 B에서 비교했을 때 지구 온난화와 무생물 자원 고갈 범주에서

뚜렷한 차이점을 나타내고 있다. 또한 시나리오 A에 비해 시나리오 B는 모든

영향범주에서 정규화된 환경영향이 감소되었음을 볼 수 있다. 그래서 폐기물의

재활용이 환경영향을 줄이는데 도움이 됨을 알 수 있다.

주전자

POC pe·yr/전기

주전자 2.60E-04 2.16E-07 4.86E-06 5.31E-05 3.19E-06 1.92E-06 3.22E-04 3.21E-04

ARD pe·yr/전기

주전자 9.00E-04 4.55E-06 9.73E-05 1.12E-03 5.41E-06 -1.85E-04 2.12E-03 1.93E-03

영향범주별 정규화된 환경영향

0.00E+001.00E-032.00E-033.00E-034.00E-03

5.00E-036.00E-037.00E-038.00E-03

GW AD EU POC ARD

영향범주

정규

화된

환경

영향

(pe·y

r/전

기주

전자

) 시나리오 A

시나리오 B

65

4) 가중치부여

a)전문가 집단에 의한 방법의 하는 가중치부여

영향범주 가중계수(Wi)

GW 0.29

AD 0.16

EU 0.14

POC 0.13

ARD 0.28

주: 여기서 주어진 가중계수는 예를 보여주기 위해 사용되었다. 그렇기 때문에 실제

적용 시에는 사용하면 안 된다.

b) 가중치부여된 환경영향(WIi) = NIi×Wi

정규화된 환경영향

(NIi)= CIi /Ni

(pe·yr/전기주전자)

정규화된 환경영향

(WIi)

(pe·yr/전기주전자)

비율

(%) 영향

범주

시나리오 A 시나리오 B

가중계수

(Wi)

시나리오 A 시나리오 B 시나리오 A 시나리오 B

GW 7.16E-03 7.02E-03 0.29 2.11E-03 2.07E-03 66.1% 66.8%

AD 2.79E-03 2.79E-03 0.16 4.41E-04 4.40E-04 13.8% 14.2%

EU 8.17E-05 8.13E-05 0.14 1.17E-05 1.17E-05 0.4% 0.4%

POC 3.21E-04 3.20E-04 0.13 4.06E-05 4.05E-05 1.3% 1.3%

ARD 2.12E-03 1.93E-03 0.28 5.90E-04 5.37E-04 18.5% 17.3%

합계 3.19E-03 3.10E-03 100.0% 100.0%

66

c) 전과정 단계별 가중치부여된 환경영향

폐기단계 합계 영향

범주 상위 공정 제조단계 배송 사용단계 시나리오

A

시나리오

B

시나리오

A

시나리오

B

GW 1.24E-04 7.86E-06 1.26E-05 1.93E-03 3.67E-05 -6.01E-06 2.11E-03 2.07E-03

AD 3.39E-05 1.65E-06 4.04E-04 6.35E-07 2.95E-07 4.41E-04 4.40E-04

EU 1.14E-05 2.87E-07 2.32E-07 1.17E-05 1.17E-05

POC 3.29E-05 2.74E-08 6.14E-07 6.71E-06 4.04E-07 2.43E-07 4.07E-05 4.05E-05

ARD 2.50E-04 1.26E-06 2.70E-05 3.10E-04 1.50E-06 -5.13E-05 5.90E-04 5.37E-04

Total 4.52E-04 1.08E-05 4.02E-05 2.65E-03 3.96E-05 -5.65E-05 3.19E-03 3.10E-03

WIi 합: 시나리오 A의 WI = 3.19E-03

시나리오 B= 3.10E-03

그림 E4.3 전과정 단계별 가중치부여된 환경영향

전과정단계별 가중치부여된 환경영향

-5.00E-04

0.00E+00

5.00E-04

1.00E-03

1.50E-03

2.00E-03

2.50E-03

3.00E-03

3.50E-03

upstr

eam

manufa

cturin

g

distrib

ution us

e

dispo

sal

Total

전과정단계

가중

치부

여된

환경

영향

시나리오 A

시나리오 B

67

제품시스템의 가중치부여된 환경영향의 비교 (시나리오 A와 B):

그림 E4.3에서 보듯이 다섯 가지 전과정단계 중에서 가중치부여된 환경영향은

시나리오 A와 B의 폐기단계에서 분명한 차이점을 보이고 있다. 시나리오 B는 음의

가중치부여된 환경영향 값을 보이고 또는 환경에 이득을 주는 영향을 보이고 있는

반면 시나리오 A는 환경에 부정적인 영향을 주고 있다. 다른 전과정 단계에서는

차이점이 없다. 이유는 두 가지 시나리오는 폐기 단계에만 차이를 두어 만들어졌기

때문이다. 이 결과는 폐기물의 재활용이 제품(여기서는 전기주전자)의 폐기단계에서

환경영향을 줄이는데 영향을 미침을 분명히 나타내주고 있다.

주: 위의 결과는 비교를 위해 사용된 가중계수에 크게 영향을 받고 있다.

68

5. 전과정해석(Life cycle interpretation)

전과정해석에서는 서로간의 완전성(Completeness), 민감도(Sensitivity) 및

일관성(Consistency) 같은 다양한 측면에 대해서 전과정 목록분석 결과뿐만 아니라

전과정 영향평가 결과를 분석하게 된다. 또한, 제품시스템에서 환경적으로 큰

기여도를 갖고 있는 주요인자(key issue)를 규명한다. 여기에서 주요인자라 함은

공정, 물질, 활동(Activities), 그리고 부품이나 심지어 하나의 전과정단계 등을

의미한다.

위의 분석들을 토대로, 제품환경측면, 개선가능성 또는 소비자와 의사소통하기 위한

주요 환경성 정보를 제안함으로써 전과정평가 수행목적에 맞는 결론을 도출한다.

ISO 14043에서 규정한 전과정해석의 3가지 주요 요소는 다음과 같다. 첫째는

주요인자 규명, 두번째는 완전성, 민감도 그리고 일관성 검사를 통한 평가,

세번째는 제안 및 결론이다. 이 책에서는 전과정해석에 대한 ISO규격에서 규정한 3

요소를 모두 논하여 본다.

5.1 주요인자(key issue) 규명

주요인자는 일반적으로 제품시스템의 총 환경영향 중에서 1% 이상의 기여도를

갖는 활동, 공정, 물질, 부품 또는 전과정 단계를 뜻한다. 전과정평가 수행목적 중

하나는 제품시스템의 환경상 취약점을 규명하고, 친환경제품설계(Ecodesign)를 통해

그 취약점을 개선하는 것이기 때문에 주요인자 규명은 제품 환경성을 개선하려는

목적의 전과정평가에서는 반드시 수행되어야 한다.

69

제품시스템의 주요인자 또는 환경상 취약점 규명에는 기여도분석(Contribution

analysis)을 이용한다. 주요인자 규명에는 특성화된 환경영향, 가중치부여된

환경영향 또는 목록분석 결과를 이용할 수 있다. 이중에서 흔히 특성화된 환경영향

결과를 사용한다.

일반적으로 열에는 목록항목을 표시하고 행에는 공정도에 나와있는 단위공정을

표시하는 표의 형태로 특성화된 환경영향 결과를 나타낸다. 표 5.1은 가상의

제품시스템에 대한 지구온난화 범주의 특성화된 환경영향을 보여준다.

표5.1 가상의 제품시스템에 대한 지구온난화의 특성화된 환경영향(단위: g CO2-eq/fu)

단위공정(활동)

목록항목 페인트

제조

알루미

늄제조

포장재

제조 배송

사용

단계

폐기

단계

총합

CO2 4 1,370 1,240 53 74 39 2,780

CH4 0.22 120.05 58.8 22.05 22.05 2.45 226

CFC11 31.5 28,800 27,450 450 11,250 0 67,981

합계 36 30,290 28,749 525 11,346 41 70,987

표5.1에서 제품시스템에 대한 지구온난화의 총 환경영향은 70,987g CO2-eq/fu이다.

특성화된 환경영향표의 모든 목록항목들을 제품시스템의 총 환경영향으로 나누어

총 환경영향에 대한 각각의 퍼센트로 표현한다. 표 5.2는 그 결과를 보여준다.

표에서 각각의 퍼센트 수치는 제품시스템의 총 지구온난화 영향에 대한 특정

목록항목과 관련된 각 단위공정(활동)들의 기여도를 의미한다.

70

표5.2 가상 제품시스템의 총 지구온난화 영향범주에 대한 각 항목들의 퍼센트

기여율(단위:%)

단위공정(활동)

목록항목 페인트

제조

알루미

늄제조 포장재제조 배송

사용

단계

폐기

단계

비율

(%)

CO2 0.01 1.93 1.74 0.07 0.10 0.05 3.91

CH4 0.00 0.17 0.08 0.03 0.03 0.00 0.32

CFC11 0.04 40.52 38.62 0.63 15.83 0.00 95.64

합계 0.05 42.68 40.50 0.74 15.96 0.07 100.00

비율(%) 0.05 42.68 40.50 0.74 15.96 0.07

표 5.2를 이용해 주요인자를 규명할 때에는, 예를 들어 임의로 선택한 기준을

적용해 총 환경영향 중 1% 이상의 기여도를 갖는 인자를 주요인자라고 할 수 있다.

첫째, 표 5.2에서 규명된 주요 단위공정(활동)은 알루미늄제조, 포장재제조 그리고

사용단계이다. 주요 목록항목은 CFC11및 CO2이다. 주요 단위공정(활동)과 관련된

목록항목은 알루미늄제조 공정에서는 CO2와 CFC11, 포장재제조 공정에서는 CO2와

CFC11 그리고 사용단계에서는 CO2이다. 규명된 주요인자는 친환경제품설계를

하는데 개선조건으로 반영된다.

주요인자를 규명하기 위해서 목록분석결과 혹은 가중치부여된 환경영향 결과를

이용하고자 한다면 위와 같은 방법을 적용할 수 있다. 이 두 가지 중에서 주요인자

규명에는 흔히 가중치부여된 환경영향 결과를 사용한다. 모든 영향범주로부터

가중치부여된 환경영향을 도출하였기 때문에, 이때 규명된 주요인자는 특성화된

환경영향을 이용했을 때의 주요인자와는 다르다. 일반적으로, 가중치부여된

71

환경영향에서 규명된 주요인자의 개수는 특성화된 환경영향으로 규명된

주요인자보다 적다. 하지만, 가중치부여된 환경영향에서 규명된 주요인자는

제품시스템의 모든 영향범주를 통합하기 때문에 전체 제품시스템의 관점을

반영한다. 따라서 특성화된 환경영향과 가중치부여된 환경영향으로 주요인자를

규명하는 두 가지 방법을 추천한다. 그 후에, 두 가지 접근법으로 규명된

주요인자를 제품시스템의 주요인자로 선택한다.

5.2 완전성, 민감도, 일관성 검사를 통한 평가

목적 및 범위정의 단계에서는 데이터 품질, 목적, 주요가정, 시스템 경계설정 등과

같은 전과정평가 수행의 기본 전제들이 생성된다. 목록분석 단계에서는 데이터를

수집하고, 전과정 영향평가 단계에서 그것들의 영향을 평가한다. 전과정해석 단계의

첫번째 과정에서 주요인자를 규명하였다. 하지만, 이런 모든 결과들은 앞에서

정의한 가정, 데이터 품질, 사용된 방법론 같은 기본 전제들을 기초로 한다. 따라서

완전성, 민감도, 일관성 검사를 통해 이런 모든 결과들을 조직적으로 평가할 필요가

있다. 아래는 이러한 평가의 3가지 방법을 예와 함께 각각 설명하였다.

1) 완전성 검사

완전성 검사의 목적은 전과정해석 단계에 필요한 모든 정보와 데이터가 완전한지를

확인하는 것이다. 특히 규명된 주요인자가 전과정 목록분석 결과뿐만 아니라

전과정 영향평가 결과를 충분하고 정확하게 반영하는지를 확인하는 것이다. 만약

특정 데이터가 제외되었거나 불완전하다고 판단되면, 제외되었거나 불완전한

데이터가 최초 설정한 목적과 범위에 부합하는지에 따라서 재평가 여부를 파악해야

72

한다. 만약 제외되었거나 불완전한 데이터가 규명된 주요인자에 상당한 영향을

미친다면, 그에 맞게 전과정 평가의 목적과 범위를 수정해야 한다.

2) 민감도 검사

민감도 검사의 목적은 전과정 목록분석과 영향평가 단계에서 수행한 분석결과의

민감도와 불확실성을 평가하는 것이다. 민감도와 불확실성 분석은 할당방법,

투입물데이터의 불확실성, 전과정평가 수행시의 가정등을 대상으로 분석한다.

민감도 검사를 통해, 규명된 주요인자를 포함한 전과정평가 결과의 신뢰 수준을

알아낸다.

민감도 분석에서는 가정 및 데이터를 일정범위(예; 25%)만큼 변화시켰을 때 그

결과의 영향을 분석한다. 그 후 변화된 값과 결과를 비교한다. 민감도는 변화분율

혹은 결과의 절대적 편차로 표현될 수 있다. 일반적으로 결과가 10%이상 차이 날

경우에는 신중히 고려해야 한다(ISO 14043, 2000).

민감도 검사에서 가장 널리 선택되는 방법중의 하나는 전과정평가 결과와

주요인자를 도출하기 위한 시나리오(예; 데이터범위, 가정범위, 최상 및 최악조건)를

사용하는 것이다. 만약 민감도 검사 전과 후에, 규명된 주요인자의 변화가 있다면

사용된 시나리오는 민감하다고 판단되며, 원시 데이터를 깊이 있게 조사해 보아야

한다.

일반적인 민감도 분석 항목은 다음과 같다.

- 할당규칙, 질량기여 결정방법 기준

- 경계설정과 공정 및 시스템 정의

73

- 데이터에 대한 판단과 가정

- 영향범주 선택

- 목록분석결과의 분류(분류화)

- 특성화된 환경영향 계산(특성화)

- 정규화된 환경영향 계산(정규화)

- 가중치부여된 환경영향 계산(가중치부여)

- 가중치부여 방법

- 데이터 품질

탄성도 같은 방법을 이용하여 민감도를 평가할 수 있다. CR/CD (결과 변화량/데이터

변화량)로 정의된 탄성도의 크기에 따라 항목의 민감도를 경험적으로 판단한다.

그러나 민감도를 판단하는데 정확한 기준이 존재하지 않는다(ISO 14043, 2000).

3) 일관성 검사

일관성 검사의 목적은 전체 전과정평가 수행에 사용된 방법, 과정, 데이터, 가정

등이 전체 전과정단계에서 일관적으로 적용되었는지를 평가하는 것이다. 특히

일관성 검사에서는 적용된 것과 범위설정에서 정의한 것 사이의 불일치를 세밀히

조사한다.

민감도 검사의 대상은 다음과 같다.

i）지역적 그리고/또는 시간적 차이점을 일관적으로 적용했는가?

ii) 특히 열린고리 재활용시스템의 경우, 할당방법과 시스템 경계를 모든

제품시스템에 일관적으로 적용했는가?

74

iii) 전과정 영향평가의 요소인 특성화 계수 및 방법을 일관적으로 적용했는가?

iv) 범위설정에서 정의한 데이터 품질이 전과정평가 연구에서 일관적인가?

v) 가중치부여 방법 및 계수를 일관적으로 적용했는가?

4) 데이터 품질 요구사항

목적 및 범위정의 단계에서, 먼저 설정한 데이터 요구사항에 맞춰 수집한 데이터를

반드시 검사해야 한다. 그 이후의 전과정 목록분석 및 전과정 영향평가 단계에서

데이터를 수집하는 동안, 수집한 데이터 품질을 반드시 검사해야 하며 만약

요구사항을 충족시키지 못한다면 다시 수집하거나 요구사항을 수정해야 한다. 다시

말해, 데이터 품질 요구사항 검사는 반복적인 과정이다.

데이터 품질을 기재하는 것은 연구결과의 신뢰도를 파악하고 연구 결과를 적절하게

해석하는데 중요하기 때문이다. 데이터 품질 요구사항을 평가할 때 최소한 다음의

파라미터들을 포함시켜야 한다.

• 시간적 경계: 최근 5년 이내

• 지역적 경계: 중국 동부지역에서 제조, 사용, 폐기됨

• 기술적 경계: 현재 평균 기술

그 외에 아래의 정확도(Precision), 완전성(Completeness), 대표성(Repre-

sentativeness), 일관성(Consistency), 데이터의 재현성(Reproducibility) 등의 요소를

정의할 필요가 있다. 이들 요소는 전과정목록분석의 데이터 품질을 판단하는

척도이며 그 내용을 아래에 간략히 설명하였다.

75

정확성: 각 데이터 범주에 해당하는 데이터 값의 변화가능성 측정

완전성: 단위공정상에서 발생 가능한 모든 잠재 데이터의 수와 수집한

초기데이터 수와의 비율

대표성: 사용된 데이터가 실제 모집단을 어느 정도 반영하는 지를 정성적으로

평가

일관성: 분석에 적용된 연구방법이 얼마나 일관되게 수행되었는가를 정성적으로

평가

재현성: 사용된 방법과 데이터 값에 대한 정보를 통해 제 삼자가 대상연구를 수

행 시 도출된 결과를 어느 정도 재현할 수 있는가를 정성적으로 평가

전과정평가 연구를 대중들에게 알리기 위한 비교주장을 목적으로 한다면

정밀검토를 수행해야 한다.

5.3 결론 및 제안

결론과 제안의 목적은 전과정평가 연구로부터 결론을 도출하고, 그것을 예상

청중에게 제안하는 것이다. 결론을 도출하는 단계는 아래와 같다.

첫번째, 제품시스템의 주요인자를 규명한다. 두번째, 완전성, 민감도, 일관성 검사에

대한 결과를 평가한다. 세번째, 전과정평가 연구로부터 임시결론을 내고 목적과

범위설정 단계에서 정의한 데이터 품질 요구사항 및 가정과 임시결론이

일치하는지를 평가한다. 만약 세가지 요구사항들이 충족된다면, 최종결론을 내리고

적절한 제안을 마련한 후, ISO14040에서 제안한 것처럼 전과정평가 보고서를

준비한다.

76

[전과정해석의 예: 전기주전자]

(1) 기여도 분석

a) 특성화된 환경영향을 이용한 각 영향범주별 주요인자 규명

GW

Upstream Disposal (%)

Total (%)

PP (%)

Housing (%)

Stainless steel (%)

Heater manufacturi

ng (%)

Card board(%)

Packaging(%)

Manufacturing

(Assembly) (%)

Distribution(%)

Use (%)

SCA SCB SCA SCB

7.92E+02 1.93E+02 5.84E+02 5.80E+02 1.25E+02 7.73E+01 1.45E+02 2.41E+02 3.56E+04 6.44E+02 -1.55E+02 3.89E+04 3.81E+04 CO2

(100.00) (95.95) (100.00) (95.95) (100.00) (95.95) (95.95) (100.00) (95.95) (91.30) (134.13) (96.04) (96.02)

8.16E+00 2.45E+01 3.26E+00 6.11E+00 1.50E+03 6.14E+01 3.94E+01 1.60E+03 1.58E+03 Methane

(4.05) (4.05) (4.05) (4.05) (4.05) (8.70) (-34.13) (3.96) (3.98)

7.92E+02 2.01E+02 5.84E+02 6.04E+02 1.25E+02 8.06E+01 1.51E+02 2.41E+02 3.71E+04 7.05E+02 -1.16E+02 4.05E+04 3.97E+04 합계

(1.95) (0.50) (1.44) (1.49) (0.31) (0.20) (0.37) (0.60) (91.41) (1.74) (-0.29) (100.00) (100.00)

주)

SCA: 시나리오 A

SCB: 시나리오 B

77

AD Upstream Disposal

(%) Total (%)

PP (%)

Housing (%)

Stainless steel (%)

Heater manufacturi

ng (%)

Card board(%)

Packaging(%)

Manufacturing

(Assembly)

(%)

Distribution

(%)

Use (%)

SCA SCB SCA SCB

3.08E+00 7.39E-01 9.59E-02 7.73E-02 3.92E+00 3.90E+00 NOX

(38.89) (100.00) (42.15) (73.29) (2.48) (2.47)

4.84E+00 7.87E-01 2.36E+00 3.15E-01 5.90E-01 1.45E+02 1.32E-01 2.82E-02 1.54E+02 1.54E+02 SOX

(61.11) (100.00) (100.00) (100.00) (100.00) (100.00) (57.85) (26.71) (97.52) (97.53)

7.92E+00 7.87E-01 2.36E+00 7.39E-01 3.15E-01 5.90E-01 1.45E+02 2.27E-01 1.06E-01 1.58E+02 1.58E+02 합계

(5.02) (0.50) (1.50) (0.47) (0.20) (0.37) (91.79) (0.14) (0.07) (100.00) (100.00)

EU Upstream Disposal

(%) Total (%)

PP (%)

Housing (%)

Stainless steel (%)

Heater manufacturi

ng (%)

Card board(%)

Packaging(%)

Manufacturing

(Assembly)

(%)

Distribution

(%)

Use (%)

SCA SCB SCA SCB

5.72E-01 1.37E-01 1.78E-02 1.44E-02 7.27E-01 7.24E-01 NOX

(100.00) (100.00) (100.00) (100.00) (100.00) (100.00)

5.72E-01 1.37E-01 1.78E-02 1.44E-02 7.27E-01 7.24E-01 합계

(78.67) (18.88) (2.45) (1.98) (100.00) (100.00)

78

POC

Upstream Disposal (%)

Total (%)

PP (%)

Housing (%)

Stainless steel (%)

Heater manufactur

ing (%)

Card board(%)

Packaging(%)

Manufacturing

(Assembly) (%)

Distribution(%)

Use (%)

SCA SCB SCA SCB

2.13E-03 6.38E-03 8.51E-04 1.60E-03 3.91E-01 1.60E-02 1.03E-02 4.18E-01 4.13E-01 Methane

(100.00) (100.00) (100.00) (100.00) (100.00) (0.81) (77.00) (17.67) (17.47)

3.58E-02 3.58E-02 3.58E-02 CO

(100.00) (1.51) (1.52)

1.76E+00 1.76E+00 1.76E+00 VOC

(93.45) (74.21) (74.41)

1.23E-01 2.96E-02 3.83E-03 3.09E-03 1.57E-01 1.56E-01 NOX

(6.55) (100.00) (0.19) (23.00) (6.61) (6.60)

1.88E+00 2.13E-03 6.38E-03 2.96E-02 8.51E-04 1.60E-03 3.58E-02 3.91E-01 1.98E-02 1.34E-02 2.37E+00 2.36E+00 합계

(79.41) (0.09) (0.27) (1.25) (0.04) (0.07) (1.51) (16.53) (0.84) (0.57) (100.00) (100.00)

79

ARD

Upstream Disposal (%)

Total (%)

PP (%)

Housing (%)

Stainless steel (%)

Heater manufactur

ing (%)

Card board(%)

Packaging(%)

Manufacturing (Assembly)

(%)

Distribution(%)

Use (%)

SCA SCB SCA SCB

1.31E+01 1.17E+00 7.56E-01 1.82E+00 1.00E-01 -1.58E+00 1.69E+01 1.53E+01 Crude oil

(100.00) (47.13) (100.00) (100.00) (99.31) (-45.13) (42.65) (42.19)

1.14E-01 4.29E-01 3.41E-01 4.54E-02 8.51E-02 2.09E+01 6.95E-04 2.41E-02 2.19E+01 2.19E+01 Coal

(100.00) (17.33) (100.00) (100.00) (100.00) (100.00) (0.69) (0.69) (55.14) (60.62)

1.24E-01 1.24E-01 1.24E-01 Chromium

(5.00) (0.31) (0.34)

7.56E-01 -1.90E+00 7.56E-01 -1.14E+00 Iron

(30.54) (-54.18) (1.90) (-3.16)

1.31E+01 1.14E-01 2.47E+00 3.41E-01 7.56E-01 4.54E-02 8.51E-02 1.82E+00 2.09E+01 1.01E-01 -3.45E+00 3.97E+01 3.62E+01 합계

(32.98) (0.29) (6.23) (0.86) (1.90) (0.11) (0.21) (4.58) (52.58) (0.25) (-9.55) (100.00) (100.00)

80

b) 가중치부여된 환경영향에 기초한 주요인자 규명

Upstream Disposal

(%) Total (%)

PP (%)

Housing (%)

Stainless steel (%)

Heater manufactu

ring (%)

Card board (%)

Packaging(%)

Subtotal(%)

Manufacturing

(Assembly)(%)

Distribution(%)

Use (%)

SCA SCB SCA SCB

5.55E-05 1.41E-05 4.10E-05 4.24E-05 8.73E-06 5.65E-06 1.67E-04 1.06E-05 1.69E-05 2.60E-03 4.95E-05 -6.01E-06 2.84E-03 2.07E-03 GW

(13.80) (72.80) (45.29) (72.80) (28.83) (72.80) (27.48) (72.80) (31.28) (72.80) (93.00) - (66.10) (66.77)

2.98E-05 2.96E-06 8.88E-06 2.78E-06 1.18E-06 4.56E-05 2.22E-06 5.45E-04 8.56E-07 2.95E-07 5.93E-04 4.40E-04 AD

(7.40) (15.25) (15.25) (9.18) (15.25) (7.49) (15.25) (0.00) (15.25) (1.61) - (13.79) (14.21)

1.24E-05 2.98E-06 1.54E-05 3.87E-07 2.32E-07 1.58E-05 1.17E-05 EU

(3.09) (9.85) (2.53) (0.00) (0.00) (0.73) - (0.37) (0.38)

4.34E-05 4.92E-08 1.47E-07 6.83E-07 1.97E-08 4.43E-05 3.69E-08 8.27E-07 9.04E-06 4.59E-07 2.29E-07 5.47E-05 4.05E-05 POC

(10.78) (0.25) (0.25) (2.25) (0.25) (7.28) (0.25) (1.53) (0.25) (0.86) - (1.27) (1.31)

2.62E-04 2.27E-06 4.95E-05 6.81E-06 1.51E-05 9.08E-07 3.37E-04 1.70E-06 3.64E-05 4.18E-04 2.02E-06 -5.13E-05 7.94E-04 5.37E-04 ARD

(64.97) (11.70) (54.71) (11.70) (49.88) (11.70) (55.23) (11.70) (67.20) (11.70) (3.80) - (18.46) (17.33)

4.03E-04 1.94E-05 9.04E-05 5.82E-05 3.03E-05 7.77E-06 6.09E-04 1.46E-05 5.41E-05 3.57E-03 5.32E-05 -5.65E-05 4.30E-03 3.10E-03 Total

(9.37) (0.45) (2.10) (1.35) (0.70) (0.18) (14.16) (0.34) (1.26) (83.00) (1.24) (-1.82) (100.00) (100.00)

81

위의 결과로부터 주요 목록항목, 영향범주, 활동을 아래와 같이 파악하였다.

– 주요 목록항목 = CO2

– 주요 영향범주 = 지구온난화

– 주요 활동 = 사용단계

그림 E5.1과 E5.2는 시나리오 A의 전체 제품시스템에 대한 전과정단계별

가중치부여된 환경영향과 기준 물질의 상위단계에 대한 단위공정별 가중치부여된

환경영향을 그래프로 나타내고 있다. 두 그림을 분석하여 전기주전자의 환경측면을

개선하기 위한 주요인자를 규명해 낸다.

그림 E5.1을 보면, 전기주전자 제품시스템에서 발생되는 대부분의 환경영향은

사용단계가 차지하고 있고 다음은 상위공정이다. 이것으로부터 전기주전자

가열시스템 및 절연시스템의 에너지효율을 높이는 개선방안등을 통해

사용단계에서의 환경영향을 감소시키기 위한 모든 노력을 기울여야 한다.

사용단계에서의 환경영향은 대부분은 지구온난화에 기인한 것이다. 그림 E5.2를

보면, 상위공정에서는 폴리프로필렌(PP)공정이 환경영향의 주요한 인자이다. 따라서,

폴리프로필렌을 그보다 적은 환경영향을 가진 물질로 교체할 수 있는지를 고려해

보아야 한다.

82

그림 E5.1 전과정 단계별 가중치부여된 환경영향

그림 E5.2 상위공정의 가중치부여된 환경영향

상위 공정의 가중치부여된 환경영향

0.00E+00

5.00E-05

1.00E-04

1.50E-04

2.00E-04

2.50E-04

3.00E-04

3.50E-04

PP

Housin

gStai

nless

stee

l

Heater

Card bo

ardPac

kagin

g

단위공정

가중

치부

여된

환경

영향

ARDPOCEUADGW

전과정 단계의 가중치 부여된 환경영향

0.00E+00

5.00E-04

1.00E-03

1.50E-03

2.00E-03

2.50E-03

3.00E-03

upstr

eam

manufa

cturin

g

distrib

ution us

e

dispo

sal

전과정 단계

가중

치부

여된

환

경영

향

ARDPOCEUADGW

83

c) 제품시스템의 가중치부여된 환경영향을 비교 (시나리오 A와 B):

5가지 전과정단계에서 가중치부여된 환경영향에 대한 시나리오 A와 B 사이의

차이는 폐기단계에서 분명히 드러나는데, 시나리오 A가 가중치부여된 환경영향값이

양(+)을 나타내는 반면에 시나리오 B는 음(-)의 값 또는 환경적 이익을 나타낸다.

두 가지 시나리오를 단지 폐기단계만 변화시켜 만들었기 때문에 나머지

전과정단계에서는 환경영향 차이가 나지 않는다. 아래 표와 폐기단계에 대한

그림E5.3, 전체 제품시스템에 대한 그림 E5.4에서 보듯이 영향범주별 가중치부여된

환경영향은 지구온난화 범주에서 폐기물 재활용으로 얻는 이익이 가장 크고,

다음으로는 무생물 자원고갈 범주에서 크다. 재활용된 물질이 원료물질을

대신하여서, 원료물질 필요량을 감소시킬 수 있었기 때문이다. 또한 소각과 매립 시

CO2 발생량이 감소해서 지구온난화 영향값이 감소하였다. 이런 결과를 통해

폐기물을 재활용하는 것이 제품(여기서는 전기주전자)에 의해 야기되는 환경영향을

감소시키는데 영향을 주는 것을 알 수 있다.

가중치부여된 환경영향(WIi)

폐기단계 전체 전과정단계 영향범주

시나리오A 시나리오B감소율

시나리오A 시나리오B 감소율

GW 3.67E-05 -6.01E-06 116.4% 2.11E-03 2.07E-03 2.0%

AD 6.35E-07 2.95E-07 53.6% 4.41E-04 4.40E-04 0.1%

EU 2.87E-07 2.32E-07 19.3% 1.17E-05 1.17E-05 0.5%

POC 3.40E-07 2.29E-07 32.6% 4.06E-05 4.05E-05 0.4%

ARD 1.50E-06 -5.13E-05 3514.6% 5.90E-04 5.37E-04 8.9%

합계 3.95E-05 -5.65E-05 243.1% 3.19E-03 3.10E-03 3.0%

84

그림 E5.3 시나리오 A, B의 폐기단계에서의 가중치부여된 환경영향

그림 E5.4 시나리오 A, B의 전과정단계 전체에서의 가중치부여된 환경영향

영향범주별 가중치부여된 환경영향

0.00E+00

5.00E-04

1.00E-03

1.50E-03

2.00E-03

2.50E-03

GW AD EU POC ARD

영향범주

가중

치부

여된

환경

영향

시나리오 A

시나리오 B

폐기단계의 가중치부여된 환경영향

-6.00E-05

-4.00E-05

-2.00E-05

0.00E+00

2.00E-05

4.00E-05

GW AD EU POC ARD

영향범주

가중

치부

여된

환경

영향

시나리오 A

시나리오 B

85

(2) 완전성 검사

그림E5.5은 전기주전자의 일관성 검사 결과를 보여준다. 그림E5.5를 보면,

상위공정에서 폐기단계까지 공정도에서 규명한 모든 단위공정이 나열되어 있다.

A에서 E(100%~0%)까지의 정성적인 크기로 표현한 데이터의 일관성 검사에 대해서

두 가지 시나리오를 비교하였다.

시나리오A 시나리오B 단위공정

완전한가? 필요한 조치 완전한가? 필요한 조치

PP 제조 A A

Housing 제조 B 목록결과 검사 B 목록결과 검사

Stainless steel

제조 A A

Heater 제조 B 목록결과 검사 B 목록결과 검사

Cardboard 제조 A A

포장재 제조 B 목록결과 검사 B 목록결과 검사

전력 C 목록결과 검사 C 목록결과 검사

조립 C 목록결과 검사 C 목록결과 검사

배송 D 목록결과 검사 D 목록결과 검사

사용 B 목록결과 검사 B 목록결과 검사

소각 C 목록결과 검사 C 목록결과 검사

매립 C 목록결과 검사 C 목록결과 검사

재활용 E B와 비교 C A와 비교

완전성: 100% 0% (A B C D E)

그림 E5.5 전기주전자의 완전성 검사

(3) 민감도 검사: 할당방법 및 데이터 불확실성

a) 할당방법

그림 E5.6는 경제적 가치 및 물리적 질량에 기초한 할당방법에 대한 민감도 검사

결과를 보여준다.

86

가중치부여된 환경영향 (WIi)

시나리오 A 시나리오 B

물리적 질량으로 할당 3.20E-03 3.11E-03

경제적 가치로 할당 3.19E-03 3.10E-03

민감도 % 0.238 0.245

그림 E5.6 두가지 시나리에 대한 민감도 분석 결과

b) 데이터 불확실성

사용단계에서 선택된 주요인자에 대해 민감도 분석을 수행한다.

시나리오: 사용단계에서, 전력사용이 10% 증가됐다고 가정함

시나리오

시나리오 기준값 영향범주

CIi NIi WIi WIi

GW 4.43E+04 7.82E-03 2.30E-03 2.11E-03

AD 1.72E+02 3.05E-03 4.81E-04 4.41E-04

EU 7.27E-01 8.17E-05 1.17E-05 1.17E-05

POC 2.41E+00 3.27E-04 4.13E-05 4.06E-05

ARD 4.18E+01 2.24E-03 6.21E-04 5.90E-04

합계 3.46E-03 3.19E-03

탄성도 = CR/CD

CR = (시나리오의 WI – 기준 WI) / 기준 WI × 100, CR = 8.30%

CD = (시나리오 데이터 – 기준데이터)/기준데이터 × 100 , CD = 10.00%

탄성도 = 8.30/10 = 0.83

탄성도가 1보다 작기 때문에 적당하다고 판단된다.

(4) 일관성 검사

그림E5.7은 두 가지 시나리오에 대해 일관성 검사 결과를 보여준다.

87

검사항목 시나리오 A 시나리오 B A와 B

비교 조치

데이터 출처 DB OK DB OK 일관적 없음

데이터 정확성 좋음 OK 좋음 OK 일관적 없음

DB 수명 5 년 OK 5 년 OK 일관적 없음

특성화계수 OK OK 일관적 없음

가중계수 OK OK 일관적 없음

가중치부여 방법 Panel

method OK

Panel

methodOK 일관적 없음

그림 E5.7 일관성 검사 결과

(5) 데이터 품질 요구사항 검사

여기서 선택한 전기주전자의 전과정평가를 위해서는 표 E5.1처럼 공정그룹의

데이터 품질 요구사항에 답할 필요가 있다.

표 E5.1데이터 품질 요구사항 검사

경계 공정그룹 단위공정

수집

데이터

문헌

데이터 시간적 지리적 기술적

PP v o o o

Cardboard v o o o 물질

Stainless steel v o o o

전력 v o o o

상위공정 에너

지 디젤 v o o o

원료 v o o o 조립공정

에너지 v o o o

운송 v o o o

전력 v o o o

소각 v o o o

하위공정

(배송, 사용,

폐기)

매립 v o o o

88

재활용 v o o o

v: 적용 데이터, o: 요구사항 충족

(6) 결론 및 제안

전기주전자 전과정평가 수행의 목적은 전기주전자 제품시스템의 환경상 취약점을

규명할 뿐 아니라 두 가지의 서로 다른 폐기시나리오에 기초하여 제품시스템의

환경영향을 비교하는 것이다. 전과정평가 연구의 주요한 결론은 다음과 같다

1) 기여도 분석을 통한 주요인자 규명

여기에서, 주요인자는 주요 목록항목, 영향범주, 활동을 포함한다. 그것들은 다음과

같다:

– 주요 목록항목 = CO2

– 주요 영향범주 = 지구온난화

– 주요 활동 = 사용단계

사용단계의 환경영향은 제품시스템의 총 환경영향 중 83%를 차지한다.

지구온난화 영향범주는 제품시스템의 총 환경영향 중 66%를 차지한다.

사용단계에서 CO2로부터 발생된 환경영향은 사용단계의 총 환경영향 중

96%이상을 차지한다. 이것은 전기주전자 사용단계에서의 전력소비 때문이다.

2) 제품시스템의 환경영향을 비교하기 위해 두 가지 다른 폐기 시나리오를

검사했다.

- 폐기 시나리오 A: 매립 50%, 소각 50%

- 폐기 시나리오 B: 매립 30%, 소각 20%, 재활용 50%

표 E5.2처럼, 시나리오 B는 시나리오 A에 비해 2.8%의 환경영향이 감소됐다.

이것은 폐기된 제품이 재활용율을 증가시켰기 때문이다.

표 E5.2 두 가지 다른 폐기시나리오에 대한 전기주전자의 환경영향

89

환경영향

(수치/전기주전자) 차이점

폐기단계 전체 전과정 환경영향

(수치 /전기주전자)

상대적 차이

(%)

시나리오 A 3.96E-05 3.19E-03

시나리오 B -5.65E-05 3.10E-03 9.61E-05 2.8

표 E5.3은 전과정평가 결과의 완전성, 민감도, 일관성 검사를 보여준다. 이번

전과정평가 연구의 검사결과는 완전성, 민감도 및 일관성에 대해 모든 요구사항을

충족시키고 있음을 보여준다.

표 E5.3 전기주전자 전과정평가 결과의 완전성, 민감도, 일관성 검사

위에서 도출된 결론에 기초한 전과정평가 연구의 제안사항은 다음과 같다.

1) 제품의 환경성을 개선시키기 위해서는 전기주전자 사용단계에서의 CO2 발생을

줄여야 한다. 따라서, 사용단계의 전력 사용량을 줄일 수 있게 전기주전자를

설계해야 한다.

2) 전기주전자의 재활용율이 0%에서 50%로 증가했을 때, 제품시스템의 총

시나리오 A 시나리오 B 비교

완전성 검사 A부터 C 사이 완전성 검증됨

할당방법

(물리적 질량과 경제적 가치)0.238 % 0.245 %

할당방법에

따른 영향

없음

민

감

도

검

사

탄성도

(사용단계의 전력소비) 0.83 민감하지 않음

일관성 검사 OK OK 일관성 검증됨

90

환경영향은 2.8% 감소되었다. 따라서, 재활용이 쉽도록 제품을 설계하면

전기주전자의 환경영향을 감소시킬 수 있다.

마지막단계에서는, ISO 14040에 제시된 요구사항에 맞게 전과정평가 보고서를

준비한다.

91

6. 참고문헌

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출판

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