환경전과정평가론

환 경 전 과 정 평 가 론
Environmental Life Cycle Assessment
김 익
공학박사 Ι 스마트에코㈜ 대표이사
환경부 환경성적표지 선임심사원
International EPD Individual Verifier
UL EPD Individual Verifier
한국전과정평가학회 부회장
세종대학교 겸임교수
kohung@smart-eco.co.kr
010-8233-0904
EPD 기반 생태건축의 성능기준 및 모듈화 · 시공 기술개발

환경오염과
지속가능 발전
Environmental Pollution and Sustainable Development
1. 산업혁명과 환경영향
2. 다양한 환경이슈 대두
3. 원인
4. 원인과 결과의 관계
5. 지속가능 발전 대두
6. 지속가능 발전 지원 도구

지구역사(46억년)
인류탄생 문명시작
지구역사를 1년(365일)으로 가정
11월
다세포동물 등장
산업혁명
12월 13일
공룡 등장
12월 15일
포유류 등장
12월 31일
자정 5시간 전 인류 등장
자정 11분 전 호모사피엔스 등장
자정 1분 전 문명 등장
자정 2초 전 산업혁명 발생
환경오염과 지속가능 발전
산업혁명과 환경오염
환경전과정평가론 3

다양한 환경이슈 대두
기후변화 화학물질 사고 쓰레기 대란 가뭄 / 물부족
Carbon Footprint Chemical Footprint Resource Footprint Water Footprint
미세먼지
Dust Footprint(?)
• 여름철 40도 쯤이야… 기후변화
• 우리 생활에 편리함을 줬던 화학물질의 역습
• 생활의 편리함의 대가로 발생하는 쓰레기 대란
• 우리 마을 하천에 넘쳐나던 물이 어느새… 심각한 물부족 및 가뭄
• 매년 초에 우리를 찾아오는 불청객 미세먼지

3대
원인
도시화
산업화
인구
증가
3대 원인

1900 1925 1960 1974 1987 1999 2020 2050 2100
15 20
30
40
50
60
757575
89
150
세계 인구증가 추이 (단위: 억명)
원인1: 인구증가

Over 80
77.5 ~
80
75 ~
77.5
72.5 ~
75
70 ~
72.5
67.5 ~
70
65 ~
67.5
60 ~ 65
55 ~ 60
50 ~ 55
45 ~ 50
40 ~ 45
Under 40
N.A
[세계 각국의 평균수명 분포도]
<출처 : www.disabled-world.com>
인구증가의 원인
산업화에 따른 의료기술 발전 세계의 평균수명 70세 육박
원인1: 인구증가

전 세계의 총 생산
0.6
2.9
21.8
65.6
(조 달러)
(년)
4.8배 증가
21.8배 증가
109.3배 증가
원인2: 산업화

소득의 증가 소비의 증가 제품생산에 필요한 에너지 소비가 증가
(억 톤)
(년)
(석탄 기준)
12배 증가
원인2: 산업화

우리나라
4.73
88배 증가
(단위 : TOE(Ton of Oil Equivalent))
1970년 2000년
126,000대 11,163,700대
자동차 등록대수
1인당 에너지 소비율
1970년 2000년 2005년
약 6.7배 증가0.61 4.10
원인2: 산업화

3.77%
2.85%
0.95%
우리나라 세계 평균 OECD 평균
우리나라
지난 5년간 우리나라 에너지소비 연평균 증가율(2005년 기준)
원인2: 산업화

세계 도시화 비율(UN 발표)
우리나라 도시화 비율
48% 50%
2003년 2007년 (년)
(%)
(%)
49.8%
1970년 1980년 (년)
66.7%
1990년
79.5%
2000년
87.7%
원인3: 도시화
91.8%
2015년
52%
2010년
54%
2015년

자원 채취량
증가
자원 고갈
가속화
환경영향
심각
오염물,폐기물
증가
인구증가
경제발전
인류의
삶
위협
대량 생산
대량 소비
원인과 결과의 관계

경제개발
환경보전
대량생산 & 대량소비
현세대의 개발욕구를 충족시키면서도 미래세대의 개발능력을 저해하지 않는
' 환경친화적 발전'
지속가능 발전 대두

환경기술 개발에 따른
배출 원단위 감소
대량생산과 대량소비로 인한 배출
총량 증가
환경기술수준
배
출
원
단
위
1970s
배
출
총
량
1980s 1990s 2000s
배출총량 =
배출원단위 x 총생산량
환경기술의 한계

I = P·A·T
• I (환경영향): Environmental Impact
• P(인구수): Population
• A(개인당 소비정도): Affluence
• T(환경기술 수준): Environmental Technology  총생산(Production)
생산과 소비의 관계
•  총소비(Consumption)

지속가능 발전 대두

생산과 소비의 관계: BBC인터뷰

Eco-efficiency
Ecological rucksack
MIPS
Factor4/Factor10
Dematerialization
Product service system
Functional economy
Servicizing
Industrial ecology
Circular economy
Zero emission
Eco-town
Carrying capacity
Eco-balance
Environmental Space
The natural step
Responsible care
Resource productivity
Green chemistry
Eco-materials
Ecological footprint
Green productivity
Natural capitalism
Friend of the earth
Triple bottom line
Precautionary principle
Polluter pays principle
Toxic release inventory
Eco-tax
Extended producer
responsibility
Product stewardship
Integrated product policy
British standard
EMAS
ISO14001
SA8000
Genuine process indicator
Global reporting initiatives
Sustainable management
Rating system
SRI/CSR
Green purchasing network
Eco-product exhibition
LCA
Pollution
prevention
Cleaner
production
Product
assessment
Risk
assessment
Framework
Management
tools
Methodology
strategy Policy
StandardsIndicatorsMarkettools
Eco-design
Dematerialization
Tools
Sustainable development
지속가능 발전 지원도구

환경경영과
전과정 평가
Environmental Management and Life Cycle Assessment
1. 환경경영과 TC207
2. 환경경영 표준
3. 전과정평가 표준
4. 전과정사고 개념
5. 전과정사고 활용
6. 전과정사고 도구
7. 전과정평가 정의
8. 전과정평가 특징
9. 전과정평가 기본골격

환경경영과 전과정 평가
환경경영과 TC207
1992년 유엔환경개발회의(UNCED)
지속가능한 발전을 위한 ‘리우선언‘ 및 행동강령 ‘의제21’ 채택
1993년 환경경영 ISO TC207 결성
환경측면의 지속가능 발전 이행을 위한 표준개발 필요성 제기

ISO TC207
SC1
EMS
SC2
EA&RI
SC3
EL
SC4
EPE
SC5
LCA
WG4
EC
WG5/6
CC
TCG
T&D
WG7
EIPS
WG1
EAPS
WG2
Forestry
WG3
DFE
SC7
CCM
ISO
14001~14009
ISO
14010~14019
ISO
14020~14029
ISO
14030~14039
ISO
14040~14049
ISO 14050 ISO 14051~
환경경영과 TC207

SC 1 ISO 14001:2004, ISO 14004:2004, ISO 14006:2011
SC 2 ISO 14015:2001, ISO 19011:2002
SC 3 ISO 14020:2000, ISO 14021:1999, ISO 14024:1999, ISO 14025:2006
SC 4 ISO 14031:1999, ISO/TR 14032:1999
SC 5
ISO 14040:2006, ISO 14044:2006, ISO/TR 14047:2003
ISO/TS 14048:2002, ISO/TR 14049:2000
TCG ISO 14050:2002
WG 1 ISO Guide 64:1997
WG 2 ISO/TR 14061:1998
WG 3 ISO/TR 14062:2002
WG 4 ISO 14063:2006
WG 5/6
ISO 14064-1:2006, ISO 14064-2:2006, ISO 14064-3:2006
ISO 14065:2007
환경경영 표준

Act
Check Do
에코디자인
(ISO14062)
전과정평가
(ISO14040s)
환경보고서
(ISO 14063)
환경라벨링
(ISO14020s)
환경성과평가
(ISO 14030s)
Plan
환경측면을
제품개발에
통합
환경측면
주요이슈 도출
환경성
커뮤니케이션
환경성
모니터링
환경경영 표준

시스템 규격 제품 규격
인증 및
심사규격
• ISO 14001
• ISO 14004
• ISO 19011
• ISO 14020
• ISO 14021
• ISO 14024
• ISO 14025
기술 및
평가규격
• ISO 14015
• ISO 14031
• ISO/TR 14032
• ISO 14040
• ISO 14044
• ISO/TR 14047
• ISO/TS 14048
• ISO/TR 14049
환경경영 표준

EMS
(Environmental
Management
System)
EA
(Environmental
Auditing)
EL & EC
(Environmental
Labeling &
Communication)
EPE
(Environmental
Performance
Evaluation)
LCA
(Life Cycle
Assessment)
환경경영 표준

ISO 14040:2006
Principles and framework
ISO 14044:2006
Requirements and guidelines
Goal and scope definition
Life cycle inventory analysis
Life cycle impact assessment
Life cycle interpretation
ISO/TR 14047
ISO/TS 14048
ISO/TR 14049
전과정평가 표준

전과정사고 개념
Raw material
acquisition
Recycling
&
Disposal
Material
production
Component
production
Final
product
manufacturing
Product
use
EM EM EM EM EM EM
EmW EmW EmW EmW EmW EmW
Crude oil Crude coal Fresh water Wood • • • • •
에너지자원 고갈 광물자원 고갈 수자원 고갈
CO2 NOx SOx VOC
• • • •
•
BOD COD SS
Wast
e
지구온난화 오존층파괴 부영양화 스모그 인체독성 생태독성 • • • • •
환경부하
환경영향
환경부하
환경영향
Raw
material

전과정사고 개념
원료채취 생산 사용 폐기
대기배출물
수계배출물
폐기물
광물자원
수자원
에너지자원
환경
매체
전과정
단계

폐수처리장 선정
최근 폐수에 대한 고도처리 방식으로 MBR(Membrane Bio-Reactor) 방식과
A2O(Anaerobic-Anoxic-Oxic) 방식이 개발되어 널리 사용
MBR(Membrane Bio-Reactor) 방식
A2O(Anaerobic-Anoxic-Oxic) 방식
전과정사고 활용

폐수처리장 선정
환경영향 단위 MBR(a) A20(b) 비율(a/b)
자원고갈 kg antimony-eq. 8.44E-03 5.92E-03 143%
지구온난화 kg CO2-eq. 1.31E+00 9.73E-01 135%
부영양화 kg PO4
3--eq. 5.44E-03 1.21E-02 45%
정책결정자는 폐수로 인한 부영양화에 대한 결과만을 예측하고 MBR 방식을 선택
부영양화는 MBR 방식이 A2O 방식에 비해 45% 수준
자원고갈과 지구온난화에 대한 영향을 보면 MBR 방식이 A2O 방식에 비해 약 40% 정도
환경영향이 큼
환경영향을 볼 때는 단순히 폐기측면만을 바라보는 것이 아니라 원료의 채취를 포함한
전과정을 모두 고려해야만 합리적인 의사결정을 할 수 있는 지름길이 됨

자동차 전과정(일반차/고탄성차/경량차)
• 차량의 주행과정만 고려한 CO2 배출량 비교 시: 일반차 > 고탄성차 > 경량차  경량차가 탄소배출량이 가장 적음
• 차량의 전과정을 고려한 CO2 배출량 비교 시: 일반차 > 경량차 > 고탄성차  고탄성차의 탄소배출량이 가장 적음

원료채취 제조 사용 폐기
천기저귀
종이
기저귀
정답은?

일회용 기저귀와 천 기저귀
6대 환경영향별 기저귀 환경성 비교분석 결과
자원고갈에 관한 환경성 비교
일회용 가정세탁 세탁소세탁
폐기
사용
생산
-2
0
2
4
6
8
10
<출처 : 영국 환경성(U.K. Environment Agency). 2005 >
일회용 기저귀 석유자원 채취에 따른 자원고갈 영향이
천 기저귀에 비해 최대 2.3배 큼

지구온난화에 관한 환경성 비교
폐기
사용
생산
일회용 가정세탁 세탁소세탁
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
-100
천 기저귀의 세탁과정에서 사용하는 물과 전기 세제 및 섬유유연제 등으로
인한 환경영향이 일회용 기저귀를 1개 제조하는 것보다 큼

일회용 기저귀가 천 기저귀에 비해 최대 1.2배
일회용 기저귀가 천 기저귀에 비해 최대 2.1배
산성화에 관한 환경성 비교 광화학스모그에 관한 환경성 비교
폐기
사용
생산
폐기
사용
생산
일회용 가정세탁 세탁소세탁일회용 가정세탁 세탁소세탁
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
-0.5
0.12
0.1
0.08
0.06
0.04
0.02
0
-0.02
산성화
광화학스모그

일회용 기저귀에 의한 영향이 가장 영향이 큰 가정에서의 세탁에 비해 94%
일회용 기저귀에 의한 영향이 가장 영향이 큰 가정에서의 세탁에 비해 30%
부영양화
인체독성
부영양화에 관한 환경성 비교 인체독성에 관한 환경성 비교
폐기
사용
생산
폐기
사용
생산
일회용 가정세탁 세탁소세탁일회용 가정세탁 세탁소세탁
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
-0.2
140
120
100
80
60
40
20
0

Life Cycle
Thinking
Environmental
Claims
Product
Stewardship
Total Cost
Accounting
Pollution
Prevention Design for Environment
(Eco-design)
Life Cycle Assessment
전과정사고 도구

제품시스템의 전과정 동안에 투입되는
자원 및 에너지와 배출되는 오염물질을
정량적으로 목록화하고 이들이 환경에
미치는 잠재적 악영향을 체계적으로
평가하는 도구
전과정평가 정의

매체 중심  제품 중심으로 사고 전환
공정 중심  전과정 중심으로 사고 전환
사후 처리  사전예방으로 사고 전환
지역 규모  지구규모 환경영향 고려
1. 국제 환경정책 변화를 반영하고 있다.
전과정평가 특징

2. 일장일단(trade-off)을 고려할 수 있다.
old new
GWP
old new
ADP
어느 것을 선택
해야 하나?

3. 환경영향의 정량화로 개선목표 설정이 용이하다.
온실가스 8% 감축
자사 타사
GWP
5%
목 표
청정연료로 교체
개선 활동
일부 연료사용 공정을 전기로 전환
폐열 재활용률 70%까지 향상

4. 다양한 제품환경정책 등에 활용된다.
old new
GWP
전과정평가 결과
환경성적표지를 위한 환경성적 산출
에코디자인을 통한 친환경제품 생산
지속가능성 지표결과 산출 및 관리
통합폐기물처리 방안 등 정책 수립
프로젝트의 온실가스 배출량 산정

목적 및 범위정의
전과정 목록분석
전과정 영향평가
전
과
정
해
석
전과정평가 기본골격

Goal and Scope Definition
1. 개요
2. 제품시스템
3. 산정 기준
4. 데이터 수집: 시스템 경계
5. 데이터 수집: 데이터 품질
6. 데이터 계산: 할당 방법

개요
전
과
정
해
석

개요
목적 정의
(Goal definition)
연구방향 설정
• 연구수행 목적은 무엇인가?
• 연구의 활용분야는 무엇인가?
• 연구결과는 누구에게 제공되는가?
• 연구결과를 외부에 공개하는가?
범위 정의
(Scope definition)
연구범위 설정
• 제품시스템은 무엇을 포함하는가?
• 환경영향 산정기준은 무엇인가?
• 데이터 수집범위는 무엇인가?
• 수집데이터의 품질은 무엇인가?
• 데이터 계산방식(할당 등)은 무엇인가?
• 환경영향 평가 방법은 무엇인가?
• 산정 시 가정과 한계사항은 무엇인가?

제품 시스템
중간제품(intermediate product)
원료 채취 소재 생산 제품 생산
최종제품(intermediate product)
원료 채취 소재 생산 제품 생산 제품 사용 재활용 폐기

제품 시스템
자연계
Resources
Fossil
energy
Water
Air
emission
Water
emission
Landfill
waste
기술계
Resource
depletion
Water
depletion
Climate change
Human cancer
Water pollution

제품 시스템
Intermediate FlowElementary Flow vs.
Product
Manufacturing
Unit
Resources
Fossil
energy
Water
Supply chain
1
Supply chain
2
Supply chain
…
Production
Unit 1
Production
Unit 2
Production
Unit ….
Downstream
Unit
Air
emission
Water
emission
Landfill
waste
PElementary flow Intermediate flow Product flow
System boundary

산정 기준
Product Unit (제품 판매단위)
Functional Unit (제품 기능단위)
이해하기 쉽다 / 제품별 성능반영이 어렵다
제품성능반영이 쉽다 / 동일성능기준 마련이 어렵다

산정 기준
TH200UV 1대를 5년 사용 500mm×500mm, 1개

산정 기준
A사 B사
제품 단위
페인트 1L 생산 0.9kg/L 900g
제품 단위
페인트 1L 생산 0.92kg/L 920g
기능 단위
10m2 벽을 채색 100g/m2 1000g
기능 단위
10m2 벽을 채색 120g/m2 1200g
+불투명도 98%로 채색 3회/98% 3000g +불투명도 98%로 채색 2회/98% 2400g
+10년 유지 5yr/1cycle 6000g +10년 유지 5yr/1cycle 4800g
6000g
안료(Pigment)
수지(Resin)
용제(Solvent)
첨가제(Additives)
4800g
안료(Pigment)
수지(Resin)
용제(Solvent)
첨가제(Additives)
<기준 흐름> <기준 흐름>

산정 기준
INPUT OUTPUT
물질명 단위 양 물질명 단위 양
안료 ton 127,000 페인트 A ton 200,000
도료 ton 58,000 폐기물 ton 5,000
첨가제 ton 10,000
전기 kWh 23,000
INPUT OUTPUT
안료 ton 310,000 페인트 B ton 500,000
도료 ton 183,000 폐기물 ton 3,000
첨가제 ton 10,000
전기 kWh 52,000
∙기능단위: 20m2의 벽을 불투명도 98%로 채색하여 15년 유지
A페인트 성능 B페인트 성능
단위 채색면적(m2/kg) 8 10
채색횟수(회/98%) 2 2
지속기간(년/회) 5 3

산정 기준
정답: 98.1%
INPUT OUTPUT
안료 ton 9.5 페인트 A ton 15.0
도료 ton 4.4 폐기물 ton 0.4
첨가제 ton 0.8
전기 kWh 1.7
INPUT OUTPUT
안료 ton 12.4 페인트 B ton 20.0
도료 ton 7.3 폐기물 ton 0.1
첨가제 ton 0.4
전기 kWh 2.1

데이터 수집: 시스템 경계
<시스템경계>
일차데이터
수집범위

FactoryIntermediate flow Elementary flow
Intermediate flow × Emission factor = Elementary flow
• 투입량이 많을수록 환경영향이
크다는 논리
• 중간흐름
- 원료
- 보조원료
- 물(원료일 경우)
• 투입량이 적더라도 환경영향
큰 중간흐름을 제외
• easy to get factor 활용
• 기본흐름
- 대기 배출물
- 수계 배출물
- 매립 폐기물
• 제외 기준(Cut-off rule) 적용 순서:
① 누적무게에 따른 제외기준 + ② 누적에너지함량에 따른 제외기준 + ③ 환경관련성 물질 추가

Manufacturing
Unit
Ethylene 810.0kg
P
Propylene 140.0kg
Sodium hydroxide 70.0kg
Methanol 20.0kg
Additive1 5.0kg
Additive2 3.0kg
Additive3 1.5kg
Additive4 1.2kg
Additive5 0.9kg
Additive6 0.5kg
Additive7 0.2kg
1458.0kgCO2e
280.0kgCO2e
161.0kgCO2e
20.0kgCO2e
5.0kgCO2e
45.0kgCO2e
4.5kgCO2e
6.0kgCO2e
6.3kgCO2e
2.0kgCO2e
1.0kgCO2e
76.97%
13.30%
6.65%
1.90%
0.48%
0.29%
0.14%
0.11%
0.09%
0.05%
0.02%
73.31%
14.08%
8.01%
1.01%
0.25%
2.26%
0.23%
0.30%
0.32%
0.10%
0.05%

No 물질명 무게 단위
누적질량기여도
포함대상
환경관련성
포함대상
1 A 1850 kg ￮
2 B 3990 kg ￮
3 C 520 kg ￮
4 D 130 kg ￮
5 E 5 kg ￮
6 F 1 kg ￮
7 G 23 kg
8 H 4120 kg ￮
9 I 78 kg
10 J 102 kg
정답: 98.1%

상위흐름 데이터(Upstream data)
석회석 채굴 석회석 분쇄 시멘트 제조
건축물
1kg
시멘트
공급
하위흐름 데이터(Downstream data)
폐기물 운반 폐기물 재활용 폐기물 매립
건축물
1kg
폐기물
재활용/매립
폐기물 발생

< UN Global LCA Data Access(GLAD) Network >
< EU Life Cycle Data Network(LCDN) >
호환

< 환경부(301개) >
< 산업통상자원부(185개) >
< 국토교통부(100개) >
< 산림청(19개) >

데이터 수집: 데이터 품질
Intermediate flow × Emission factor = Elementary flow
• 1차 데이터 수집
• 데이터 수집 출처
- 기업 ERP
- 기업 원단위 장부
- 기업 생산일지 등
• 품질지표
- 정확성, 일관성, 최신성 등
• 최소 2차 데이터 수집
• 데이터 수집 출처
- 국가 LCI Dataset
- Eco-invent Dataset
- LCA S/W 내재 Dataset
• 품질지표
- 지역적/시간적/기술적 상관성
<데이터 종류>
• 측정치 (Measured data): 기업 ERP, 원단위 장부, 생산일지 등
• 계산치 (Calculated data): 기업단위 데이터를 제품단위로 환산한 데이터(유틸리티, 보조원료 등)
• 문헌치 (Literature data): 통계 데이터, 학술 데이터 등
• 추정치 (Estimated data): 전문가 주관적 판단 데이터 등
<데이터 종류>
• 측정치 (Measured data): 기업 ERP, 원단위 장부, 생산일지 등
• 계산치 (Calculated data): 기업단위 데이터를 제품단위로 환산한 데이터(유틸리티, 보조원료 등)
• 문헌치 (Literature data): 통계 데이터, 학술 데이터 등,
• 추정치 (Estimated data): 전문가 주관적 판단 데이터 등

데이터 수집: 데이터 품질
1점 2점 3점 4점 5점
시간적
상관성
최근 3년 이내의
데이터
데이터
데이터
데이터
10년이 경과한
데이터
지역적
상관성
생산지와
동일지역의 데이터
생산지와
에너지믹스가
유사한 지역
데이터
생산지와
에너지별 비율의
추이가 동일한
데이터
생산지와 화석연료 및
신재생 에너지 비중의
순서가 동일한 지역
데이터
생산지와 에너지믹스
비율 또는 순서가
전혀 일치하지 않는
지역 데이터
기술적
상관성
생산 사업장
기술과 일치한
기술을 적용한
데이터
생산 사업장
기술과 유사한
기술을 적용한
데이터
생산 사업장
기술과 제법은
다르지만
범용성이 인정된
기술을 적용한
데이터
생산 사업장
기술과 제법이 다르고
범용성도 떨어진
기술을 적용한
데이터
유사한 제품을 생산한
기술을 적용한
데이터

데이터 계산: 할당 방법
다중투입에 의한 할당 다중산출에 의한 할당
폐지 폐플라스틱 · · ·
전기
연료
공정수
기타
CO2
CH4
NOx
VOC
• 소각장 등 환경설비에서 각종 폐수/폐기물을 처리하기 위해
유틸리티가 사용되고 오염물질이 발생함
• 환경설비로 들어오는 폐기물별로 무게 또는 에너지함량
기준으로 유틸리티와 오염물질을 배분
• 생산공장에서 P1/P2/P3 제품생산을 위해 원료와 유틸리티
투입, 오염물질이 발생이 이뤄짐
• 따라서, P1/P2/P3 별로 생산을 위해 필요한 원료, 유틸리티
발생한 오염물질을 적절한 배분기준에 따라 할당을 수행
원료1 원료2 · · ·
전기
연료
공정수
기타
CO2
CH4
NOx
VOC
P1 P2 P3

데이터 계산: 할당 방법
열린고리 재활용에 의한 할당
• 유리병 음료를 마신 후에 병을 버리면 재활용 공장에서 유리를 파쇄한 후에 유리병 제조업체로 보내짐
• 제품시스템 1은 유리병 음료의 전과정이고, 제품시스템 2는 파유리로 만든 유리병의 전과정인데, 제품시스템 1과 2를 위해서는
폐유리병을 수거하여 파쇄한 후에 유리병을 만들기 좋게 flake로 만드는 재활용 공정이 반드시 필요
• 재활용 공정은 제품시스템 1과 2를 위해 반드시 필요함으로 재활용 시 발생하는 환경부하를 제품시스템 1과 2에 적절히 배분
<Product system 1> <Product system 2><Open-loop recycling>
Waste
glass bottle
Recycled
glass flake

데이터 계산: 할당 지표
• [1순위] 물리적 인자(무게, 부피, 에너지 함량 등)에 의한 할당 수행
• [2순위] 경제적 인자(단가, 매출액 등)
※ 할당 대상의 물리적 특성을 고려한 할당 지표를 선정
제 철 소
Steel
plate
BFG/
COG
SlagScrap Scale
음 료 생 산
과일
음료
유
제품
청량
음료
건강
음료
• • •
음 료 생 산
폐
수지
폐
유리
폐
목재
폐
종이
• • •
무게 기준 매출액 기준 에너지 함량 기준무게 기준 매출액 기준 에너지 함량 기준

Life Cycle Inventory Analysis
1. 개요
2. 데이터 수집
3. 데이터 계산
4. 상·하위흐름 데이터세트 연결
5. 전과정 목록표 작성

개요
전
과
정
해
석

개요
데이터 수집
연구의 목적 등을 고려하여 데이터 수집을 위한 단위공정을 결정하고, 데이터 수집을
위한 설문지를 작성한다.
설문지 등을 활용하여 각 단위 공정별로 원부자재 및 유틸리티, 환경배출물 등
공정 데이터를 수집한다.
공정 데이터 검증 수집한 공정 데이터에 대해 물질수지 및 필요시 에너지 수지 검증 등을 수행한다.
공정 데이터 계산
검증된 데이터를 활용하여, 할당 또는 기능단위에 의한 계산 등을 수행하여
gate to gate (GtG) 데이터를 작성한다.
상·하위흐름
데이터세트 연결
소프트웨어를 활용하여 Gate to gate 데이터와 상·하위흐름 데이터세트를
연결한다.
전과정 목록표
작성
최종적으로 전과정 목록표를 완성한다.
목적 및 범위정의 데이터 수집범위 및 데이터 품질요건 등이 정의된다.
잠재적 환경영향 산출 분류화 및 특성화, 정규화 등의 과정을 통해 잠재적 환경영향을 산출한다.

개요
A 업체
A 제품
① 중간흐름
② 중간흐름
③ 기본흐름: 환경부하
④ 환경영향 ④ 환경영향

데이터 수집
항목 온실가스 목표관리제 전과정평가
Scope 1
• 휘발유
• 경유(1차 수송 포함)
• LNG / LPG 등
• 냉매
• 휘발유
• 경유 (1차 수송 포함)
• LNG / LPG 등
• 냉매
Scope 2
• 전기
• 스팀
• 전기
• 스팀
Scope 3
• 원료
• 보조 원료
• 공정수 및 유틸리티
• 폐기물 처리
• 폐수 종말 처리
• 제품 사용

데이터 수집
 계절적 편차를 보정하기 위하여 1년 단위의 수집기간을 반영한 공정데이터
 정상상태의 데이터를 수집해야 하며, 수집기간 동안 폭발 또는 화재 등 비정상상태
상황이 발생한 경우에는 이 기간동안의 데이터를 제외한 1년 단위의 데이터
 회사의 공식자료로 등록된 데이터: ERP 또는 작업일지 등에 기록된 데이터
 생산과 직접 관련이 없는 시설의 운영 데이터는 제외

데이터 검증
사업장IN OUT
INPUT 합 = OUTPUT 합
(INPUT에서 전기 제외)
① 모든 Flow는 무게 단위로 전환(전기 제외)  ② 내부 순환흐름 확인 후 제외  ③ 물질수지 확인

데이터 검증
회로기판 액상물질 포장박스
협력업체에서 회로기판 구매 시
개당 무게로 가격을 책정하는
것이 아니라 1판 기준으로
책정하는 경우가 많음
입방미터(㎥)나
리터(ℓ)단위로
관리하는 경우도 있음
박스개수로 관리하는 것이
일반적임

데이터 검증
A
B
C
D
F
중간흐름
내부흐름
제품흐름

데이터 검증
투입물 산출물
구분 물질명 단위 양 구분 물질명 단위 양
원료 VCM ton 22,300 제품 PVC ton
원료 NaOH ton 2,700 부산물 미반응VCM ton
유틸리티 LNG L 1,250 배출물 CO2 kg 1080
유틸리티 전기 kWh 15,000 배출물 폐수 ton 12,000
유틸리티 공정수 ton 12,000
PVC: 23,750ton VCM: 1,250ton

데이터 검증
PVC: 23,750ton VCM: 1,250ton

데이터 계산
(1층) 건강음료(병)
(2층) 건강음료(큰병)
(3층) 환약제
층별로 적산계가 설치되어 있지 않고 공장단위로 전력량 관리
 제품단위 LCA를 위해 층별/라인별 전력량 배분이 필요
LNG로 스팀을 생산한 후 각 층별 스팀배관으로 스팀을 공급
 층별, 라인별 스팀량을 관리하고 있어 스팀량 배분 불필요
제품수와 청소수의 용도로 각기 다른 물을 공급받고 있으며,
제품수는 제품별 관리가 되지만 청소수는 관리되지 않음
유틸리티 배분기준 수집해야 할 환산인자
전기 전력량 전기장비별 조업시간, 출력(Kw), 효율
LNG 스팀량 라인별 공급량
제품수
제품
원단위
제품별 연간 생산량
청소수
3층 제외
생산량
1,2층 연간 총 생산량

데이터 계산
제품 장비 출력 일평균가동시간 조업일수 효율
환약제
(3층)
믹서기 10kW/h 18h/day 230day 미정
배합기 7kW/h 18h/day 230day 미정
이송기 3kW/h 18h/day 230day 미정
압착기 5kW/h 18h/day 230day 미정
포장기 2kW/h 18h/day 230day 미정
대형음료
(2층)
가열기 100kW/h 24h/day 300day 미정
주입기 10kW/h 24h/day 300day 미정
소형음료
(1층)
• 총 전력 공급량: 2,370,000kWh
<환약제 생산공정 전력공급량>
- 믹서기: 10kWh × 18h/day × 230day = 41,400kWh
- 배합기: 7kWh × 18h/day × 230day = 29,980kWh
- 이송기: 3kWh × 18h/day × 230day = 12,420kWh
- 압착기: 5kWh × 18h/day × 230day = 20,700kWh
- 포장기: 2kWh × 18h/day × 230day = 8,2800kWh
- 소계: 111,780kWh
<건강음료(대형,소형) 생산공정 전력공급량>
- 배합기: 10kWh × 24h/day × 300day = 72,000kWh
- 가열기: 100kWh × 24h/day × 300day = 720,000kWh
- 주입기: 10kWh × 24h/day × 300day = 72,000kWh
- 이송기: 5kWh × 24h/day × 300day = 36,000kWh
- 포장기: 2kWh × 24h/day × 300day = 14,400kWh
- 각 소계: 914,400kWh
<제품별 전력사용 효율 계산>
- 환약제: 111,780kWh
- 대형음료: 914,400kWh
- 소형음료: 914,400kWh
- 효율: 81.9%(111,780+914,400+914,400/2,370,000)

데이터 계산
제품 장비 출력 일평균가동시간 조업일수 효율
환약제
(3층)
믹서기 10kW/h 18h/day 230day 미정
압착기 5kW/h 18h/day 230day 미정
대형음료
(2층)
소형음료
(1층)
• 총 전력 공급량: 2,370,000kWh
<제품생산량>
- 환약제: 15g/개 × 45,000,000 = 675,000,000g
- 대형음료: 150ml/병 × 67,000,000병 = 10,050,000,000g
- 소형음료: 100ml/병 × 100,000,000병 = 10,000,000,000g
<제품 1단위당 전력 배분량>
- 환약제: 111,780kWh/675,000,000g × 15g = 2.5Wh/개
- 대형: 914,400kWh/10,050,000,000g × 150g = 13.6Wh/병
- 소형: 914,400kWh/10,050,000,000g × 100g = 9.1Wh/병

데이터 계산
제품
1단위당
GtG 데이터
• GtG 데이터는 기업의 생산원단위와 유사한 개념
- 공장단위 관리데이터에 대해 실제 상황을 반영한 데이터
(에너지 비중 등)
- 기업 원단위에서는 폐기물 등의 발생은 포함시키지 않지만
GtG 데이터는 폐기물과 배출물도 포함
• 환경성평가와 경제성평가의 출발은 GtG 데이터
- GtG 데이터 × 환경성 DB = 환경성평가 결과
- GtG 데이터 × 원가 DB = 경제성평가 결과
• 매년 GtG 데이터를 작성하면 연단위로 제품별 생산 효율 및
환경성과 경제성 변화를 볼 수 있음

데이터 계산
구분 명칭 단위 물질량 구분 명칭 단위 물질량
원료 Polybutadiene ton 0.32 제품 ABS Powder ton 1.00
원료 Stylene monomer ton 0.50
원료 Acrylonitrile ton 0.18
유틸리티 Electricity MWh 4,200 폐기물 Industrial waste ton 68,000
유틸리티 Process water ton 205,000 대기 배출물 Vapor ton 120,000
유틸리티 Steam GJ 70,000 수계 배출물 Waste water ton 200,000

데이터 계산
원료 Polybutadiene ton 제품 ABS Powder ton 5.00
원료 Stylene monomer ton 폐기물 Industrial waste ton
원료 Acrylonitrile ton 대기 배출물 Vapor ton
유틸리티 Electricity kWh 수계 배출물 Waste water ton
유틸리티 Process water ton
유틸리티 Steam MJ

상·하위흐름 데이터세트 연결

Life Cycle Impact Assessment
1. 개요
2. 분류화
3. 특성화
4. 정규화
5. 가중화

개요
전
과
정
해
석

개요
인간활동
환경부하측정
환경영향 예측
G&SD
LCI
LCIA
LC
Int.

개요
(Life Cycle Inventory Analysis)
(Life Cycle Impact Assessment)
과학적이고 객관적인
사실에 기초함
다소나마 주관적인
가치판단이 포함됨
vs.
전과정 영향평가의 4개 단계들 중에서 선택사항에 포함됨
실제로 전과정 영향평가의 세부절차 중에서 3번째 절차와 4번째 절차인 정규화와
가중화 단계는 서로 다른 환경영향들 간에 정책적 우선순위를 결정하기 위하여
수행되는 단계로 우선순위를 선정하는 과정에서 주관적인 요소가 포함될 수 있음

개요
특성화
(Characterization)
정규화
(Normalization)
가중화
(Weighting)
환경지수
분류화
(Classification)
강제사항 선택사항
환경부하량을
해당 환경영향
범주와 연결
상대적
지표결과 산출
(잠재적 영향)
환경영향 간
상대적 중요도를
평가
가중화 인자를
고려하여
정규화 결과 통합

분류화
인간
Human
자원
Resource
생태계
Ecosystem

분류화
지구 규모 국가적 규모 지역적 규모
광물 자원고갈
에너지 자원고갈
수 자원고갈
인체독성
인체독성
인체독성
지구온난화
오존층고갈
산성화
미세먼지 영향
생태독성
스모그
생태독성
부영양화
생태독성
자원
대기
수계
토양
인간
대기
수계
토양
생태계

분류화
자원고갈 Antimony, Aluminum, Copper, Gold, Iron, Magnesium, Nickel, Tin, Zinc, Uranium etc.
지구온난화
Carbon dioxide, Methane, Nitrous oxide, HFC-23, HFC-32, HFC-41, Sulphur
hexafluoride etc.
오존총고갈 1,1,1-Trichloroethane, CFC-11, CFC-113, CFC-114, CFC-115, CFC-12, Halon-1202 etc.
산성화 Ammonia, Hydrogen chloride, Nitric acid, Nitrogen dioxide, Sulfur dioxide etc.
부영양화 Ammonium, Nitrate, Phosphate, COD, Phosphorus oxide, Phosphoric acid etc.
광화학스모그 1,1,1-Trichloroethane, 1,3-Butadiene, 1-Butanol, 1-Methoxy-2-propanol, Ethane etc.
호흡기질환(미세먼지) Ammonia(NH3), NOX, Sulfur dioxide(SO2), PM2.5
생태/인체독성 1,4-Dichlobenzene, Nickel,
영향범주 환경영향 유발인자

특성화
중
간
점
수
준
종
말
점
수
준

특성화
• CR(특성화 결과), PR(환경부하값), CF(특성화인자), i(영향범주), j(물질)
▶중간점 수준(Mid-point level)의 잠재적 환경영향 산정
- 영향범주별 특성화 인자는 공신력있는 국제기구에서 개발하여 배포
(예: IPCC 계수)
• DR(피해영향 결과), DF(피해인자), k(보호대상)
▶종말점 수준(End-point level)의 잠재적 피해영향 산정
- 종말점수준의 피해인자는 아직 연구단계이므로 신뢰도는 상대적으로 떨어짐

특성화
물질명 배출량 단위 특성화지수 단위 지표결과
CO2 2300 g/F.U 1 kgCO2-eq/kg 2.30
CH4 12 g/F.U 21 kgCO2-eq/kg 0.25
N2O 1.5 g/F.U 310 kgCO2-eq/kg 0.47
SF6 0.05 g/F.U 23900 kgCO2-eq/kg 1.20
CF4 0.1 g/F.U 6500 kgCO2-eq/kg 0.65
HFC-41 0.05 g/F.U 150 kgCO2-eq/kg 0.008
단위
kgCO2-eq
kgCO2-eq
kgCO2-eq
kgCO2-eq
kgCO2-eq
kgCO2-eq
물질명 환경부하 특성화인자 지구온난화 영향
· · ·
TOTAL 4.88 kgCO2-eq

특성화
▶PR 결과는 위해성평가 절차에 따라 산정
- 경로분석  노출분석
- [1단계] 대기 및 수중으로 환경오염물 배출①
- [2단계] 대기 또는 수중으로 배출된 오염물이 대기 또는 수계, 토양으로 이동량 파악
- [3단계] 대기, 수계, 토양으로 이동한 양이 호흡과 섭취, 피부를 통해 인체에 노출량
산정②
※ ①에서 환경부하값을 산정하는 방안과 ②에서 환경부하값을 산정하는 방안 중 선택
<경로분석의 예> <노출분석의 예>

특성화
자원고갈 kgSb-eq.
지구온난화 kgCO2-eq.
오존총고갈 kgCFC11-eq.
산성화 kgSO2-eq.
부영양화 kgP2O5-eq.
광화학스모그 kgC2H2-eq.
호흡기질환(미세먼지) kgPM2.5-eq.
생태/인체독성 kg1,4-DCB-eq.
영향범주 특성화 결과 단위

특성화

정규화
• NR(정규화 결과), NRe(정규화기준)
▶ 환경성 우선순위 도출을 위한 영향범주별 특성화 결과 간의 상대적 비교
- 각 영향범주별 정규화 기준을 활용한 단위 통일 수행
▶ 정규화 결과의 단위
자원고갈 kgSb-eq.
지구온난화 kgCO2-eq.
오존총고갈 kgCFC11-eq.
산성화 kgSO2-eq.
부영양화 kgP2O5-eq.
광화학스모그 kgC2H2-eq.
영향범주 특성화결과
kgSb-eq.
kgCO2-eq.
kgCFC11-eq.
kgSO2-eq.
kgP2O5-eq.
kgC2H2-eq.
정규화기준(1)
kgSb-eq./pe.
kgCO2-eq. /pe.
kgCFC11-eq. /pe.
kgSO2-eq. /pe.
kgP2O5-eq. /pe.
kgC2H2-eq. /pe.
정규화기준(2)
무차원
무차원
무차원
무차원
무차원
무차원
정규화결과(1)
pe.
pe.
pe.
pe.
pe.
pe.
정규화 결과(2)

정규화
▶ 정규화 기준의 개발
- 각 영향범주별 정규화 기준을 활용한 단위 통일 수행
자원고갈
영향범주별로
우리나라
전체 환경영향의
X%
지구온난화
오존총고갈
산성화
부영양화
광화학스모그
영향범주
우리나라 전체
범주별 환경영향①
해당 제품은
영향범주별로
우리나라
X명의 국민이
발생시킨
환경영향과
동일
①/전체 인구수
해당 제품은
영향범주별로
우리나라
Xm2의 면적에서
발생한
환경영향과
동일
①/전체 면적
해당제품의
각 영향범주별
환경영향은
이전제품의
환경영향에 비해
X% 수준
①이전 제품의
환경영향

정규화
Global normalisation reference (NR) for Environmental Footprint (EF)
Global NF, per capita shall be used in PEF studies (Reference year: 2010)
Impact category Unit Global NF, total
Global NF,
per capita *
Acidification mol H+ eq 3.83E+11 5.56E+01
Climate change kg CO2 eq 5.55E+13 8.04E+03
Ecotoxicity, freshwater CTUe 2.94E+14 4.27E+04
Eutrophication, freshwater kg P eq 1.11E+10 1.61E+00
Eutrophication, marine kg N eq 1.35E+11 1.95E+01
Eutrophication, terrestrial mol N eq 1.22E+12 1.77E+02
Human toxicity, cancer CTUh 1.28E+05 1.86E-05
Human toxicity, non-cancer CTUh 1.59E+06 2.30E-04
Ionising radiation, human health kBq U-235 eq 9.54E+11 1.38E+02
Land use pt 1.54E+16 2.23E+06
Ozone depletion kg CFC-11 eq 3.33E+08 4.84E-02
Particulate matter disease incidences 4.11E+06 5.95E-04
Photochemical ozone formation - human health kg NMVOC eq 2.80E+11 4.07E+01
Resource use, fossils MJ 4.48E+14 6.50E+04
Resource use, minerals and metals kg Sb eq 4.39E+08 6.36E-02
Water use m3
water eq of deprived water 7.91E+13 1.15E+04
* Global population in 2010: 6895889018 people
Source: UNDESA (United Nations, Department of Economic and Social Affairs, Population Division) 2011.

정규화

가중화

가중화
▶ 사회적 중요도 고려의 예
- 사회적 중요도는 다분히 평가자 개인의 주관이 내포될 수 있어 상대적 우위를 주장하는
비교주장 용도로 활용 불가능
코리아컵
아시안컵
코파아메리카컵
월드컵
랭킹 총점
우승횟수 중요도 점수
대한민국
브라질
3 1 3 1
1 1 1 1
1 1 1 1
1 1 1 1
4 2
• 대한민국과 브라질의 최근 10년간 대회우승 점수 및 랭킹총점

가중화
▶ 사회적 중요도 고려의 예
- 사회적 중요도는 다분히 평가자 개인의 주관이 내포될 수 있어 상대적 우위를 주장하는
비교주장 용도로 활용 불가능
코리아컵
아시안컵
코파아메리카컵
월드컵
랭킹 총점
대한민국
브라질
3
1
1
1
• 대한민국과 브라질의 최근 10년간 대회우승 점수 및 랭킹총점

가중화
• WR(가중화 결과), WF(가중화인자), p(제품)
▶ 정규화결과에 영향범주별 상대적 중요도를 반영하여 합한 결과가 가중화
- 가중화결과를 환경지수(Eco-point)라고 부름
- 가중화인자는 무차원이기 때문에, 가중화 결과와 정규화 결과의 단위는 동일

가중화
Weighting factors (WF) for Environmental Footprint (EF)
Impact categories Weighting factors
Acidification 6.20
Climate change 21.06
Ecotoxicity, freshwater 1.92
Eutrophication, freshwater 2.80
Eutrophication, marine 2.96
Eutrophication, terrestrial 3.71
Human toxicity, cancer 2.13
Human toxicity, non-cancer 1.84
Ionising radiation, human health 5.01
Land use 7.94
Ozone depletion 6.31
Particulate matter 8.96
Photochemical ozone formation - human health 4.78
Resource use, fossils 8.32
Resource use, minerals and metals 7.55
Water use 8.51
Source: Sala S, Cerutti AK, Pant R. (2018).
Development of a weighting approach for Environmental Footprint. European
Commission, Joint Research Centre, Publication Office of the European Union,
Luxembourg. ISBN 978-92-79-68041-0.

가중화

가중화
영향범주 단위 특성화 결과
자원고갈 kgSb-eq 120
지구온난화 kgCO2-eq 85
산성화 kgSO-eq 23
단위 국가 총 배출량
특성화인자
단위 값
CO2 ton 620,000,000 kgCO2-eq/kg 1
CH4 ton 380,000 kgCO2-eq/kg 21
N2O ton 15,000 kgCO2-eq/kg 310
SO2 ton 33,000,000 kgSO2-eq/kg 1
NO2 ton 85,000,000 kgSO2-eq/kg 0.8
Crude oil ton 25,585,000,000 kgSb-eq/kg 0.021
Hard coal ton 15,883,000,000 kgSb-eq/kg 0.013
자원고갈 지구온난화 산성화
0.3 0.5 0.2

가중화
정규화 기준 정규화 결과
가중화 결과
단위 값 단위 값
자원고갈 kgCO2-eq/명 13.5 명 8.9 2.7
지구온난화 kgSO2-eq/명 11.5 명 7.4 3.7
산성화 kgSb-eq/명 1.8 명 12.5 2.5

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