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전 과정 평가

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목차

1. 개요

전 과정 평가(LCA, Life Cycle Assessment)는 제품, 공정, 서비스의 환경적 측면과 잠재적 영향을 평가하는 기법이다. 원자재 추출부터 폐기 또는 재활용까지 제품 수명의 모든 단계를 포함하며, "요람에서 무덤까지 분석"이라고도 불린다. LCA는 제품 및 서비스의 환경적 영향을 비교하여 프로세스 개선, 정책 지원 및 정보에 입각한 의사 결정을 위한 기반을 제공하는 데 사용된다. LCA는 ISO 14000 환경 관리 표준에 포함되어 있으며, 귀속적 LCA와 결과적 LCA의 두 가지 주요 유형으로 나뉜다. 1969년 코카콜라의 연구를 시작으로, LCA는 역사적으로 발전해왔으며, ISO 14040/44 표준에 따라 목적 및 평가 범위 설정, 인벤토리 분석, 영향 평가, 결과 해석의 네 단계를 거쳐 수행된다. LCA는 요람에서 무덤까지, 요람에서 게이트까지, 요람에서 요람까지 등 다양한 유형으로 분류되며, 마케팅, 제품 디자인, 정부 정책 등 다양한 분야에서 활용된다. LCA는 데이터의 정확성, 시스템 경계의 한계, 사회적 영향 부족 등의 한계를 가지며, 한국에서는 환경성적표지 제도를 통해 LCA를 활용하고 있다.

2. LCA의 정의 및 목적

생애 주기 평가(LCA)는 제품이나 서비스가 환경에 미치는 영향을 전체 수명 주기에 걸쳐 평가하는 방법이다. 미국 환경 보호청(EPA)에 따르면, LCA는 다음과 같은 단계를 거친다.[1]


  • 관련된 에너지 및 자재 투입, 환경 배출 목록 작성
  • 투입물과 배출물이 환경에 미치는 잠재적 영향 평가
  • 결과를 해석하여 더 많은 정보를 바탕으로 결정


예시 생애 주기 평가(LCA) 단계 다이어그램


LCA는 원자재 추출부터 재료 가공, 제조, 유통, 사용, 수리 및 유지보수, 폐기 또는 재활용까지 모든 단계를 포함한다.[9] LCA의 목표는 제품 및 서비스에 할당할 수 있는 전체 범위의 환경적 영향을 비교하는 것이다.[10] 이 정보는 프로세스 개선, 정책 지원, 정보에 입각한 의사 결정에 활용된다.

"생애 주기"라는 용어는 원자재 생산, 제조, 유통, 사용 및 폐기에 대한 평가가 필요하다는 개념을 나타낸다.[11] LCA는 '요람에서 무덤까지 분석'이라고도 불린다.[5]

LCA에는 귀속적 LCA와 결과적 LCA 두 가지 주요 유형이 있다.[13] 귀속적 LCA는 특정 기간 동안 제품 생산 및 사용과 관련된 부담을 파악하고, 결과적 LCA는 시스템에서 결정 또는 제안된 변화의 환경적 결과를 식별한다.[14]

사회적 생애 주기 평가(SLCA)는 제품 또는 서비스의 생애 주기 동안 다양한 이해 관계자에게 미치는 잠재적 사회적 영향을 평가하는 도구이다.[16]

LCA는 ISO 14000 표준, 특히 ISO 14040 및 14044에 절차가 포함되어 있다.[19] 온실 가스 (GHG) 제품 생애 주기 평가는 공개 사양 (PAS) 2050 및 GHG 프로토콜 생애 주기 회계 및 보고 표준을 따를 수 있다.[22][23]

생애 주기 분석 및 탄소 회계 for 온실 가스 배출

3. LCA의 역사

1969년 미국 코카콜라 사가 미드웨스트 연구소(현 프랭클린 연구소)에 위탁하여 실시한 리터너블 병과 음료 캔의 환경 부하 평가가 LCA의 기초를 다진 것으로 여겨진다.[1] 1972년에는 영국에서도 음료 용기의 제조 에너지 평가가 이루어졌다.[1] 1970년대에는 1973년의 1차 석유 파동도 있어, 현재의 LCA와 유사한 '''REPA''' (자원 및 환경 프로파일 분석) 연구가 진행되었다.[1] 1984년에는 스위스의 생협인 미그로스가 국가와 취리히 연방 공과대학교와 함께 포장재에 대한 공동 연구를 실시했다.[1] 미그로스는 LCA의 결과에 따라 제품의 포장 방법을 개선했다.[1] 1991년에는 네덜란드의 라이덴 대학교가 제품의 라이프 사이클 분석 매뉴얼을 발행했다.[1] 1996년에는 스웨덴의 환경 연구소와 볼보가 환경 영향의 경제 평가 기법을 개발했다.[1]

일본에서는 1995년(헤이세이 7년)에 산·관·학의 협력으로 LCA 일본 포럼이 설립되었으며, 데이터베이스의 필요성 등이 정책 성명으로 정리되었다.[1] 이를 받아들여, 1998년(헤이세이 10년)부터 2002년(헤이세이 14년)까지 제1기 LCA 프로젝트, 2003년(헤이세이 15년)부터 2005년(헤이세이 17년)까지 제2기 LCA 프로젝트가 실시되었다.[1] 이러한 일련의 LCA 프로젝트를 통해 데이터베이스의 확충, 일본판 피해 산정형 환경 영향 평가 기법(LIME), 지역에서의 LCA의 응용 등이 이루어졌다.[1] 또한 2004년(헤이세이 16년)에는 일본 LCA 학회가 설립되었다.[1]

4. LCA의 방법론 (ISO 14040/44 표준)

국제표준화기구(ISO)의 ISO 14040 및 14044 표준에 따르면, 전 과정 평가(LCA)는 다음 네 단계로 수행된다.[5][19][1] 각 단계는 상호 의존적이어서 한 단계의 결과가 다른 단계에 영향을 미치므로, 전체 연구가 완료될 때까지 어떤 단계도 최종적인 것으로 간주해서는 안 된다.[4]

# 목표 및 범위 설정: LCA의 목적과 범위를 명확히 정의한다. 시스템 경계, 기능 단위, 평가할 환경 부하 등을 결정한다.

# 목록 분석: 시스템 경계 내에서 제품의 생애 주기 동안 투입되는 에너지와 원자재, 배출되는 배기 가스와 폐기물 등을 분석한다.

# 영향 평가: 다양한 환경 부하를 이산화 탄소 등의 온실 가스, 질소 산화물 등의 대기 오염 물질, 기름 등의 수질 오염 물질을 환경 영향으로 환산하여 평가한다.

# 해석: LCA 실행자와 이해 관계자가 정보를 공유하고 의사 소통을 하며, LCA 수행 및 제품·서비스와 관련된 환경 부하에 대한 이해를 높여, 보다 적절한 의사 결정을 내린다.

4. 1. 목표 및 범위 설정 (Goal and Scope Definition)

목표와 범위를 설정하는 과정은 전 과정 평가의 한 단계로, 연구의 목적과 방법을 정하는 중요한 단계이다.[166] 이 단계에서는 연구에 사용될 정보의 종류, 결과의 정확도, 그리고 전 과정 평가 결과의 해석 방법을 고려해야 한다. 목표 및 범위 설정 단계는 크게 네 가지 단계로 나뉜다.[167]

1. 단위 기능 설정: 단위 기능은 서로 다른 제품이나 서비스를 비교할 때 공정한 비교를 가능하게 하는 기준이다. 예를 들어, 플라스틱 병과 종이팩을 비교할 때, 단순히 무게(5kg)만으로는 공정한 비교가 어렵다. 왜냐하면 같은 무게라도 담을 수 있는 우유의 양이 다르기 때문이다. 따라서 "같은 양의 우유를 담을 수 있는 용량"과 같이 기능의 양을 기준으로 비교해야 한다. 이처럼 단위 기능은 비교 대상의 기능을 정량적으로 나타내는 단위이다. (예: 우유 1L, 세탁 1회)

하지만 단위 기능만으로는 공정한 비교가 어려울 수 있다. 예를 들어, 신문과 태블릿 PC로 뉴스를 읽는 것을 비교할 때, 태블릿 PC는 뉴스 읽기 외에도 다양한 기능을 제공하기 때문에 직접적인 비교가 어렵다. 또한, 화장실에서 손을 닦는 페이퍼 타월과 핸드 드라이어는 기능은 같지만, 사용 시간과 편리함 등 질적인 차이가 있어 단순 비교가 어렵다. 따라서 공정한 비교를 위해서는 단위 기능(기능의 양)뿐만 아니라 기능의 질적인 측면도 고려해야 한다.

2. 시스템 영역 결정: 시스템 영역은 LCA에 포함될 단위 공정을 결정하는 단계이다. 단위 공정은 원료 채취, 제조, 사용, 폐기(재활용, 소각, 매립) 등과 같은 각각의 과정을 의미한다.[168] 시스템 영역을 결정할 때는 가정과 한계가 필요하다. 환경에 영향을 미치는 모든 공정을 포함하면 정확한 결과를 얻을 수 있지만, 시간과 자원이 많이 소모된다. 따라서 영향이 적은 부분은 제외하는 것이 효율적이다. 예를 들어, 페이퍼 타월의 LCA를 수행할 때, 페이퍼 타월 제조 및 폐기 공정 외에도 비닐, 쓰레기통, 심지어 펄프 제조에 사용되는 도끼의 제조 공정까지 포함할 수 있지만, 이는 비효율적이다. 따라서 적절한 가정과 데이터 수집의 한계를 설정하여 중요한 공정만 포함시키는 것이 중요하다.[169]

3. 할당: 할당은 제품의 직접적인 환경 영향 외에 간접적인 환경 영향을 나타내는 중요한 요소이다.[170] 이를 이해하기 위해서는 부산물(Co-Product)에 대한 이해가 필요하다. 부산물은 제품 생산 과정에서 목표 제품 외에 추가로 생산되는 물질이다. 제품의 환경 영향을 정확하게 평가하려면 부산물이 환경에 미치는 영향(간접적인 영향)을 파악하고 수치화해야 한다.

4. 데이터 질적 요구 정도 결정: 데이터의 질은 결과의 신뢰성과 관련이 깊다. 따라서 다음 항목들을 고려해야 한다.[171]

  • 시간 적용 범위
  • 기술 적용 범위
  • 지리적인 적용 범위
  • 데이터의 정확성, 완성도, 대표성
  • 정보와 데이터의 불확실성
  • 데이터의 재활용 가능성

4. 2. 목록 분석 (Inventory Analysis)

생애 주기 목록(LCI) 다이어그램의 예시


생애 주기 목록(LCI) 분석은 제품 시스템에 대한 자연(생태권)과의 흐름 목록을 만드는 것을 포함한다.[32] 이는 제품 또는 공정의 생애 주기 동안 원자재 및 에너지 요구 사항, 대기 배출, 토지 배출, 수질 배출, 자원 사용 및 기타 배출량을 정량화하는 과정이다.[33] 다시 말해, 제품 시스템 내 각 단위 공정과 관련된 모든 기본 흐름의 집합체이다.

목록을 개발하기 위해 제품 시스템의 투입물 및 출력물에 대한 데이터를 사용하여 기술 시스템의 흐름 모델로 시작하는 것이 종종 권장된다.[33][34] 흐름 모델은 일반적으로 관련 공급망에서 평가될 활동을 포함하고 기술 시스템 경계에 대한 명확한 그림을 제공하는 흐름 다이어그램으로 설명된다.[34] 일반적으로 흐름 다이어그램이 더 자세하고 복잡할수록 연구 결과는 더 정확해진다.[33] 모델 구축에 필요한 투입 및 출력 데이터는 공급망을 포함하여 시스템 경계 내의 모든 활동에 대해 수집된다(기술권의 투입물이라고 함).[34]

ISO 14044에 따르면, LCI는 다음 단계를 사용하여 문서화해야 한다.

1. 목표 및 범위에 따른 데이터 수집 준비

2. 데이터 수집

3. 데이터 유효성 검사(다른 작업의 데이터를 사용하는 경우에도)

4. 데이터 할당(필요한 경우)

5. 데이터를 단위 공정에 관련시키기

6. 데이터를 기능 단위에 관련시키기

7. 데이터 집계[35][36]

ISO 14044 표준에 언급된 바와 같이, 데이터는 목표 및 범위뿐만 아니라 기능 단위와도 관련되어야 한다. 그러나 LCA 단계는 반복적인 특성을 가지고 있으므로 데이터 수집 단계에서 목표 또는 범위가 변경될 수 있다.[26] 반대로, 연구 과정에서 목표 또는 범위가 변경되면 LCI에서 추가적인 데이터 수집 또는 이전에 수집된 데이터의 제거가 발생할 수 있다.[35]

LCI의 출력은 연구된 제품 시스템의 모든 공정에서 나온 기본 흐름의 컴파일된 목록이다. 데이터는 일반적으로 차트로 자세히 표시되며 복잡한 특성으로 인해 구조화된 접근 방식이 필요하다.[37]

시스템 경계 내의 각 공정에 대한 데이터를 수집할 때, ISO LCA 표준에서는 제품 시스템의 각 공정을 정량적으로 나타내기 위해 데이터를 측정하거나 추정해야 한다. 이상적으로, 데이터를 수집할 때 실무자는 1차 출처(예: 현장에서 공정의 투입물과 출력물 측정 또는 기타 물리적 수단)에서 데이터를 수집하는 것을 목표로 해야 한다.[35] 설문지는 현장에서 데이터를 수집하는 데 자주 사용되며 해당 제조업체 또는 회사에 전달하여 작성할 수도 있다. 기록할 설문지 항목은 다음과 같다.

항목내용
데이터 수집을 위한 제품
데이터 수집자 및 날짜
데이터 수집 기간
공정에 대한 자세한 설명
투입물원자재, 보조 재료, 에너지, 운송
출력물대기, 물 및 토지로의 배출
각 투입물 및 출력물의 양 및 품질

[38]

종종 1차 데이터 수집은 어려울 수 있으며 소유자에 의해 독점적이거나 기밀로 간주된다.[39] 1차 데이터의 대안은 2차 데이터인데, 이는 LCA 데이터베이스, 문헌 자료 및 기타 과거 연구에서 나온 데이터이다. 2차 출처를 사용하면 공정과 유사하지만 정확하지 않은 데이터(예: 다른 국가의 데이터, 약간 다른 공정, 유사하지만 다른 기계 등)를 찾는 경우가 많다.[40] 따라서 이러한 데이터의 차이점을 명시적으로 문서화하는 것이 중요하다. 그러나 2차 데이터가 항상 1차 데이터보다 열등한 것은 아니다. 예를 들어, 저자가 매우 정확한 1차 데이터를 사용한 다른 작업의 데이터를 참조하는 경우가 있다.[35] 1차 데이터와 함께 2차 데이터는 출처, 신뢰성, 시간적, 지리적 및 기술적 대표성을 문서화해야 한다.

LCI의 제품 시스템 내 각 단위 공정에 대해 문서화할 투입물과 출력물을 식별할 때, 실무자는 공정에 여러 투입 흐름이 있거나 여러 출력 흐름을 생성하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우, 실무자는 "할당 절차"[33][35][38]를 기반으로 흐름을 할당해야 한다.

기술권은 더 간단하게 인공적인 세상으로 정의되며, 지질학자들은 이를 2차 자원으로 간주하며, 이론적으로 이 자원은 100% 재활용이 가능하다. 그러나 실제로는, 주요 목표는 회수이다.[41] LCI의 경우, 이러한 기술권 제품(공급망 제품)은 임산물, 재료 및 에너지 흐름과 같은 인간이 생산한 제품이다.[42] 일반적으로, 이들은 제품의 이전 생산 공정에 대한 투입물과 출력물에 관한 데이터에 접근할 수 없을 것이다.[43] LCA를 수행하는 실체는 자체 이전 연구에서 해당 데이터를 이미 가지고 있지 않다면 2차 출처로 전환해야 한다. LCA 실무자 도구와 함께 제공되거나 쉽게 접근할 수 있는 국가 데이터베이스 또는 데이터 세트가 이러한 정보의 일반적인 출처이다.[44] 그런 다음 2차 데이터 출처가 지역 또는 국가 조건을 적절하게 반영하는지 확인해야 한다.[35]

LCI 방법에는 "공정 기반 LCA", 경제 투입-산출 LCA (EIOLCA), 및 혼성 접근 방식이 포함된다.[37][35] 공정 기반 LCA는 제품의 생애 주기 내의 산업 공정과 이들을 연결하는 물리적 흐름에 대한 지식을 사용하여 LCI를 구성하는 하향식 LCI 접근 방식이다.[45] EIOLCA는 LCI에 대한 상향식 접근 방식이며 다양한 부문에서 경제 활동의 한 단위와 관련된 기본 흐름에 대한 정보를 사용한다.[46] 이 정보는 일반적으로 부문 간의 거래 및 서비스를 추적하는 정부 기관의 국가 통계에서 가져온다.[37] 혼성 LCA는 공정 기반 LCA와 EIOLCA의 결합이다.[47]

LCI 데이터의 품질은 일반적으로 페디그리 매트릭스를 사용하여 평가된다. 다양한 페디그리 매트릭스를 사용할 수 있지만, 모두 여러 데이터 품질 지표와 지표별 질적 기준 집합을 포함한다.[48][49][50]

4. 3. 영향 평가 (Impact Assessment)

목록 분석 결과를 바탕으로 환경 영향 범주별 영향을 평가한다. 이 과정은 특성화(characterization), 정규화(normalization), 가중치 부여(weighting) 단계를 거쳐 환경 영향을 정량화하고 비교 가능한 형태로 변환한다.[175] 주요 환경 영향 범주는 다음과 같다.

자원/에너지 소비대기/수질 오염오존층 파괴


  • 특성화: 각 환경 부하 항목이 특정 환경 영향 범주에 미치는 영향을 정량화한다. 예를 들어, 여러 물질이 자원/에너지 소비에 미치는 영향을 하나의 물질(물질 1)을 기준으로 환산한다. 물질 2가 물질 1보다 영향이 3배 크다면, 물질 2의 양에 3을 곱하여 물질 1의 양으로 나타내는 방식이다.[175]
  • 정규화: 특성화된 값을 특정 기간(예: 1년) 동안의 총량에 대한 비율로 나타내어 단위를 통일한다. 이를 통해 서로 다른 환경 영향 범주를 비교할 수 있게 된다.[175]
  • 가중치 부여: 각 환경 영향 범주에 상대적인 중요도(계수)를 부여하여, 여러 범주의 환경 영향을 종합적으로 비교할 수 있도록 한다. 이 계수를 곱하여 합산하면 하나의 값으로 나타낼 수 있어 서로 다른 제품이나 서비스의 환경 영향을 비교하기가 용이하다. 하지만 가중치는 주관적인 판단이 개입될 수 있으므로, ISO 14044는 공개적인 비교 주장에 가중치를 사용하는 것을 권장하지 않는다. 가중치를 사용할 경우, 가중치가 적용된 결과와 적용되지 않은 결과를 함께 제시하여 투명성을 확보해야 한다.[175]


영향 평가는 제품의 생애 주기를 초기, 사용, 수명 종료 단계로 나누어 각 단계별 환경 영향을 평가할 수 있다.

  • 초기 영향: 원자재 추출, 제조, 운송, 설치 등
  • 사용 영향: 제품 작동에 필요한 에너지 및 자원 소비, 유지보수 등
  • 수명 종료 영향: 폐기물 처리, 재활용 등


ISO 14040/44에서는 LCA를 1. 목적 및 평가 범위 설정 2. 인벤토리 분석 3. 영향 평가 4. 해석의 4가지 단계로 구성된다고 규정하고 있다. 이 중 영향 평가는 3번째 단계에 해당하며, 다양한 환경 부하를 환경 영향으로 환산하고, 필요에 따라 가중치를 부여하여 통합하는 과정을 포함한다.

4. 4. 결과 해석 (Interpretation)

목록 분석 및 영향 평가 결과를 종합적으로 평가하여, 전 과정 평가(LCA)를 실시한 목적에 맞는 결론을 도출하는 단계이다. 이 단계에서는 결과의 신뢰성과 유효성을 검토하고, 환경 개선을 위한 조치가 이 결과를 바탕으로 이루어질 수 있도록 제안한다.[176]

영향 평가 결과만으로는 특정 제품이나 시스템이 다른 제품이나 시스템보다 환경성이 우수하다고 비교하기 어렵다. 따라서 목록 분석과 영향 평가 결과를 정리하고 검토하여, 전 과정 평가의 목적에 맞는 결정을 내리기 위해 각 단계에 대한 해석이 필요하다. 이 해석은 전 과정 평가의 목적 및 범위와 일치해야 하며, 일관성, 완전성, 이해 용이성을 보장해야 한다.[177]

해석 과정에서는 평가 결과와 비교하여 신뢰성과 유효성을 검토한다. 목록 분석 결과는 다른 제품 또는 시스템과의 정성적인 비교를 가능하게 한다. 영향 분석에 대한 해석에는 환경 영향의 정량적 평가, 각 환경 문제의 상대적 중요성에 대한 단일 지표를 이용한 상대 평가, 제품 시스템 개선 검토 등이 포함될 수 있다.[177]

결론적으로, 전 과정 평가 해석 단계의 목표는 육지, 바다, 공기 자원에 가장 적은 환경적 영향을 미치는 대안을 식별하는 것이다.[65]

5. 할당 (Allocation)

할당은 제품 생산 과정에서 발생하는 부산물(Co-Product)이 환경에 미치는 영향을 적절히 배분하는 중요한 요소이다.[170] 부산물은 주 생산 제품 외에 추가로 발생하는 물질을 의미한다. 이러한 부산물이 환경에 미치는 간접적인 영향을 수치화하는 것은 제품 전체의 환경 영향을 파악하는 데 필수적이다.

6. LCA의 유형

LCA(전 과정 평가)에는 여러 유형이 있으며, 각각 다른 범위와 목적을 가지고 있다.


  • 요람에서 무덤까지(Cradle-to-grave): 자원 채취('요람')부터 제조, 사용, 유지보수를 거쳐 폐기 단계('무덤')에 이르기까지 제품의 전체 수명 주기를 평가한다.[84] 예를 들어, 나무에서 종이를 생산하고, 이 종이를 다시 저에너지 생산 셀룰로스 단열재로 재활용하여 주택 천장에 사용 후 폐기하는 과정을 모두 포함한다.[85]

  • 요람에서 게이트까지(Cradle-to-gate): 자원 채취(요람)부터 공장 문(gate)까지, 즉 제품이 소비자에게 운송되기 전까지의 부분적인 평가를 의미한다.[86] 제품의 사용 및 폐기 단계는 포함되지 않는다. 기업 간 환경성적표지(EPD)의 기초 자료로 활용되기도 한다.

  • 요람에서 요람까지(Cradle-to-cradle): 요람에서 무덤까지 평가와 유사하지만, 제품 수명 종료 단계에서 재활용 과정을 거쳐 새로운 제품의 원료로 사용되는 폐쇄형 순환 시스템을 고려한다.[87] 생태적 설계를 통해 지속 가능한 생산 및 소비를 유도하는 데 사용된다.

  • 게이트 투 게이트(Gate-to-gate): 전체 생산 과정 중 특정 공정 단계만을 평가하는 부분적인 LCA이다.[91]

  • Well-to-wheel(WtW): 수송 연료 및 차량에 대한 전 과정 평가로, 연료 생산 및 가공(상류 단계)부터 차량 운행(다운스트림 단계)까지의 모든 과정을 포함한다.[92] 아르곤 국립 연구소의 수송 부문의 온실 가스, 규제 배출량, 에너지 사용량(GREET) 모델이 대표적인 예시이다.[97]

7. LCA의 활용 분야

LCA는 제품, 공정 또는 서비스와 관련된 환경적 측면과 잠재적 영향을 평가하는 기술이다. LCA는 다음과 같은 방법으로 활용된다.[1]


  • 관련 에너지 및 자재 투입물과 환경 배출물 목록 작성
  • 식별된 투입물과 배출물과 관련된 잠재적 환경 영향 평가
  • 결과를 해석하여 정보에 입각한 의사 결정 지원


LCA는 원자재 추출부터 재료 가공, 제조, 유통, 사용, 수리 및 유지보수, 폐기 또는 재활용에 이르기까지 제품 수명의 모든 단계와 관련된 환경 영향을 평가한다.[9] 이를 통해 전체 제품 시스템을 고려하여 환경에 가장 적은 영향을 미치는 제품이나 프로세스를 선택할 수 있도록 돕는다.[9]

LCA의 목표는 자재 흐름의 모든 투입물과 산출물을 정량화하고 이러한 자재 흐름이 환경에 미치는 영향을 평가하여 제품 및 서비스에 할당할 수 있는 전체 범위의 환경적 영향을 비교하는 것이다.[10] 이 정보는 프로세스 개선, 정책 지원, 정보에 입각한 의사 결정을 위한 기반을 제공하는 데 사용된다.

LCA는 주로 비교 도구로 사용되어 제품의 환경 영향에 대한 정보를 제공하고 이를 사용 가능한 대안과 비교하는 역할을 한다.[66] LCA의 활용 분야는 다음과 같다.[67]

  • 제품/서비스의 환경 영향 비교 및 개선: 다이슨의 핸드 드라이어 사례처럼, 다양한 제품(알루미늄/플라스틱 커버 핸드 드라이어, 친환경 핸드 드라이어, 페이퍼 타월, 면 수건 등)의 환경 영향을 비교하여 환경에 미치는 영향이 작은 제품을 생산할 수 있다.[178] 일회용 기저귀와 빨아 쓰는 기저귀, 종이컵과 머그컵, 종이 가방과 비닐 가방 비교 등 다양한 사례에 적용 가능하다.
  • 친환경 제품 개발 및 에코디자인: 제품 개발 단계에서 환경 영향을 최소화하는 디자인을 선택하도록 돕는다.
  • 환경 정책 수립 및 의사 결정 지원: 정부의 환경관리부서 정책관리자, 회사의 정책관리자는 LCA 결과를 활용하여 환경 정책을 수립하고 의사 결정을 내릴 수 있다.[178]
  • 기업의 환경 경영 및 사회적 책임(CSR) 활동: 기업은 LCA를 통해 환경 경영 성과를 개선하고 사회적 책임을 다할 수 있다.
  • 환경성적표지(EPD) 등 환경 라벨링 제도: LCA는 환경성적표지(EPD)와 같은 환경 라벨링 제도의 기반이 된다.[68] EPD는 제품의 환경 성능을 투명하게 보고하며, 건축 환경에서 개별 제품의 환경 영향을 파악하고 전체 건물 수명 주기 평가를 구성하는 도구로 활용된다.[69]


국제표준화기구(ISO)는 환경 라벨과 관련하여 세 가지 유형을 지정한다.[68]

유형설명관련 ISO 표준
유형 I 환경 라벨링제3자 인증 프로세스를 통해 제품이 일련의 기준을 준수하는지 확인ISO 14024
유형 II 환경 라벨자체적으로 선언된 환경 주장ISO 14021
유형 III 환경 선언 (EPD)LCA를 도구로 사용하여 제품의 환경 성능 보고ISO 14040, ISO 14044


8. LCA의 한계 및 비판

데이터의 정확성과 가용성은 전 과정 평가(LCA) 결과에 큰 영향을 미친다.[70] 단위 공정 데이터와 환경 투입-산출(EIO) 데이터가 주로 사용되는데,[71] 전자는 단일 산업 활동에 대한 상세한 정보를 제공하고,[72] 후자는 국가 경제 데이터를 기반으로 한다.[97] LCA 비교 시 데이터 품질이 동등해야 공정한 비교가 가능하며,[75] 그렇지 않으면 한쪽으로 편향된 결과가 나올 수 있다.

시간적 범위 또한 결과에 영향을 미치는 중요한 요소이다.[76] 예를 들어, 석유화학 물질과 바이오폴리머 간의 독성을 비교할 때 시간적 범위에 따라 결과가 달라질 수 있다.[76] 따라서 민감도 분석을 통해 결과에 큰 영향을 미치는 요소를 파악하고 불확실성을 줄여야 한다.[77]

LCA에 사용되는 데이터는 주로 대규모 데이터베이스에서 얻는다.[78] 대표적인 데이터베이스는 다음과 같다:[79] HESTIA (옥스퍼드 대학교), soca, EuGeos' 15804-IA, NEEDS, CarbonCloud,[80] ecoinvent, PSILCA, ESU World Food, GaBi, ELCD, LC-Inventories.ch, Social Hotspots, ProBas, bioenergiedat, Agribalyse, USDA, Ökobaudat, Agri-footprint, Comprehensive Environmental Data Archive (CEDA)[81]

LCA는 보통 재료 추출, 처리, 제조, 제품 사용, 폐기 등 여러 단계를 거친다.[7] 각 단계별 환경 영향을 분석하여 가장 큰 영향을 미치는 단계를 파악하고 개선할 수 있다.[82] 예를 들어, 양모 의류의 경우 소비자의 사용 패턴(착용 횟수, 수명)이 환경 영향에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.[83]

에너지 효율은 고려해야 할 요소 중 하나이지만, 유일한 기준이 되어서는 안 된다.[122] 에너지 흐름의 재생 가능성, 폐기물의 독성 등도 함께 고려해야 한다.[123] 재생 에너지 기술의 경우, 미래의 시스템 개선 및 전력망 점유율 예측을 위한 "동적 LCA"를 통합하면 이러한 비판을 완화할 수 있다.[124][125]

최근에는 에너지 기술의 LCA에서 현재와 미래의 전력망 간 상호 작용을 반영하는 연구가 진행 중이다.[126][127][128] 전력망의 특성을 고려하지 않으면 이산화 탄소(CO2) 배출량이 예상보다 많아질 수 있다는 비판이 있다.[129]

열, 전기, 화학 에너지 등 다양한 에너지 형태는 기능 단위, 품질, 값이 서로 다르기 때문에 에너지 분석 방법에 문제가 발생할 수 있다.[130] 열역학 제1법칙은 내부 에너지 변화를,[131] 열역학 제2법칙은 엔트로피 증가를 측정하므로,[132] 비용 분석이나 엑서지를 LCA 지표로 활용할 수 있다.[133]

전 과정 평가는 정량화 가능한 시스템을 분석하는 데 유용하지만, 모든 요소를 숫자로 표현할 수 없다는 한계가 있다. 엄격한 시스템 경계는 시스템 변화를 고려하기 어렵게 만들고,[155] 데이터의 정확성과 가용성에 따라 부정확한 결과가 나올 수 있다.[156] 특히, 수명 종료 단계의 데이터는 부족한 경우가 많다.[157] 또한, 사회적 영향 평가는 LCA에서 간과되는 경향이 있다. 서로 다른 시스템 경계, 통계 정보, 제품 사용 방식 등으로 인해 LCA 연구 결과가 상반될 수 있다.[158] 연구자의 주관에 따라 결과가 달라질 수 있다는 점도 고려해야 한다.[159][160]

목재 및 종이 제품에 대한 LCA 연구들을 검토한 결과, 탄소 격리, 매립지에서의 메탄 생성, 삼림 성장 및 제품 사용 중의 탄소 회계 등에서 방법과 가정의 일관성이 부족하여 상반된 결론이 도출되는 경우가 많았다.[161][162]

초기 LCA는 다양한 데이터가 통합되지 않아 충실도가 크게 달라질 수 있다. 예를 들어, 지역 배출 정보를 고려하지 않는 LCA는 환경 영향을 과소평가할 수 있다.[163]

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