공정시스템과 제품의 환경성을 향상시키기 위한 전과정평가의 활용

임성린 한국청정기술학회 2014 청정기술 Vol.20 No.4

Life cycle assessment (LCA) has become an important tool used to enhance the environmental performance of processsystems and products. LCA is an essential element in design for environment (DfE) because LCA can be utilized to evaluate andanalyze environmental impacts incurred in the life cycle and supply chain. This review presents methodologies that can be used tointegrate LCA into DfE activities and reduce environmental impacts from process systems and products; and introduces casestudies for water supply systems and cellular phones. LCA is first used to quantify environmental impacts and identify theprincipal contributor to high impacts. In the next step, environmental impacts from principal contributors can be reduced by usingmathematical optimization tools as an engineering and technological approach and by utilizing the cooperation of professionalsfrom a diverse range of fields. Because the methodologies and case studies can be applied and extended to other fields, thisreview paper can contribute to helping prevent environmental pollution and enhance the sustainability of our society. 기업에서는 환경오염 문제를 사전예방하기 위해 전과정평가를 이용하여 공정시스템과 제품의 환경성을 향상시키려는 노력이 증가하고 있다. 전과정평가는 공정시스템과 제품의 전과정과 공급사슬에서 발생되는 환경부하를 선제적으로 저감하는 데 활용될 수 있기 때문에 친환경설계를 위한 주요 요소로서 인식되고 있다. 본 리뷰 논문에서는 공정시스템과 제품의 환경성을 향상시키기 위하여 전과정평가를 활용하는 방법론을 제시하고, 전과정평가를 이용한 친환경설계로서 공장내 용수네트워크시스템과 전자제품의 한 종류인 휴대폰에 대한 사례를 소개하고자 한다. 친환경설계를 수행하기 위해서는 먼저 전과정평가를 이용하여 공정시스템과 제품의 구성요소에서 발생할 수 있는 환경부하를 정량적으로 평가분석하여 환경성에많은 영향을 끼치는 주요 설계인자를 규명해야 한다. 이러한 주요 설계인자로부터 직접적, 간접적으로 발생하는 환경부하를 저감시키기 위해서는 최적화 기법과 같은 공학적 도구를 이용하거나 다양한 분야의 전문가가 공동으로 협력하여 환경부하의 발생 원인을 제거하고 최소화시키는 방법을 도출하여야 한다. 전과정평가를 이용한 친환경설계 방법론과 사례는 다양한 분야에서 응용될 수 있기 때문에 환경오염을 사전예방하여 우리 사회의 지속가능성을 향상시키는데 기여할 수 있다.

전과정평가(LCA)에서 제품 디자이너의 역할에 대한 연구

서명원 사단법인 한국조형디자인협회 2024 조형디자인연구 Vol.27 No.1

화석 에너지의 사용과 순환 가능하지 않은 소재의 무분별한 사용으로 인해 지속가능에 대한 중요성은 디자인 분야에서도 중요한 화두가 되고 있다. 이러한 지속가능성을 판단하는 기준으로 사용되는 전과정평가(LCA : Life Cycle Assessment)는 제품, 자재, 프로세스 또는 기타 측정할 수 있는 활동의 전체 수명주기 동안 환경에 미치는 영향을 체계적으로 분석하는 기준으로 활용된다. 이 평가과정은 디자이너가 참여하는 분야를 포함하고 있으며, 이는 디자이너의 판단에 따라 지속가능성에 영향을 미칠 수 있음을 의미한다. 본 논문에서는 전과정평가의 발전 과정을 검토하고 의미와 이점에 관해 확인하는 데 중점을 두며, 평가의 과정을 확인하고 분석해 보겠다. 이는 제품 생산과 소비에서 발생하는 환경오염물 발생에 대한 이해를 높이고, 제품 디자이너가 환경친화적인 디자인을 할 수 있는 방향 설정에 도움이 될 것이다. 마지막으로 전과정평가에서 제품 디자이너의 역할에 대해 고찰해 보겠다. 산업계에서 많이 활용되는 전과정평가는 기술적인 통계 지표로서 디자이너의 역할이 배제되어 있다. 하지만 제품의 설계 및 소재 결정에 큰 역할을 하는 디자인 과정은 제품의 생산, 소비, 재활용 과정에 큰 영향을 준다는 점을 확인하겠다. 따라서 디자이너가 주체적으로 지속 가능한 디자인을 수행하기 위해서는 일반적인 생산에 대한 이해뿐만 아니라 소비, 재사용, 에너지 효율 등에 대한 이해도를 높여야 하는 것이 현실임을 본 논문을 통해 확인하려 한다. The growing concern over the indiscriminate use of fossil fuels and non-renewable materials in conjunction with their adverse environmental impacts has made sustainability a pivotal topic in the field of design. Life Cycle Assessment (LCA), a systematic analysis of the environmental impact of products, materials, processes, or other measurable activities throughout their entire life cycle, serves as a key criterion for evaluating sustainability. This assessment process encompasses fields in which designers actively participate, implying that sustainability can be influenced by the designer's judgment. This paper reviews the development of Life Cycle Assessment, emphasizing its meaning and benefits. The objective is to examine and analyze the assessment process, aiming to enhance understanding of environmental pollution generated during product production and consumption. This, in turn, will assist product designers in steering towards environmentally friendly design directions. Lastly, based on a comprehensive understanding of Life Cycle Assessment, the paper reflects on the role of product designers. Life cycle evaluation, which is widely used in industry, is a technical statistical indicator and excludes the role of designers. However, this paper will confirm that the design process, which plays a large role in determining the design of a product and the materials used, has a significant impact on the production, consumption, and recycling process of the product. Therefore, this study aims to confirm the necessity of expanding designers' comprehension beyond conventional production methods to foster proactive engagement in sustainable design.

작업환경을 통합한 전과정평가 기법에 관한 연구

김익 ( Ik Kim ),홍기정 ( Ki Jung Hong ),고지연 ( Ji Yenn Gho ),허탁 ( Tak Hur ) 한국전과정평가학회 2004 한국전과정평가학회지 Vol.5 No.1

날염 제품의 전과정평가 및 활용

서창석 ( Chang Seok Suh ),박직환 ( Jik Hwan Park ),김경신 ( Kyung Shin Kim ),안중우 ( Joong Woo Ahn ) 한국전과정평가학회 2004 한국전과정평가학회지 Vol.5 No.1

전기로 제강 제품군에 대한 전과정평가

정재수 ( Jae Soo Jung ),이상용,김규형 ( Kyou Hyung Kim ),이건모 ( Kun Mo Lee ) 한국전과정평가학회 2002 한국전과정평가학회지 Vol.4 No.1

LCA 기법을 적용할 제품의 우선순위 선정 방법론

신동희 ( Dong Hee Shin ),권은선 ( Eun Sun Kwon ),문승식 ( Seoung Sik Moon ),김만영,정종연 ( Jong Youn Jung ),허진호 ( Jin Ho Hur ) 한국전과정평가학회 2004 한국전과정평가학회지 Vol.5 No.1

전기차 전과정평가를 위한 DID 기반차량부품 데이터수집 모델 연구

권준우,이수진,김제인,서승현 한국정보처리학회 2023 정보처리학회논문지. 컴퓨터 및 통신시스템 Vol.12 No.10

최근 세계 각국은 온실가스 배출을 규제하기 위해 전과정평가(LCA, Life Cycle Assessment)를 도입하려는 움직임을 보이고 있다. 전기차 전과정평가는 차량의 전체 수명주기에 걸쳐 발생하는 온실가스 배출량을 측정하고 평가하는 수단이다. 전과정평가 결과의 신뢰성을 높이기 위해서는 전기차부품별로 신뢰성 있는 데이터가 필요하다. 이를 위해 최근 블록체인 기술을 적용한 전과정평가 모델에 대한 연구들이 수행되었다. 그러나 기존연구들은 주요 제품 정보들이 다른 참여자들에게 그대로 노출되어 프라이버서 보호가 되지 않는 문제가 있고 부품데이터 정보가 업데이트될 때마다트랜잭션 형태로 블록체인 원장에 기록해야 해서 비효율적이다. 따라서 본 논문에서는 효율적으로 전기차 차량부품 데이터를 수집하고 유효성을검증하기 위해 전과정평가를 위한 DID 기반의 데이터수집 모델을 제안한다. 제안하는 모델은 수집된 데이터의 유효성과 무결성을 보장하며 블록체인원장에는 사용자 인증 정보만 공유되어 데이터의 무분별한 노출을 방지하고 데이터의 출처를 효율적으로 검증 및 업데이트할 수 있다. Recently, each country has been moving to introduce an LCA (Life Cycle Assessment) to regulate greenhouse gas emissions. The LCAis a mean of measuring and evaluating greenhouse gas emissions generated over the entire life cycle of a vehicle. Reliable data for eachelectric vehicle component is needed to increase the reliability of the LCA results. To this end, studies on life cycle evaluation modelsusing blockchain technology have been conducted. However, in the existing model, key product information is exposed to otherparticipants. And each time parts data information is updated, it must be recorded in the blockchain ledger in the form of a transaction,which is inefficient. In this paper, we proposed a DID(Decentralized Identity)-based data collection model for LCA to collect vehiclecomponent data and verify its validity effectively. The proposed model increases the reliability of the LCA by ensuring the validity andintegrity of the collected data and verifying the source of the data. The proposed model guarantees the validity and integrity of collecteddata. As only user authentication information is shared on the blockchain ledger, the model prevents indiscriminate exposure of dataand efficiently verifies and updates the source of data.

교량의 환경부하평가 신뢰성 향상을 위한 교량용 탄성받침 전과정목록 산정방법에 관한 연구

위대형,김영춘,곽인호,황용우 대한토목학회 2017 대한토목학회논문집 Vol.37 No.4

In this research, life cycle inventory database (LCI DB) was developed for elastomeric bearing employing life cycle assessment (LCA) methodology additionally the reliability improvement rate in the evaluation of the environmental load of the bridge was analyzed. As are result of impact assessment by 6 major impact categories, production of elastomeric bearing puts on environmental impact in the order of resource depletion, global warming, photochemical oxidant creation. and among a wide variety of input, steel plates contributes in most of the impact categories. As a result of applying the elastomeric bearing LCI database constructed in this study, the environmental loads increased by 0.53% on average, and the cut-off based on the cost of input materials increased by 11.36%. It is anticipated that it will be possible to improve the credibility and to provide data based on current production technology, such as estimating GHG emissions and evaluating environmental load, by constructing elastomeric bearing LCI DB. 본 연구에서는 전과정평가 방법론을 활용하여 교량용 탄성받침 제조 공정에 대한 전과정목록(LCI) DB를 구축하고, 교량의 환경부하평가시 신뢰성 향상율을 분석하였다. 교량용 탄성받침의 영향평가 결과, 6대 영향범주 중 자원고갈, 지구온난화, 광화학산화물 생성 범주 순으로 주로 영향을 미치는 것으로 나타냈다. 투입물의 기여도에서는 대부분의 영향범주에서 후판이 가장 높게 나타났다. 본 연구를 통해 구축된 교량용 탄성받침 전과정목록(LCI) DB를 교량 환경부하평가에 적용한 결과 환경부하량은 평균 0.53% 증가하였으며, 투입자재의 금액기준 Cut-off는 11.36% 증가하였다. 교량용 탄성받침 LCI DB 구축을 통해 향후 온실가스 배출량 산정, 환경부하평가 등의 신뢰성을 향상시키고 현재 생산기술에 기반한 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

매립지가스 발전의 전과정목록 데이터베이스 구축 연구

권유리(Yuree Kwon),안진주(Jinjoo An) 한국에너지기후변화학회 2021 한국에너지기후변화학회 학술대회 Vol.2021 No.11

매년 폐기물 발생량은 증가하는 추세이며 발생하는 폐기물의 적정 처리는 중요한 과제 중 하나이다. 폐기물 처리방법 중 하나로 매립법이 있으며, 매립지에서는 폐기물을 분해하는 과정에서 매립지가스(Landfill gas, LFG)가 수십 년 동안 발생한다. 매립지가스는 주로 메탄과 이산화탄소로 이루어져 있는데 두 가스 모두 6대 온실가스에 속하므로 매립지가스의 적절한 처리가 중요하다. 한편, 전과정평가(Life Cycle Assessment, LCA)는 제품의 생산에서 폐기까지 전 생애에 걸쳐 발생 가능한 환경 영향을 정의하고 평가하는 분석기법이다. 전과정평가를 활용하여 환경 영향을 평가하기 위해서는 제품시스템의 전 과정과 관련된 투입물, 배출물의 데이터를 수집하여 정량화해야 한다. 전과정목록 데이터베이스(Life Cycle Inventory Database, LCI DB)는 각 기능단위 생산에 필요한 제품의 전과정에 투입되는 자원의 양과 제품시스템에서 환경으로 버려지는 배출물 및 폐기물의 발생량을 목록화한 데이터이다. 공통적으로 사용되는 상·하위 흐름의 전과정목록 데이터베이스를 구축함으로써 전과정평가 수행 시 소요되는 시간 및 비용을 줄일 수 있다. 본 연구에서는 최근 탄소자원화기술의 원료로 주목받고 있는 매립지가스 및 이를 이용하여 생산한 전력의 전과정목록 데이터베이스를 구축하였다. 국내 점유율, 자료수집의 용이성 등을 고려하여 수도권 매립지관리공사 제1, 2 매립장에서 발생하는 매립지가스 및 전력 생산시설을 대상으로 하였다. 환경부 자료에 따르면 2018년 기준 전국의 매립 시설 중 수도권매립지의 매립용량이 전체 41%에 달하였으며, 수도권매립지관리공사의 매립지가스 포집량은 214 M㎥으로 국내 전체 매립지가스 회수량 중 약 72%를 차지하였다. 또한, 국내 매립지가스 발전량의 88%가 인천지역에서 판매되었으므로 기술적 대표성을 확보하였다고 판단하였다. 본 데이터베이스는 ISO14044에 따라 구축되었으며 국내 전과정평가 전문가 5인의 정밀검토를 거쳐 완성하였다. 본 데이터베이스는 매립지가스 및 이를 연료로써 생산한 전력을 사용하는 공정의 상위 흐름 데이터로 사용할 수 있다.

강교량구조물의 환경적합성에 관한 전과정평가

김상효(Kim Sang-Hyo),최문석(Choi Moon-Seock),조광일(Cho Kwang-Il),윤지현(Yoon Ji-Hyun) 대한토목학회 2011 대한토목학회논문집 A Vol.31 No.4A

최근 들어 여러 분야에서 환경오염을 최소한으로 줄일 수 있는 대책을 연구하고 있다. 하지만 토목구조물의 경우 많은 자재와 공정괴정을 거쳐 건설되어 환경에 미치는 영향이 적지 않을 것으로 예상됨에도 불구하고 현재까지도 환경오염에 대한 대책과 연구가 부족한 현실이다. 따라서 본 논문에서는 환경오염 대책 수립을 위해 반드시 수행하여야 하는 환경적합성평가를 강박스교량을 대상으로 수행하였다. 토목구조물 생애주기 단계를 반영하여 타 분야에서도 널리 쓰이고 있는 환경적합성평가방법인 전과정평가(LCA)절차에 따라 평가를 실시하였으며, 대표적인 전과정평가 방법인 직접조사법과 간접추계법을 사용하여 대상교량의 환경영향을 검토하였다. 분석결과, 온실가스의 대표적인 CO₂를 기준으로 평가하였을 때 직접조사법을 이용 할 경우 241.27 ton의 CO₂가 발생하였으며, 간접추계법을 사용할 경우 221.03 ton의 CO₂배출량이 발생하였다. 또한 발생한 CO₂는 대부분 건설자재 제조/생산단계에서 배출되는 경향을 보여, 환경오염을 줄이기 위해서는 구조적 안전성을 유지하는 범위 내에서 원자재의 총량을 줄이는 효율적인 설계가 필요할 것이라 판단된다. 본 논문에서 진행된 토목구조물에 대한 상세한 전과정평가는 향후 토목구조물에 대한 환경적합성 평가 기준 마련을 위한 연구 시, 참고지료로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다. Recently, methods on minimizing environmental effect caused from human-made goods have been studied in various research fields. Such issue has been also spotlighted into the civil engineering field; however, application of environmental performance assessment on civil structures is very complicated, since they handles vast ranges of materials and has comparatively long life span with various construction stages. Thus, this study intended to apply environmental performance assessment into an ordinary type of steel box girder bridge, using most popular Life cycle assessment (LCA) procedures, which are called Survey-based method and Indirect method. For better comparison of two methods, greenhouse effect of the example bridge is considered. As result of analysis, total CO₂ emission is evaluated as 241.27 ton with Survey-based method while it is evaluated as 221.03 ton with Indirect method. It is also revealed that most CO₂ is generated from the process of manufacturing and producing construction materials. Such result indicates that the efficient design which secures certain level of structural safety with minimized input materials. It is considered that the specific LCA on civil structure performed in this study could be utilized to other civil structures for reasonable environmental performance assessment.