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.

전기로 제강 제품군에 대한 전과정평가

정재수,이상용,김규형,이건모 한국전과정평가학회 2002 한국전과정평가학회지 Vol.4 No.1

국내에서 생산되는 전기로 제강 제품군에 대해 인료채취부터 제품생산까지에 대한 전과정평가를 수행하였다. 대상제품군은 형강, 봉강, 철근, 레일이다. 각 대상제품군별 국내생산량이 가장 큰 업체 2-3곳을 선정하여 전과정목록 데이터베이스를 구축하였다. 또한 전과정목록 분석결과를 토대로 대상제품군별 환경영향평가지수를 산출하였다. 환경영향평가지수는 형강, 봉강, 철근, 레일이 각각 5.05E-05, 1.22E-04, 5.36E-04, 4.25E-05으로, 봉강의 환경영향이 형강에 비해 약 2.4배가량 높다. 대체적으로 지구온난화 범주에 미치는 환경영향이 매우 큰 것을 조사되었으며, 원인을 찾기 위해 제품 생산 단계를 세분하여 CO₂ 분석을 수행하였다. Life Cycle Assessment has been conducted from raw material acquisition to manufacturing for Electric Arc Furnace Steel products manufactured in Korea. The product category under investigation included steel sections, round bars, deformed bars and rails. Two or three major manufacturing companies were chosen for each product category in establishing life cycle inventory database. Eco-indicator for each product category was calculated based on the life cycle analysis results. The eco-indicators of steel sections, round bars, deformed bars and rails were 5.05E-05, 1.22E-04, 5.36E-04 and 4.25E-05 respectively - environmental impact caused by round bars is approximately 2.4 times grater than by steel sections. The main impact category for the most products is global worming in accordance with the result of LCA. Therefore, CO₂ analysis was conducted to identify the most contributing activity to global worming category.

전과전평가(LCA) 소프트웨어 특성 평가

이건모,노재성,연성모 한국전과정평가학회 1999 한국전과정평가학회지 Vol.1 No.1

현재 상용화되거나 개발중인 전과정평가 소프트웨어는 데이터베이스, 기능 및 가격 등이 다양하다. 즉, 경제적 및 기능적인 측면에서 소프트웨어마다 장·단점을 가지고 있다. 따라서 이 연구에서는 전세계적으로 사용되거나 개발중인 소프트웨어에 중에서 광범위한 데이터베이스 및 기능을 포함하고 있는 GaBi, KCL-ECO, LCAiT, SimaPro 및 TEAM^(TM)을 일정 기준에 의거 선택한 후 특성을 비교 평가하였다. 이중 GaBi가 ISO 14040에서 언급한 절차에 따라 전과정평가를 수행할 수 있는 형식을 갖추고 있으며 사용자가 사용하기 편리한 다양한 인터페이스를 포함하고 있는 것으로 판단된다. 이 연구에서는 소프트웨어의 기능적인 측면만을 평가하였기 때문에 전과정평가 수행자가 가격, 데이터베이스 충실도 등을 고려하여 전과정평가의 목적에 맞는 소프트웨어를 선택하는 것이 가장 좋은 방법이라 사료된다. Nowadays, the licensed and developmental LCA softwares have a varieties in database used, functions and costs, that is, each of them have some advantages and disadvantages at the same time in the aspects of economical and functional points. In this study, we reviewed software being used and developed all over the world and evaluated GaBi, KCL-ECO, LCAiT, SimaPro and TEAM^(TM) among them, containing comprehensive database and functions according to the predefined standards. GaBi follows the LCA's procedure more firmly as defined in ISO 14040 than the others and contains diverse user's friendly interfaces. Although this study examined only the functional aspect of them, it is recommended to choose a suitable LCA software considering the LCA goal and cost as well as functional aspect.

날염 제품의 전과정평가 및 활용

서창석,박직환,김경신,안중우 한국전과정평가학회 2004 한국전과정평가학회지 Vol.5 No.1

본 논문은 유한킴벌리(주)에서 수행한 디지털날염과 기존날염에 대하여 원료채취부터 S/O(strike-off) 샘플제작까지의 Cradle to Gate 전과정평가 결과와 그 전략적 활용방안에 대해서 요약한 것이다. 전과정평가의 대상은 동일한 디자인에 대하여 견뢰도 4급 이상의 품질을 보장하는 1 S/O 샘플(0.6678 ㎡) 제작시스템으로 선정하였다. 데이터는 현장데이터를 위주로 실측과 계산을 통해 수집하였으며, 현장데이터의 수집이 어려운 경우 최악의 경우로 간주한 데이터베이스를 활용하였다. 목록분석을 거쳐 자원고갈, 지구온난화, 오존층파괴, 산성화, 부영양화, 광화학산화물생성, 독성(인간, 수계, 지상) 등 9개의 영향범주 등 특성화 결과만 분석하였으며, 데이터의 완전성, 접근방법론의 일관성, 데이터에 대한 민감도분석을 수행하였다. 비교 전과정평가결과 대상 영향범주에 대하여 디지털날염의 환경영향이 기존날염에 비해 1/5 ~ 1/126 정도로 우수하게 평가되었다. 본 비교 LCA 결과를 대외적으로는 각종 매체를 통하여 정량적으로 평가한 디지털날염의 환경적 우수성을 알리고, 대내적으로는 환경친화적인 나노 잉크 개발 등 DfE에 활용할 수 있는 전략적 방안에 대해서 논하였다. This is the summary of the result in a comparative life cycle assessment between digital textile printing(DTP) and conventional textile printing from raw material acquisition to strike-off sample manufacturing which is to find quantified environmental impact of the product and its strategic applications. In this study, a strike-off sample was selected which satisfies over 4 grade fastness quality with original design. Site-specific data were obtained either by actual measurement or by calculation or by data base of worst case was used when it was impossible to get site-specific data. This study considered nine impact categories: resource depletion, global warming, ozone depletion. acidification, eutrophication, photochemical oxidant creation, human toxicity, aquatic eco-toxicity and terrestrial eco-toxicity, and characterization results on the impact categories were analyzed. As the result, environmental burden of DTP is less in the range of 1/5 to 1/126 than that of conventional printing. This study will be utilized to provide environmental information of the product to consumers and customers and to establish the strategies for internal and external purposes such as environmental report and DfE.

성능, 사용성, 환경성 평가를 통한 날개 없는 선풍기의 친환경적 설계안 개발 사례

최영근 ( Young Geun Choi ),이백희 ( Baek Hee Lee ),유희찬 ( Hee Cheon You ) 한국전과정평가학회 2014 한국전과정평가학회지 Vol.15 No.1

지속가능한 발전에 대한 전 세계적인 노력이 증가함에 따라 친환경적 제품설계에 대한 필요성이 증대되고 있다. 전과정평가는 제품의 생선, 운송, 사용, 폐기 등 전 과정에서 발생하는 자원소비량과 에너지 사용량을 분석하여 제품의 환경 영향을 정량적으로 평가하는 방법이다. 본 연구는 두 종류의 선풍기를 대상으로 성능, 사용 성, 전과정평가를 수행하여 친환경적 제품 개선 전략을 도출하였다. 성능 평가는 풍속, 사용전력량, 소음의 3가 지 측면에서 평가하였고, 사용성 평가는 심미성, 조작 용이성, 관리 용이성, 이동성, 안전성, 소음 만족도, 그리 고 전반적 만족도를 5점 척도로 평가하였다. 마지막으로 전과정평가를 통한 에코디자인 프로세스를 활용하여 날개 없는 선풍기의 개선 필요성을 파악하였다. 본 연구는 성능, 사용성, 전과정평가 결과를 활용하여 날개 없는 선풍기의 성능, 사용성, 환경성 측면에서의 개선 전략을 제안하였다. Eco-friendly product designs have been developed more actively than ever before to resolve global issues of global warming, resource depletion, and energy cost increase. Life Cycle Assessment (LCA) is often applied to measure the environmental impact of a product. An eco-friendly product should also consider the aspects of performance and usability for market competitiveness. The present study developed an eco-friendly product improvement strategy of a bladeless fan by comparing with a conventional fan in terms of performance, usability, and eco-friendliness. The two fans being operated in a laboratory setting, performance measurements such as wind speed, noise level, and power consumption were collected. Then, usability evaluations such as aesthetics, ease of manipulation, ease of maintenance, mobility, safety, noise, and overall satisfaction were investigated for the two fans using 5-point scale. Finally, LCA was conducted by following the six-step process of eco-friendly product design. As a result, two design improvement directions (natural fan and celestial fan) were suggested for an eco-friendly bladeless fan. The proposed design directions would be of use for eco-friendly fan design with high level of performance, usability, and eco-friendliness.

LCA 기법을 적용할 제품의 우선순위 선정 방법론

신동희,권은선,문승식,김만영,정종연,허진호 한국전과정평가학회 2004 한국전과정평가학회지 Vol.5 No.1

본 연구의 목적은 일정한 논리적 절차를 거쳐서 객관적인 전과정평가의 우선순위를 선정하기 위한 일반적인 방법론의 개발이다. 우선 전과정평가 대상이 되는 제품(산업군)의 우선순위를 평가하기 위해서 제품의 환경성과 관련된 환경규제, 국내외 전과정평가 수행사례, 유해물질 등을 평가항목으로 설정하였다. 설정된 평가항목들에 대한 자료조사 및 분석을 통하여 세분화한 데이터베이스를 생성하였으며, 또한 학계 및 산업계의 의견을 반영하기 위해 전과정평가 전문가 및 산업계 관계자들을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 설문조사결과를 바탕으로 각각의 평가항목 및 세부평가항목의 가중치를 부여하였고, 각 평가항목별로 점수를 설정하였다. 본 연구에서 개발한 방법론은 우선순위를 비교해야하는 제품(산업군)들이 각각의 평가항목에서 설정해놓은 해당 점수를 부여받게 된다. 부여받은 각 평가항목의 점수들을 모두 합산하면 평가대상이 되는 제품(산업군)에 대해 하나의 우선순위 평가 점수를 갖게 된다. 이와 같은 과정으로 방법론이 구축되었으며, 사례연구를 통하여 방법론의 타당성을 검증하였다. 이렇게 산출된 우선순위 평가점수를 평가하고자하는 제품(산업군)들과 비교하여 높은 점수를 갖는 제품(산업군)이 전과정평가를 먼저 실시하는 것이 바람직하다는 결론을 얻을 수 있다. The purpose of this study is to develop a general method to decide the priority of LCA application through a logical procedure. First of all, evaluation categories were developed to decide priority of subject products(industrial groups). The evaluation categories consist of environment regulations related to subject product, LCA case studies, hazardous substances, etc. The subdivided database was constructed through researching and analyzing information about the selected evaluation categories. In addition, a questionnaire was conducted to reflect the opinions from academic and industrial circles. Based on the result of the questionnaire, each evaluation category and sub-evaluation category were weighed differently, and certain points were assigned to them. According to the method developed in this study, comparing industrial groups or products for prioriting will have its total score that is a sum of points assigned to each evaluation category. This results that an industrial group or product having higher score than the others becomes the subject to apply LCA.

전과정평가를 통한 핸디형 청소기의 친환경적 디자인 개발

유택호 ( Taek Ho You ),이지형 ( Ji Hyung Lee ),유희천 ( Hee Cheon You ) 한국전과정평가학회 2014 한국전과정평가학회지 Vol.15 No.1

국가별 환경 규제 강화에 따라 환경친화적 제품설계에 대한 필요성이 증대되고 있다. 본 연구는 상용화된 핸디형 청소기 두 종의의 성능, 사용성, 전과정평가를 통해 비교하여 친환경적 제품 개선 전략을 수립하였다. 성능 평가는 흡입 범위, 흡입력, 소음 발생량, 전력량의 4가지 측면에서 평가하였다. 사용성 평가는 파지 적절 성, 청소 편의성, 충전 편의성 등 10가지 항목을 5점 척도(1점: 매우 불만족; 5점: 매우 만족)로 평가하였다. 마지막으로 에코디자인 프로세스를 활용한 전과정평가 수행 결과, 핸디형 청소기는 사용 단계에서 환경 영향이 가장 높은 것으로 파악되었다. 본 연구는 성능, 사용성, 전과정평가 결과를 활용하여 에너지 효율과 사용성 측면에서 핸디형 청소기의 친환경적 개선 방안을 제안하였다. 본 연구를 통해 제안된 개선 방안을 적용할 경우 핸디형 청소기의 탄소배출량을 약 8 kg·CO2-eq./EA 감소시킬 수 있을 것으로 예상된다. Needs for eco-friendly product design have increased as environmental regulations and public awareness have raised. The present study was performed to develop eco-friendly product design concepts by comparing performance, usability, and environmental impact assessments of two handy vacuum cleaners. Performance measurements of the vacuum cleaners such as suction area, suction power, noise, and electric power were collected. Usability assessments of the vacuum cleaners such as feeling of grip, easiness of cleaning, easiness of recharging were surveyed using a 5-point scale(1: very dissatisfied and 5: very satisfied). Finally, an LCA on the vacuum cleaners was performed, showing the use phase of vacuum cleaner had the highest environmental impact among the product life cycle stages. Eco-friendly product design concepts were proposed based on the assessment results of performance, usability, and LCA. The proposed eco-friendly product design concepts can reduce about 8 kg·CO2-eq./EA for handy vacuum cleaner.

작업환경을 통합한 전과정평가 기법에 관한 연구

김익,홍기정,고지연,허탁 한국전과정평가학회 2004 한국전과정평가학회지 Vol.5 No.1

일반적으로 전과정평가는 제품시스템의 전과정에서 사업장으로 들어오거나 사업장에서 배출되는 물질들을 정량화하고 이들이 외부환경에 미치는 잠재적인 영향을 평가하는 환경성평가 도구이다. 하지만 사업장에서 배출되는 물질들은 작업장의 외부환경 뿐만 아니라 작업환경에도 영향을 미친다. 이에 따라 본 연구에서는 전과정평가의 기본골격에 작업환경을 통합하여 평가할 수 있는 방법론을 개발하였다. 본 방법론에서는 서로 다른 특성을 가지는 작업환경과 외부환경의 영향을 적절하게 통합하기 위하여 시스템경계와 범주지표의 수준을 동일하게 맞출 수 있는 일반요건을 설정하였다. 시스템경계의 수준을 동일하게 하기 위하여 산업연관분석(IOA)기법을 도입하였고, 범주지표의 수준을 동일하게 조정하기 위하여 DALY, PAF, LWD와 같은 종말점 수준의 범주지표를 활용하였다. 개발한 방법론에 대한 이해를 돕기 위하여 국내에서 생산된 석유화학제품을 중심으로 사례연구를 수행하였다. A conventional life cycle assessment (LCA) framework mainly evaluates the environmental impacts associated with inputs and outputs from/to external environment of a product system. However the inputs and outputs generated from a facility influence not only the external environment but also the working environment. Therefore, this study developed the methodology that could integrates the working environment into a conventional LCA framework. It established the general requirements for adjusting the levels of the system boundary and category indicators in order to integrate appropriately the impacts of both the working environment and the external environment which have the different characteristics. Thus, this study introduced Input Output Analysis (IOA) technique in order to extend the system boundary to the life cycle of a product system, and applied the category indicator such as the number of Disability Adjusted Life Years (DALY), the Potentially Affected Fraction (PAF) and Lost Work Days (LWD) in order to assess the impacts of end point level. A case study of a petrochemical company in Korea was provided as an example for illustrating the feasibility of the methodology developed in this study.

생태독성을 고려한 CCS 전과정 영향평가 방법론 개발 연구

박기학 ( Ki Hak Park ),강헌 ( Hun Kang ) 한국전과정평가학회 2014 한국전과정평가학회지 Vol.15 No.1

이산화탄소 포집 및 저장 (CCS)은 대량의 발생원으로부터 배출되는 이산화탄소를 포집 및 수송하여 적절한 지하장소에 저장하는 기술로써 온실가스 강축방안으로 크게 주목을 받고 있다. 세계적으로 2050년까지 2005년 수준으로 온실가스 배출을 감축하는 목표를 달성하는데 있어 CCS 가 전체 온실가스 감축량의 19%에 기여할 것으로 전망하고 있다. 또한 국내에서도 2030년까지 국가 온실가스 배출양의 10%에 해당되는 CO2 32백만 톤을 CCS 기술로 감축할 계획을 제시하고 있다. 그러나 CCS 는 온실가스를 저감하기 위해 기술적 노력과 연구를 하고 있으나, 생태계 및 환경에 대한 평가와 연구는 미흡한 실정이다. 지중 및 해양에 저장되는 Co2는 온실가스 저감에 크게 기여하나 Co2 누출로 인한 지중 및 해양 생태계영향과 변화는 또 다른 문제를 발생시킬 수 있으며 그 영향을 아무도 예측할 수 없는 상황이다. 따라서 본 연구에서는 Co2가 지구온난화의 물질이 아닌 생태계에 독성인자로 작용 될 수 있는 측면을 고려하여 CCS에 적용될 수 있는 전과정평가 방법을 제시하였다. Co2 가 생태계에 독성으로 작용될 수 있는 양과 농도를 규명하여 생태독성 특성화인자인 1,4-dichlorobeenzene(DCB) eq로 전환함으로써 전과정평가 기법을 CCS에 효과적으로 적용 할 수 있다. 본 연구에서 제시한 CCS의 전과정평가 방법을 활용하여 지구온난화 및 생태계의 영향 측면을 모두 고려한 환경영향평가 해석이 가능하며 안전한 CCS 기술발전에 크게 기여할 것으로 기대된다. Carbon capture and storage(CCS) is a technique that aims to capture carbon dioxide(C02)from emissions and store it somewhere, thus it attracts public attention as a reduction method of the greenhouse gases(GHGs). To achieve GHGs reduction goal complying with 2005 level by 2050, internationally it is forecasted that CCS will reduce 19%of total greenhouse gas. Also, South Korea has a plan to reduce 32 million tons of C02 emission, which is 10%of total national GHGs,by using CCS techniques by 2030. There many technical efforts and researches for CCS system for GHGs reduction, however, there has been little study on ecological and environmental impact assessment and research for CCS system. The CO2 storage at underground and deep saline aquifer can contribute for GHGs emission reduction, however, the C02 leak from storage can affect ecological system and this cause other serious problems. Also we cannot expect its impacts. Therefore, in this study, we suggested a life cycle impact assessment method, which can be applied to the CCS system, as not a global warming emission but an ecotoxicity factor for C02 emission. When C02 emission is considering as an ecotoxicity emission, first we can identify the quantity and concentration of CO2, and then it can be translated to l,4-dichlorobenzene(DCB) equivalent value, which is ecotoxicity characterization factor. This life cycle impact assessment method can be applied to CCS system effectively. By using this suggested life cycle impact assessment method in this study, we can interpret in terms of global warming and ecotoxicity aspects and it will contribute for safe CCS technology development.