포장 개론과 환경 - 환경 - 전과정평가(LCA)

LCA의 정의 및 목적

 

LCA는 제품이나 서비스의 전 생애주기 동안 발생하는 환경적 영향을 정량적으로 평가하는 방법입니다. 이는 지속 가능한 환경 관리를 위해 제품의 설계, 제조, 사용 및 폐기 단계에서의 환경 영향을 최소화하는 데 목적이 있습니다.

LCA의 역사

 

1960년대 말 음료수 포장용기의 환경 영향을 평가하는 데 처음 사용되었으며, 1970년대 석유파동으로 에너지 사용 최소화 관점에서 발전하였습니다. 1990년대 초에는 기술적 기준과 지침이 개발되었고, 환경 문제에 대한 국제적 관심이 증가하면서 중요한 도구로 자리잡았습니다.

LCA의 구성 요소

 

(1) 목적 정의 및 범위 설정

평가의 목적과 범위를 명확히 하며, 평가 대상의 생애주기 범위를 결정합니다.
연구의 한계와 필요한 데이터의 종류를 정합니다.

(2) 목록 분석 (Inventory Analysis)
제품이나 서비스의 전 생애주기 동안 사용되는 에너지 및 원료, 배출되는 오염물질 등을 정량적으로 분석합니다.
입력(부동산, 설비, 제품 등)과 출력(생산품, 폐기물, 에너지 출력 등)을 구분하여 분석합니다.

(3) 영향 평가 (Impact Assessment)
목록 분석에서 도출된 데이터를 바탕으로 환경에 미치는 영향을 평가합니다.
대기오염, 수질오염, 에너지 소비 등 다양한 환경 영향을 고려합니다.

(4) 개선 평가 (Improvement Assessment)
평가 결과를 바탕으로 환경 부담을 줄일 수 있는 방안을 도출합니다.
에너지 효율 개선, 재활용 증가, 공정 변경 등이 포함됩니다.

 

환경성적표지 인증제도

 

LCA 기법을 근거로 한 환경성적표지 인증제도는 제품의 환경 친화성을 평가하고 인증하는 제도입니다. 이는 소비자가 환경에 미치는 영향이 적은 제품을 선택할 수 있도록 도와주며, 국제적 환경 기준에 대응하기 위한 기업의 노력을 촉진합니다.

국제적 동향 및 표준화

 

LCA는 ISO(International Organization for Standardization)를 통해 국제적으로 표준화되었습니다. ISO 14040 시리즈는 LCA 수행에 대한 표준 프로세스를 제공합니다.

 

LCA의 적용

포장재의 선택, 제품의 설계, 공정의 최적화 등 다양한 분야에서 환경적 영향을 고려한 의사 결정을 지원합니다.
포장기사는 LCA 결과를 바탕으로 환경 친화적인 포장 솔루션을 개발하고 제안하는 역할을 합니다.

 

검토 및 결과 해석

수집된 데이터의 정확성, 가정의 타당성 등을 검토합니다. 결과의 해석과 전달을 통해 의사결정자들에게 유용한 정보를 제공합니다.

 

전과정평가의 응용분야 및 효과

 

환경평가연구의 지원: 제품, 공정, 포장기술의 환경에 대한 부담을 이해하고, 제조 및 유통 과정에서 사용되는 재료와 공정의 환경영향을 비교할 수 있습니다.

기준정보의 설정: 제품의 제조, 사용, 폐기 과정에서 현재 및 미래 시스템에 대한 기준정보를 설정합니다.

각 단계의 상대적 기여도: 에너지 및 자원 소비, 오염물질 배출이 가장 높은 단계를 파악하여 시스템 변경 시 방향을 제시합니다.

데이터 결여의 규명: 특정 공정에서 데이터 결여 부분을 규명하고, 보강이 필요한 데이터를 파악합니다.

정책의 지원: 환경문제를 고려하여 공공정책을 세울 수 있으며, 규정과 정책 입안 시 지원합니다.

제품보증의 지원: 제품의 환경적 영향을 규명하여 환경적 제품보증을 받는 데 도움을 줍니다. 

의사결정의 기반: 기업, 정부, 소비자들에게 대체공정, 대체제품, 대체재료, 대체포장에 대한 의사결정에 방향을 제시하고, 환경문제나 소비자 선택에 중요한 정보를 제공합니다.

 

LCA 예시

 

생명주기평가(LCA, Life Cycle Assessment)는 제품의 전 생애주기 동안 발생하는 환경적 영향을 평가하는 과정입니다. 이 과정은 제품의 원료 채취부터 제조, 사용, 재활용 및 폐기에 이르기까지의 모든 단계를 포함합니다. 이러한 분석을 통해 제품의 환경적 지속 가능성을 개선할 수 있는 방안을 찾을 수 있습니다. 본 글에서는 유리병, PET병, 알루미늄 캔의 LCA 분석 예시를 통해 이해를 돕고자 합니다.

1. 유리병의 LCA 분석

유리병 제조 과정은 비교적 물 사용이 적으며, 주로 포장재 제조 시 물이 사용됩니다. 유리병 제작에는 목재, 석탄, 오일, 천연가스(비연료), 광물 등이 소요되며, 에너지 사용은 주로 천연가스와 전력에 의존합니다. 이 과정에서 CO₂, CO, SOx, 유해성 대기오염물질, 총 고형물질, BOD, 유해성 수질오염물질 등이 배출됩니다. 유리병의 폐기물 발생률은 29%로, 주로 제조 과정에서 발생합니다.

2. PET병과의 비교

450ml 용량의 유리병과 PET병을 비교한 결과, 유리병은 총에너지 사용량, 대부분의 대기오염물 배출량, 수질오염 및 폐기물 배출량에서 PET병보다 부하량이 적음을 알 수 있습니다. 특히, 유리병의 재활용률은 71%로, 재활용 시 원료로 다시 사용됩니다. 반면, PET병은 재활용 시 다른 제품의 원재료로 사용되기 때문에 재활용률이 0%로 간주됩니다.

 

3. 알루미늄 캔과의 비교

유리병과 알루미늄 캔을 비교했을 때, 유리병은 이차 및 삼차 포장을 제외하고 알루미늄 캔과 비교하여 총에너지 사용량, CO₂ 배출량, 유해물질 및 기타 수질 오염물질 배출량, 제품 및 포장재 폐기물 발생량에서 더 낮은 부하량을 보였습니다. 재활용의 경우, 유리병과 알루미늄 캔 모두 전재료로 사용되며, 각각 71%와 60%의 재활용률을 가집니다.

 

4. 결론

 

유리병의 LCA 분석을 통해, 유리병이 PET병과 알루미늄 캔에 비해 환경에 미치는 부정적인 영향이 상대적으로 적다는 것을 확인할 수 있습니다. 특히, 자원 고갈과 폐기물 발생량 측면에서 유리병이 더 우수한 선택일 수 있음을 시사합니다. 그러나 이러한 결과는 재활용 과정과 재활용률, 제품의 운송 및 유통 방식, 제품 사용 기간 등 다양한 요소에 따라 달라질 수 있습니다. 유리병이 다른 포장재에 비해 환경적으로 우수한 선택이 될 수 있지만, 유리병의 무게와 취약성 때문에 운송 중 에너지 소비와 탄소 배출량이 증가할 수 있습니다. 또한, 유리병의 재활용 과정에서도 에너지가 소모되며, 이는 전체 환경적 영향을 높일 수 있습니다.

따라서, 제품의 전체 생애주기를 고려할 때, 단순히 하나의 지표만을 기준으로 환경적 우수성을 판단하는 것은 적절하지 않습니다. 제품의 생산, 사용, 재활용 및 폐기 과정 전반에 걸쳐 발생하는 다양한 환경적 영향을 종합적으로 고려해야 합니다. 예를 들어, 재활용이 용이하고 재활용 시 에너지 소비가 적은 재료를 선택하는 것이 중요합니다. 또한, 제품의 운송과 유통 과정에서의 에너지 소비와 탄소 배출을 최소화하는 방안도 고려되어야 합니다.

결론적으로, 유리병, PET병, 알루미늄 캔 모두 각기 다른 환경적 장단점을 가지고 있으며, 제품의 전 생애주기를 통틀어 가장 환경적으로 지속 가능한 선택을 하는 것이 중요합니다. 이를 위해, 제품의 제조 및 사용 단계에서 발생하는 환경적 영향 뿐만 아니라, 재활용 가능성과 재활용 과정에서의 에너지 소비, 운송 및 유통 과정에서의 영향 등을 종합적으로 고려해야 합니다. 

LCA의 유용성과 한계

 

전과정평가(Life Cycle Assessment, LCA)는 제품이나 서비스의 전 생애주기(요람에서 무덤까지) 동안의 환경적 영향을 평가하는 기법입니다. 이러한 평가는 제품이나 서비스의 설계, 제조, 사용, 폐기 단계를 포함하여 환경에 미치는 영향을 구조적으로 분석합니다. LCA는 제품이나 서비스의 환경적 지속 가능성을 향상시키기 위한 의사결정 과정에서 중요한 도구로 사용됩니다.

1. LCA의 유용성

1) 비교 가능성: LCA는 같은 기능을 제공하는 다양한 제품이나 서비스 간의 환경 영향을 구조적으로 비교할 수 있는 틀을 제공합니다. 예를 들어, 알루미늄 캔 대 스틸캔, 플라스틱 파이프 대 금속 파이프 등의 환경 영향을 비교할 수 있습니다.

2) 라이프사이클 단계별 중요성 파악: LCA를 통해 제품이나 서비스의 라이프사이클 중 어떤 단계가 환경 부하에 가장 큰 영향을 미치는지 파악할 수 있습니다. 이는 환경 영향을 최소화하기 위한 전략을 수립하는 데 도움이 됩니다.

3) 포장재료의 환경 영향 분석: 우유, 오렌지넥타, 분말커피 등 다양한 식품 포장의 환경 오염도를 LCA로 분석하여 각 포장재료의 환경적 우열을 비교할 수 있습니다.

2. LCA의 한계

1) 표준화의 부재: 제조, 가공단계별 공정에서 발생하는 오염도를 계산할 수 있는 표준화가 이루어지지 않아, 제품이나 서비스의 환경 영향을 정확히 평가하기 어렵습니다.

2) 리사이클 문제: 포장폐기물의 리사이클은 환경에 긍정적인 영향을 미칠 수 있지만, 리사이클 과정에서 발생하는 수송 증가나 에너지 회수의 효율성 등에 대한 논의가 여전히 필요합니다.

 

3) 적용 범위의 제한: LCA는 환경적 측면에서 광범위하게 적용 가능하지만, 국소적인 문제, 단일물질 또는 자원문제, 개별기업의 환경 영향 문제 등 특정 사안에 대해서는 다른 평가 방법이 더 적합할 수 있습니다.

3. 결론

LCA는 환경적 관점에서 제품이나 서비스의 전 생애주기를 평가하는 유용한 도구입니다. 비록 표준화의 부재, 리사이클 문제 등의 한계가 있지만, 이러한 한계를 극복하고 연구 및 개발을 지속함으로써 LCA 기법은 더욱 발전하고 광범위하게 적용될 것입니다. 이는 제품이나 서비스의 환경적 지속가능성을 높이는 데 중요한 역할을 할 것입니다. LCA를 통해 환경 영향을 보다 명확하게 이해하고, 이를 기반으로 한 의사결정은 제품 개발 과정에서 더욱 환경 친화적인 방향으로 나아갈 수 있는 기회를 제공합니다. 또한, LCA는 기업이나 조직이 환경 법규 준수, 지속 가능한 자원 관리, 에너지 효율성 향상 등의 목표를 달성하는 데 있어서도 중요한 역할을 할 수 있습니다. 결국, LCA의 적용과 발전은 환경을 보호하고 지속 가능한 미래를 위한 노력에 있어서 핵심적인 부분이 될 것입니다.