Section 2

목적·범위 정의와 LCI

무엇을, 어디까지, 어떻게 셀 것인가.
LCA 결과의 절반은 계산 전에 내리는 선택에서 결정된다.

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0 · 용어

주요 용어

용어	뜻
기능단위 functional unit	제품 시스템의 정량화된 성능을 비교의 기준 단위로 삼은 것. "제품 1개"가 아니라 "기능 얼마"가 기준이다.
기준흐름 reference flow	기능단위를 충족하는 데 실제로 필요한 제품의 양. 인벤토리 계산은 이 양을 기준으로 한다.
시스템경계 system boundary	어떤 단위공정을 계산에 포함할지 정하는 기준선.
단위공정 unit process	투입·산출 데이터를 정량화하는 최소 단위 (예: 클링커 소성, 레미콘 배합).
기본흐름 elementary flow	인간의 가공 없이 환경에서 오거나 환경으로 나가는 흐름 (지중 석회석, 대기 중 CO₂).
제품흐름 product flow	다른 제품 시스템에서 오거나 그리로 가는 흐름 (구매한 시멘트, 판매한 골재).
할당 allocation	한 공정의 투입·산출을 여러 제품에 나누는 것.
EoL End-of-Life	생애말기 — 철거·폐기·재활용 단계. 오늘의 심화 주제이다.

▷ EPD1 p.5–6 (선언단위·시스템경계 — 용어의 실사용)

1 · 목적

목적 정의 — 반드시 명시할 네 가지

ISO 14044는 연구 목적에 다음 네 가지를 모호함 없이 명시하라고 요구한다(shall).

항목	질문	예시 (순환골재 콘크리트 연구)
① 의도된 용도	결과를 어디에 쓸 것인가	시 발주 지침의 순환골재 의무 비율 근거 마련
② 수행 이유	왜 지금 이 연구인가	순환골재 사용 확대 정책의 탄소 효과 검증 필요
③ 대상 청중	누가 읽는가	지자체 정책 담당자, 학술 심사자
④ 공개 비교주장 여부	경쟁 제품과의 우열 주장을 공개할 것인가	아니오 (예라면 요구사항이 대폭 강화된다)

④가 왜 특별한가

"A가 B보다 친환경"을 공개적으로 주장하는 순간 — 영향평가 의무, 가중치 사용 금지, 외부 전문가 패널 검토(3인 이상) 의무 등이 발동된다. 논문·보도자료를 쓸 때 실제로 부딪히는 조항이다.

▷ EPD1 p.2 (의도된 용도·검증·비교 가능 조건 명시)

2 · 기능단위

기능단위 — "제품"이 아니라 "기능"을 센다

종이타월과 온풍기를 비교한다고 하자. "타월 1장 vs 온풍기 1대"의 비교는 무의미하다.
둘의 공통점은 제품이 아니라 기능 — 손을 말린다는 것이다.

기능단위 = "손 1,000회 말리기" (성능을 정량화한 비교 기준)

기준흐름 = 그 기능을 채우는 데 필요한 각 제품의 양 (타월 xx kg, 전력 yy kWh)

기능단위는 측정 가능해야 한다 — "쾌적한 손 말리기"(불가) vs "손 1,000회 말리기"(가능).
내구성이 다르면 기능단위에 시간이 들어간다 — "바닥면적 1m²를 50년간 지지".
같은 기능단위 위에서만 비교가 성립한다 — Section 1에서 본 "논문 읽기 3대 질문"의 첫 번째.

건설 예시 — 슬래브 비교

기능단위 "바닥 1m²·50년 지지"로 콘크리트 슬래브와 목구조 바닥을 비교하면, 기준흐름은 각각 "콘크리트 0.15m³ + 철근 12kg"과 "구조목 0.09m³ + 접합철물 3kg"처럼 서로 다른 물량으로 나온다. 내구 연한이 다르면 교체 횟수까지 기준흐름에 반영한다.

▷ EPD2 p.5 (기능단위·기준 수명 50년 명시)

Quiz 1

기능단위가 "손 1,000회 말리기"이고, 종이타월 시스템은 1회에 2장을 쓰며 1장의 질량이 5 g이다. 종이타월 시스템의 기준흐름은 몇 kg일까?

계산: 1,000회 × 2장 × 5 g → kg로 환산

kg

풀이

1,000회 × 2장/회 × 5 g/장 = 10,000 g = 10 kg. 이 10 kg이 이후 모든 인벤토리 계산의 기준이 된다 — 종이 10 kg의 생산·운송·폐기 배출을 세는 것이다. 온풍기 시스템도 같은 기능단위로 전력 kWh를 계산해야 비교가 성립한다.

3 · 시스템경계

시스템경계 설정 — 어디까지 셀 것인가

경계 선택의 원칙 — 연구 목적과 정합해야 하고, 생략은 "결론을 유의하게 바꾸지 않을 때"만 허용되며 사유를 명시해야 한다.
제품 비교에서 사용·폐기 단계가 서로 같다면 cradle-to-gate 비교가 실용적이다. 다르다면(예: 내구성 차이) 반드시 grave까지 가야 한다.
자본재(공장 건물·설비), 노동자 통근, 조명·난방 등은 흔히 경계 밖으로 두되 그 사실을 문서화한다.

▷ EPD1 p.6 (cradle-to-gate+C+D 선언) · EPD2 p.6 (cradle-to-grave 선언)

3 · 시스템경계

컷오프 기준 — 작은 것을 빼는 규칙

모든 투입물을 다 셀 수는 없다.
무엇을 빼도 되는지의 기준이 컷오프 기준(cut-off criteria)이고, ISO는 세 가지 축을 요구한다.

축	내용	주의
① 질량	총 투입 질량의 일정 비율(예: 1%) 미만이면 제외 가능	질량·에너지만으로 거르면 미량 고독성 물질을 놓친다
② 에너지	총 에너지 투입의 일정 비율 미만이면 제외 가능	질량·에너지만으로 거르면 미량 고독성 물질을 놓친다
③ 환경적 유의성	양이 적어도 환경영향이 크면 포함해야 한다	예: 미량 냉매(GWP 수천), 촉매 중금속

기억할 문장

"1% 미만이라 뺐다"는 말은 ①만 적용한 것이다. ISO 14044는 ③ 환경적 유의성 검토를 함께 요구한다 — 혼화제는 콘크리트 질량의 0.1%지만 kg당 배출계수가 시멘트의 2배가 넘어 계산에 넣는다.

▷ EPD1 p.6 (컷오프 1%/5% 규칙 명문)

Quiz 2

천연골재 콘크리트와 순환골재 콘크리트를 비교하는 연구에서, 두 콘크리트의 타설 이후 사용·유지 단계가 동일하다고 가정할 수 있다면 가장 실용적인 시스템경계는?

gate-to-gate — 배합 공정 하나만 세면 충분하다
사용 단계만 — 건물은 운영 에너지가 전부이므로
cradle-to-gate — 동일한 단계는 비교에서 상쇄되므로 생산까지만 센다
경계는 넓을수록 항상 좋으므로 무조건 cradle-to-grave

풀이

비교 LCA에서 두 시스템이 동일한 단계는 결론을 바꾸지 않으므로 생략할 수 있다(단, 동일하다는 가정을 명시). 그래서 cradle-to-gate가 실용적 선택이 된다. 단, 순환골재가 강도·내구성에 영향을 줘 사용 단계가 달라진다면 이 가정이 무너지므로 경계를 넓혀야 한다 — 경계 선택은 언제나 가정과 세트이다.

4 · LCI

목록분석(LCI) — 단위공정과 두 종류의 흐름

경계 안을 단위공정으로 나누고, 공정마다 들어가고 나오는 흐름을 수집한다.
흐름 수집의 핵심은 두 종류의 구분이다.

기본흐름(elementary flow)만이 환경영향의 원천이다 — LCIA는 기본흐름만을 입력으로 받는다.
제품흐름(product flow)은 그 상류에 또 다른 공정 사슬이 있다는 뜻이다 — "구매 전력 1 kWh" 뒤에는 발전소·송전망의 기본흐름이 숨어 있다.
이상적으로는 경계에서의 모든 투입·산출이 기본흐름이 될 때까지 상류를 추적한다 — 실무에서는 이 상류 사슬을 데이터베이스가 대신한다.

▷ EPD2 p.6–10 (모듈별 단위공정 서술 — 흐름 수집의 실제)

4 · LCI

데이터는 어디서 오는가 — 전경 데이터와 배경 데이터

사진에서 초점이 맞은 피사체(전경)와 그 뒤의 배경처럼, LCA 모델도 두 층으로 나뉜다.
기준은 "내가 재고 바꿀 수 있는가"이다 — 전경은 직접 측정·조작하는 부분, 배경은 구매 투입물의 상류를 DB로 빌려 오는 부분이다.

구분	내용	출처
전경(foreground)	내가 연구하는 공정 자체 — 배합비, 전력 사용량, 운송 거리	현장 실측·설계 문서 (직접 수집)
배경(background)	구매한 투입물의 상류 — 시멘트 1kg 뒤의 광산·소성·수송 사슬	LCI 데이터베이스

데이터베이스	성격
ecoinvent (스위스)	세계 표준급 상용 DB — 2만 개 이상 공정, 유료 라이선스
국가 LCI DB (한국)	에코스퀘어(환경산업기술원)에서 849개 공정 무료 제공(상업용 사용 불가) — 레미콘·시멘트는 2002~03년 구축, 2022년~ 신규 갱신 진행 중
무료 공개 DB	openLCA Nexus의 무료 DB(ELCD 후속 등), ICE DB(건설자재 특화, 영국 Bath대) — Section 5 실습은 무료 DB로 진행

검증 수단은 수지식이다

수집한 데이터의 타당성 점검 수단으로 표준이 명시하는 것이 질량수지·에너지수지이다 — 들어간 질량과 나온 질량이 맞는가. 단위공정은 보존 법칙을 벗어날 수 없다.

▷ EPD1 p.5 (데이터 출처표 — 공급자 EPD와 배경 DB의 조합)

Quiz 3

다음 중 기본흐름(elementary flow)을 모두 고르면? (복수 선택)

발전소에서 구매한 전력 1 kWh
클링커 소성로에서 대기로 나가는 CO₂
시멘트 공장에서 구매한 포틀랜드 시멘트
광산에서 캐내는 지중의 석회석

풀이

CO₂ 배출과 지중 석회석 채취는 환경과 직접 주고받는 기본흐름이다. 구매 전력과 구매 시멘트는 다른 제품 시스템에서 오는 제품흐름 — 그 상류에 발전·소성 공정 사슬이 있고, LCA는 그 사슬 끝의 기본흐름까지 추적해야 한다(실무에서는 DB가 대신한다).

5 · 할당 (동시산물)

할당 — 한 공정, 여러 제품이면 배출은 누구 몫인가

현실의 공정은 대부분 여러 제품을 동시에 낳는다.
그 공정의 배출을 제품들에 어떻게 나눌 것인가 — 이것이 할당(allocation) 문제이다.

건설 분야의 대표 사례 — 제철소 고로

고로슬래그에 배출을 얼마나 물릴 것인가에 따라 "고로슬래그 시멘트는 저탄소"라는 명제의 크기가 달라진다.
질량으로 나누면 슬래그 몫이 커지고, 경제적 가치로 나누면(슬래그는 헐값) 몫이 거의 0이 된다 — 방법 선택이 결론을 바꾼다.
숫자 예 — 선철 1톤당 슬래그 약 300 kg: 질량 기준 몫 ≈ 23%, 경제적 가치 기준 몫 ≈ 1~2%.
그래서 방법의 우선순위가 정해져 있다 — 다음 슬라이드.

▷ EPD2 p.11 (할당 규정 실물)

5 · 할당 (동시산물)

ISO 14044의 할당 3단계

단계	방법	예시
1단계 할당 회피	① 공정을 더 잘게 쪼갠다(세분화) ② 시스템을 확장해 동시산물의 대체 효과까지 함께 센다(system expansion)	슬래그가 대체하는 클링커 생산 배출을 시스템에 포함해 함께 평가
2단계 물리적 관계	산출량 변화와 투입·배출 변화의 물리적 인과를 반영해 배분 (질량·에너지 등)	정유 제품 간 에너지 함량 비례 배분
3단계 기타 관계	물리적 기준이 안 되면 경제적 가치 등 다른 관계로 배분	선철 vs 슬래그를 판매 가격 비례로 배분

함께 따라오는 의무

할당 전후의 투입·산출 합계는 보존되어야 하고(새거나 이중계산 금지), 복수의 할당 방법이 가능해 보이면 민감도 분석이 의무이다 — "경제 할당으로 바꾸면 결론이 버티는가"를 보여야 한다.

▷ EPD2 p.11 (세분화·배분 회피가 실제로 서술된 부분)

Quiz 4

ISO 14044가 정한 할당 접근의 우선순위로 옳은 것은?

경제적 가치 배분 → 물리적 배분 → 회피
회피(세분화·시스템 확장) → 물리적 관계 배분 → 경제적 가치 등 기타 배분
순위는 없고 연구자가 자유롭게 고른다
항상 질량 배분만 허용된다

풀이

회피 → 물리 → 기타(경제) 순서이다. 가능하면 나누지 말고(세분화하거나 확장해서) 해결하고, 나눠야 한다면 물리적 인과를 먼저, 그것도 안 되면 경제적 가치를 쓴다. 어떤 방법을 썼는지, 다른 방법이면 결과가 어떻게 달라지는지(민감도)를 문서화하는 것까지가 요구사항이다.

6 · 할당 (리사이클)

재활용 할당 — 편익은 누구의 것인가

순환경제의 핵심 질문이 여기 있다. 콘크리트가 철거되어 순환골재가 되고 다음 건물에 쓰일 때,
"재활용의 편익"을 첫 건물과 다음 건물 중 누가 가져가는가?

편익을 생애 2에 주면 — 재활용 소재를 쓰는 쪽이 유리해진다 → 재활용재 수요를 자극.
편익을 생애 1에 주면 — 재활용되도록 설계·배출하는 쪽이 유리해진다 → 재활용성 설계를 자극.
정답이 하나로 정해진 문제가 아니라 규칙(방법론)마다 다르게 정한 약속이다 — 그래서 보고서에 방법명을 명시해야 한다.

한 문장 정리

재활용 할당이란, 세상이 얻은 이득 하나를 어느 사업자의 보고서에 표시할지 정하는 권한 배분이다.

▷ EPD1 p.6 (Module D — 파쇄 콘크리트의 천연 자갈 대체 편익)

6 · 할당 (리사이클)

"cut-off" vs "avoided burden"

	cut-off (100:0)	avoided burden (0:100)
별칭	recycled content 접근	EoL 재활용(대체) 접근
규칙	재활용 투입재는 상류 부담 0으로 들어온다. 파쇄·선별·운송 등 재활용 공정부터만 짊어진다	생애말 재활용이 회피시킨 1차 재료 생산 배출을 크레딧(−)으로 돌려받는다
편익 귀속	재활용재를 쓰는 다음 제품	재활용재를 내놓는 이전 제품
장점	단순·보수적, 이중계산 위험 낮음 — ecoinvent 기본, EPD 관행	재활용의 시스템 편익을 드러냄 — 금속(철근·알루미늄) 산업 선호
약점	재활용성 설계의 유인이 안 보인다	"미래에 재활용될 것"이라는 가정 의존, 이중계산 관리 필요

중간과 절충

50:50은 편익을 두 생애가 반씩 나누는 절충이고, 다음 슬라이드의 PEF CFF는 이 배분 비율을 시장 상황에 따라 정하도록 일반화한 공식이다. 같은 제품이라도 방법에 따라 결과 부호가 뒤집힐 수 있다 — 보고서 읽기 3대 질문에 "할당"이 들어가는 이유이다.

▷ EPD2 p.16 (100% 재활용 vs 100% 매립 — EoL 시나리오별 결과표)

6 · 할당 (리사이클)

PEF Circular Footprint Formula — 절충의 일반형

EU 제품환경발자국(PEF)은 재활용 할당을 하나의 공식으로 통일했다.
세부 항은 복잡하지만 구조는 세 부분으로 나뉜다.

재활용 투입 몫 = (1−A) 만큼 1차 재료 부담 + A 만큼 재활용재 부담 (품질 보정 포함)

재활용 산출 몫 = (1−A) 만큼 대체 크레딧 (생애말 재활용분)

A = 배분계수 (0.2~0.8) — 재활용재 시장의 수급 상황이 결정

A가 크면(공급 과잉 시장) cut-off 쪽에 가깝고, A가 작으면(수요 초과 시장) avoided burden 쪽에 가깝다.
품질 저하 계수(Q_s/Q_p)로 다운사이클링(순환골재의 품질 저하)을 반영한다.

▷ EU PEF 방법론 (CFF 원문 출처)

Quiz 5

cut-off(100:0) 접근에서, 순환골재를 쓰는 콘크리트(생애 2)가 짊어지는 순환골재 관련 부담은?

원 콘크리트의 시멘트·골재 생산 배출까지 전부
아무 부담도 없다 — 재활용재는 완전 무부담이다
원 콘크리트 배출의 절반
파쇄·선별·운송 등 재활용 공정 이후의 배출만 — 원 콘크리트의 생산 배출은 0

풀이

cut-off에서 재활용 투입재는 상류(첫 생애) 부담 0으로 들어오지만, 공짜는 아니다 — 파쇄·선별·운송 등 재활용 공정의 배출은 온전히 짊어진다. 그래서 Section 4 실습에서 순환골재의 배출계수(0.0035 kgCO₂eq/kg)는 천연골재(0.0046)보다 작지만 0이 아니고, 운송 거리가 길어지면 역전된다 — 손익분기 거리를 직접 계산하게 된다.

7 · 미니 실습

미니 실습 — 순환골재 콘크리트 1m³의 시스템경계 그리기

종이에 "순환골재 콘크리트 1m³ 생산(cradle-to-gate)"의 시스템경계 다이어그램을 그린다.

그릴 것 — 단위공정 상자(철거→파쇄·선별→운송→배합, 그리고 시멘트·천연골재·물·전력의 공급선), 경계선(점선 상자), 경계 밖으로 뺀 것의 목록.
결정할 것 3가지 — ① 철거 공정을 경계에 넣을까(할당 관점에서!) ② 배합수 상류를 셀까(컷오프?) ③ 믹서트럭 운송은 gate 안인가 밖인가.
발표 — "가장 고민된 경계 하나"만 말한다.

▷ EPD1 p.6 (시스템경계 서술 — 그린 경계와 대조)

7 · 미니 실습

예시 답안 — 같은 대상, 세 가지 경계

셋 다 "틀리지 않은" 경계이다 — 어떤 판단을 내렸는지가 서로 다를 뿐이다.

예시 답안 A — 표준형 (cut-off · 파쇄부터 시작)

작성 의도 — 순환골재를 cut-off로 무부담 승계: 철거·이전 생애는 경계 밖, 파쇄·선별이 시스템의 시작점이다.
EPD·ecoinvent의 관행과 같다.

예시 답안 B — 확장형 (철거·해체 포함)

작성 의도 — 철거를 "순환골재 생산의 시작"으로 본 판단. 철거가 생애 1의 끝인가, 생애 2의 시작인가가 이 경계의 쟁점이다.
A보다 결과가 커진다.

예시 답안 C — 편익 표기형 (Module D 스타일)

작성 의도 — 본체는 A와 같게 두고, 순환골재가 천연골재 생산을 회피시킨 편익을 경계 밖 점선 칸으로 표기했다.
편익은 본체에 합산하지 않는다 — EPD의 Module D, 그리고 "표시 권한" 논의의 실물이다.

▷ EPD1 p.6 (실제 문서의 경계 서술·Module D와 대조)

Section 2 정리

핵심 요약

① 목적 정의의 4요소 — 용도·이유·청중·공개 비교주장 여부. 마지막 것이 요구 수준을 바꾼다.

② 기능단위는 "제품 1개"가 아니라 "기능 얼마"이고, 기준흐름이 실제 계산 물량이다.

③ 시스템경계는 목적과 정합해야 하고, 컷오프는 질량·에너지에 환경적 유의성을 더해 판단한다.

④ LCI의 핵심 구분 — 기본흐름(환경과 직접)만 영향의 원천이고, 제품흐름의 상류는 DB가 대신 센다.

⑤ 할당은 회피 → 물리 → 경제 순서, 재활용 EoL 할당은 cut-off / avoided burden / 50:50 / CFF — 방법 명시가 의무이다.

Section 3. 영향평가(LCIA)와 건물 LCA →

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