레미콘(콘크리트) 1m³의 cradle-to-gate 탄소발자국을 직접 계산해 보자.
→ 실습 파일은 홈 자료실에서 내려받으세요
| 시트 | 내용 |
|---|---|
| ① 안내 | 기능단위·시스템경계·가정 선언 |
| ② 배합표 | 25MPa 레미콘 1m³의 활동자료(투입량·운송거리) |
| ③ 배출계수 | 재료별 배출계수와 출처 |
| ④ 계산 | 생산·운송 배출, 소계, 합계, 기여도 |
| ⑤ 시나리오 | 순환골재·고로슬래그·재생에너지 비교 |
=B4*C4)으로 입력한다. 배합이 바뀌면 결과가 따라 바뀌어야 "모델"이다.=SUM(범위)로. 상수 합계는 본표를 고치는 순간 거짓말이 된다.| 수식·기능 | LCA 용례 |
|---|---|
=B4*C4 셀 참조 | 활동자료 × 배출계수 — 모든 배출량 계산의 기본 |
=SUM(범위) | 합계 — 상수 합계 금지(규칙 2) |
$B$12 절대참조 | 수식을 아래로 복제해도 운송계수 셀은 고정 (F4 키) |
=배출계수!B12 시트 간 참조 | 데이터(계수표)와 계산을 분리 — 모델 구조의 기본 |
=ROUNDUP(값,0) | 교체횟수 ⌈RSP÷수명⌉ — 미니 건물 LCA에서 사용 |
=SUMPRODUCT(물량열,계수열) | 곱셈-합산을 한 번에 — LCA 계산의 본질이 이 함수 하나 |
=XLOOKUP(자재명,이름열,계수열) | 계수표에서 자재명으로 계수 자동 조회 — "DB 연결"의 기초 |
| Goal Seek (목표값 찾기) | 손익분기 운송거리를 버튼으로 역산 (데이터 > 가상 분석) |
| 데이터 표 (What-if) | 치환율 0~100%의 민감도를 표 하나로 자동 계산 |
▷ IFERROR는 참조가 깨졌을 때 오류를 숨기는 데 쓰지 말 것 — 오류는 드러나야 고친다.
| 투입물 | 양 | 운송 거리 | 비고 |
|---|---|---|---|
| 보통 포틀랜드 시멘트(OPC) | 330 kg | 100 km | 클링커 소성이 배출의 중심 |
| 물 | 165 kg | — | W/C = 0.50 |
| 잔골재(모래) | 820 kg | 30 km | |
| 굵은골재(자갈) | 980 kg | 30 km | 시나리오 A의 치환 대상 |
| 혼화제(감수제) | 2.6 kg | 200 km | 질량 0.1%지만 계산에 포함 — Section 2 컷오프 논의 |
| 배합·믹싱 전력 | 4 kWh | — | 플랜트 전력 |
▷ EPD2 p.5 (실제 제품의 성분 선언과 배합 비교)
▷ Section 2 예시 답안 (오늘 계산의 시스템경계 = 예시 답안 A)
| 항목 | 배출계수 | 단위 | 메모 |
|---|---|---|---|
| 시멘트(OPC) | 0.850 | kgCO2eq/kg | 클링커 소성(석회석 탈탄산 + 연료) |
| 고로슬래그 미분말(GGBS) | 0.083 | kgCO2eq/kg | OPC의 약 1/10 — 시나리오 B |
| 잔골재 | 0.0026 | kgCO2eq/kg | 골재류는 채취·파쇄 에너지뿐이라 계수가 작다 |
| 천연 굵은골재 | 0.0046 | kgCO2eq/kg | |
| 순환골재 | 0.0035 | kgCO2eq/kg | |
| 혼화제 | 1.88 | kgCO2eq/kg | 화학제품 — kg당 계수는 시멘트의 2배 이상 |
| 물(상수) | 0.000344 | kgCO2eq/kg | 사실상 0에 가깝다 |
| 전력(한국 계통) | 0.4541 | kgCO2eq/kWh | 국가 전력배출계수 |
| 도로 운송(트럭) | 0.12 | kgCO2eq/(t·km) | 톤킬로미터당 — 단위 주의 |
본 계수는 교육용 예시 값(ICE DB·ecoinvent 계열의 근사값, GWP는 IPCC AR6)이다. 실제 연구에서는 반드시 원출처 DB의 값과 버전을 인용해야 한다 — "배출계수" 탭에 출처 열이 있는 이유이다.
▷ EPD1 p.5 (배출계수의 출처 — 공급자 EPD·배경 DB)
| 열 | 수식 | 뜻 |
|---|---|---|
| 생산 배출 | =B4*C4 | 투입량 × 배출계수 |
| 운송 배출 | =B4/1000*E4*배출계수!$B$12 | t 환산 × 거리 × 운송계수(절대참조) |
| 소계 | =D4+F4 | 생산 + 운송 |
| 기여도 | =G4/$G$10 | 소계 ÷ 총합(절대참조) — %서식 |
이 패턴을 물·잔골재·굵은골재·혼화제·전력 행에 복제하고, 합계 행을 SUM으로 완성한다. 전력 행은 "kg" 대신 "kWh"이므로 운송 배출이 없다는 점만 다르다.
혼화제의 생산 배출은 몇 kgCO2eq일까? (투입 2.6 kg, 배출계수 1.88 kgCO2eq/kg)
여러분의 Excel 시트 D8 셀 값과 같아야 한다.
2.6 × 1.88 = 4.888 kgCO2eq. 혼화제는 kg당 계수(1.88)가 시멘트(0.850)의 2배가 넘는 화학제품이지만, 투입량이 2.6 kg뿐이라 총 기여는 작다 — 계수가 커도 양이 작으면 기여는 작다. 그래도 컷오프 기준(1%) 안에서 포함해 계산한다는 것이 Section 2의 결정이었다.
잔골재의 운송 배출은 몇 kgCO2eq일까? (820 kg, 30 km, 0.12 kgCO2eq/(t·km))
여러분의 Excel 시트 F6 셀 값과 같아야 한다 — t 단위 환산에 주의.
0.82 t × 30 km × 0.12 = 2.952 kgCO2eq. 잔골재의 생산 배출은 820 × 0.0026 = 2.132뿐이라 운송이 소계의 절반을 넘는다 — 반면 시멘트는 운송(3.96)이 생산(280.5)의 1.4%에 불과하다. "무엇이 중요한가"는 재료마다 다르고, 그것을 숫자로 보는 것이 기여도 분석이다.
| 투입물 | 생산 배출 | 운송 배출 | 소계 | 기여도 |
|---|---|---|---|---|
| 시멘트(OPC) | 280.50 | 3.96 | 284.46 | 93.4% |
| 굵은골재 | 4.51 | 3.53 | 8.04 | 2.6% |
| 잔골재 | 2.13 | 2.95 | 5.08 | 1.7% |
| 혼화제 | 4.89 | 0.06 | 4.95 | 1.6% |
| 전력 | 1.82 | — | 1.82 | 0.6% |
| 물 | 0.06 | — | 0.06 | 0.02% |
| 합계 | 304.40 | 100% |
▷ EPD1 p.10 (같은 강도급 실제 GWP 156 — 우리 기준값과 비교)
▷ EPD2 p.13 (A1–A3가 지배적 — 모듈별 표에서 핫스팟 확인)
기여도 분석 결과가 말해 주는 감축 전략의 우선순위로 가장 타당한 것은?
배출의 93.4%가 시멘트에 있으므로 시멘트를 겨냥한 전략만이 결과의 규모를 바꾼다. 질량 기준 직관(골재부터)이나 균등 감축은 배출 구조와 무관한 전략이다. 이 논리를 뒤의 시나리오 비교가 숫자로 증명한다 — 골재 시나리오와 시멘트 시나리오의 효과가 자릿수로 다르다.
기준 배합(304.40 kgCO2eq/m³)에서 한 가지씩 바꿔 본다.
"시나리오" 탭에서 각 시나리오의 새 합계와 감축량을 수식으로 계산한다.
| 시나리오 | 내용 | 바뀌는 것 |
|---|---|---|
| A · 순환골재 | 굵은골재의 30%(294 kg)를 순환골재로 치환 | 골재 계수 0.0046→0.0035, 운송 30→15 km |
| B · 고로슬래그 | 시멘트의 30%(99 kg)를 GGBS로 치환 | 치환분 계수 0.850→0.083 |
| C · 재생에너지 | 플랜트 전력 4 kWh를 재생에너지(계수 ≈0)로 전환 | 전력 배출 1.82→0 |
▷ EPD2 p.16 (EoL 시나리오 분석 — 시나리오 비교의 실물)
| 구분 | 기준 | 시나리오 A |
|---|---|---|
| 천연 굵은골재 | 980 kg × 0.0046, 30 km | 686 kg × 0.0046, 30 km |
| 순환골재 | — | 294 kg × 0.0035, 15 km |
| 굵은골재 소계 | 8.04 | 7.18 |
| 총 배출 | 304.40 | 303.55 |
| 감축량 | −0.85 (−0.3%) |
▷ EPD1 p.6 (Module D 순환골재 대체 편익)
순환골재가 천연골재보다 몇 km 더 멀리서 오면 이득이 사라질까?
생산 계수의 이득과 운송의 손해가 같아지는 지점을 구한다.
▷ EPD2 p.6 (A4 운송 배출 원단위 — 손익분기 계산의 재료)
순환골재의 손익분기 추가 운송 거리는 몇 km일까? (생산 이득 1.1 kgCO2eq/t ÷ 운송 0.12 kgCO2eq/(t·km))
천연골재보다 이 거리 이상 더 멀면 순환골재가 오히려 불리해진다.
1.1 ÷ 0.12 = 약 9.2 km. 트럭 몇 정거장 거리이다. "재활용 = 무조건 저탄소"가 아니라 "9.2 km 이내의 재활용만 저탄소"라는 조건부 명제가 정확한 결론이다 — Section 1 도입 질문이 숫자 하나로 닫혔다. 논문에서 순환골재 콘크리트의 감축 효과를 주장하려면 운송 거리 가정을 반드시 명시해야 하는 이유이기도 하다.
| 구분 | 계산 | 총 배출 | 감축량 |
|---|---|---|---|
| B · GGBS 30% | 시멘트 231 kg×0.850 + GGBS 99 kg×0.083 | 228.47 | −75.93 (−24.9%) |
| C · 재생에너지 전력 | 전력 4 kWh×0.4541 → 0 | 302.58 | −1.82 (−0.6%) |
▷ EPD1 p.6 (전력믹스 명시 — 시나리오 C의 실제 데이터)
"순환"이라는 말이 붙었다고 효과가 큰 것이 아니다 — 효과의 크기는 핫스팟과의 거리가 정한다. 콘크리트 탈탄소의 실질적 지렛대는 골재 재활용이 아니라 시멘트(클링커) 대체이고, 순환골재의 가치는 탄소보다 천연골재 채취 억제·폐기물 감량(다른 영향범주!)에서 찾는 것이 정직하다.
▷ EPD2 p.16 (시나리오에 따라 결과가 갈리는 실물 사례)
시나리오 B(고로슬래그 치환)의 감축 효과가 A(순환골재)의 약 90배인 근본 이유는?
치환량은 GGBS 99 kg < 순환골재 294 kg으로 오히려 적다. 차이를 만든 것은 양이 아니라 위치 — 배출의 93.4%가 몰린 시멘트를 계수 1/10짜리로 바꿨기 때문이다. 감축 효과 ≈ (핫스팟 기여도) × (치환율) × (계수 개선율). 이 구조는 배합이 바뀌어도 유지된다 — 핫스팟 분석이 감축 전략 설계의 출발점인 이유이다.
이 실습의 기능단위에 "25MPa"를 명시하는 이유로 가장 옳은 것은?
기능단위는 비교의 분모이다. 강도를 높이려면 시멘트를 더 넣어야 하므로 강도등급이 다르면 GWP도 다르다 — 21MPa와 35MPa를 m³당 GWP로 비교하면 기능 동등성 위반이다.
이 계산(cradle-to-gate)의 "gate"는 어디인가?
경계는 A1–A3(원료→제조)까지이고 gate는 배치플랜트 출하이다. 배합표의 운송은 A2(원료→제조시설)이며, 현장 운송(A4)·타설(A5)은 이 시트에 행이 없다 — Section 2 예시 답안 A와 같은 경계이다.
혼화제는 질량 비중이 0.1%뿐인데 계산에 포함했다. 가장 옳은 근거는?
ISO 14044의 cut-off 기준은 질량·에너지·환경적 유의성 세 가지다. 질량 기준만 쓰면 혼화제처럼 '가볍지만 진한' 투입물을 놓친다 — 배출 기여 1.6%는 골재(1.7%)와 맞먹는다.
시트의 배출계수는 "교육용 예시 값"이다. 실무 보고서라면 어떻게 해야 하나?
데이터 품질 요구사항(ISO 14044)의 핵심은 출처·버전의 추적 가능성이다. "배출계수" 탭에 출처 열이 있는 이유 — 검증인(verifier)은 바로 그 열을 따라 원출처를 확인한다.
배합표의 활동자료(시멘트 330 kg 등)는 LCA 4단계 중 어느 단계의 산물인가?
투입·배출의 양(kg·kWh) 목록까지가 LCI다. 여기에 계수를 곱해 kgCO2eq로 바꾸는 순간부터 LCIA(특성화)다 — 단위 끝에 eq가 붙으면 특성화를 거친 값이라는 신호다.
시멘트는 질량 비중 14%인데 배출 비중은 93.4%다. 이 대비가 말해주는 것은?
많이 들어간 것(골재 78%)과 많이 배출하는 것(시멘트 93.4%)은 다르다. 그래서 감축 전략은 저울이 아니라 기여도 분석(contribution analysis)에서 출발한다 — ISO가 말하는 '유의한 항목(significant issue)' 식별이다.
순환골재의 손익분기 추가 운송거리 9.2 km의 올바른 해석은?
생산 절감(계수 차)이 작아서 운송 증가가 그것을 금방 잠식한다. 결론이 가정(운송거리)에 얼마나 민감한지를 수치로 보인 것 — 해석 단계 민감도 분석의 전형이다.
Section 3의 건물 4단계를 Excel로 직접 해 본다. 자료실에서 미니건물LCA_학생용.xlsx를 내려받아, 물량(BOQ)에 자재 EPD 원단위를 곱하고 교체(B4)까지 쌓는다.
| 자재 | 물량 | A1–A3 원단위 | 수명 |
|---|---|---|---|
| 레미콘 (구조체) | 300 m³ | 290 kgCO2e/m³ | 60년 |
| 철근 (구조체) | 25 t | 1,400 kgCO2e/t | 60년 |
| 샤시(창호) | 500 m² | 90 kgCO2e/m² | 30년 |
| 내장·바닥 마감 | 1,000 m² | 5 kgCO2e/m² | 10년 |
| 페인트(도장) | 5,000 m² | 0.6 kgCO2e/m² | 7년 |
▷ 자료실: 4회차-실습-미니건물LCA_학생용.xlsx (RSP 셀 하나로 전체가 재계산되게 만들 것)
| 자재 | 총설치 | 총 GWP (kgCO2e) | 기여도 |
|---|---|---|---|
| 샤시(창호) | 2회 | 90,000 | 33.5% |
| 레미콘 | 1회 | 87,000 | 32.3% |
| 철근 | 1회 | 35,000 | 13.0% |
| 내장·마감 | 6회 | 30,000 | 11.2% |
| 페인트 | 9회 | 27,000 | 10.0% |
| 합계 | 269,000 | 100% |
① 교체(B4)가 순위를 바꾼다 — 1회 설치로는 레미콘이 1위지만, 샤시가 2회 설치로 1위가 된다.
단명 자재(내장·페인트)도 잦은 교체로 구조재급 기여에 올라온다.
② RSP 60→50년: 절대 총량은 269,000→261,000으로 줄지만, 연면적·연당 강도는
1.49→1.74 kgCO2e/(m²·년)으로 오히려 커진다 — 오래 쓰는 건물이 유리한 이유(Section 3).
건물 LCA의 기능단위에 "연면적 1 m² · RSP 60년"처럼 기간을 묶는 이유는?
제품(레미콘 1m³)과 달리 건물의 기능은 "얼마 동안 제공되는가"를 포함한다. EN 15978이 RSP를 기능 동등성의 일부로 요구하는 이유 — RSP가 달라지면 교체 횟수와 운영 총량이 달라져 비교가 무너진다.
샤시를 30년마다 교체할 때 발생하는 배출은 어느 모듈에 기록되나?
사용 중 자재 교체는 B4(replacement)다. A5는 최초 시공, B6는 냉난방 등 운영 에너지 — 샤시의 단열성능이 B6에 영향을 주는 것과, 교체 자체가 B4인 것은 별개다.
사용수명 18년인 자재의 RSP 60년 동안 총설치횟수는? (⌈RSP ÷ 수명⌉)
여러분의 시트에서 수명만 18로 바꿔도 확인할 수 있다.
60 ÷ 18 = 3.33… → 올림하여 4회 (최초 1회 + 교체 3회). 3회 설치로는 54년까지만 버티므로 남은 6년을 위해 교체가 통째로 1회 더 발생한다 — ROUNDUP을 쓰는 이유다.
cradle-to-gate(A1–A3)만 보는 제품 EPD에서도 RSP가 결과를 바꾸는가?
레미콘 1m³의 A1–A3 배출은 건물이 60년을 서든 30년을 서든 같다. RSP는 B4(교체)·B6(운영)·C(생애말)처럼 시간에 걸쳐 쌓이거나 끝나는 모듈에만 개입한다.
이 실습의 "자재 EPD 원단위" 값(레미콘 290 kgCO₂e/m³ 등)을 실무에서 가져오는 올바른 방법은?
EPD는 단위당·모듈별로 이미 특성화된 기성품 데이터다. 실제 지정 제품의 공급사 EPD가 최우선이고, 없으면 산업평균 EPD, 그다음이 일반 DB — 구체적일수록 우선한다.
시트에서 RSP를 60→50년으로 바꾸면 총 GWP가 269,000→261,000으로 줄어든다. 이것은 감축인가?
고정 내재탄소를 더 짧은 기간에 나눠 연당 강도가 커지고, 일찍 재건축하면 새 건물의 내재탄소가 통째로 또 발생한다. 공정한 비교는 기능단위(연당) 기준 — 오래 쓰는 건물이 대체로 유리하다.
폐PET를 재활용한 rPET 펠릿 1 kg의 탄소발자국을 산정해 신재(virgin) PET와 비교한다. 자료실에서 리사이클플라스틱_학생용.xlsx를 내려받는다.
| 항목 | 값 | 비고 |
|---|---|---|
| 신재 PET 원단위 | 2.15 kgCO2e/kg | 원유→정제→중합 (문헌 예시) |
| 공정 수율 | 85% | 산출 1 kg에 투입 1/0.85 kg |
| 수거·운송 | 100 km | 화물차 0.12 kgCO2e/(t·km) |
| 선별·파쇄·펠릿화 전력 | 0.05 + 0.08 + 0.35 kWh/kg | 전력 EF 0.4541 |
| 세척 | 0.03 kgCO2e/kg(투입) | 물·스팀·약품 묶음값 |
▷ 자료실: 4회차-실습-리사이클플라스틱_학생용.xlsx
| 항목 | 값 |
|---|---|
| rPET 1 kg 배출량 | ≈ 0.28 kgCO2e (운송 0.014 · 선별파쇄 0.070 · 세척 0.035 · 펠릿화 0.159) |
| 신재 대비 절감 | 2.15 − 0.28 = −87% |
| 블렌드 30% | ≈ 1.59 kgCO2e/kg |
| 손익분기 수거거리 | ≈ 13,400 km |
순환골재의 손익분기는 9.2 km, rPET는 13,400 km — 1,400배 차이. 손익분기 거리는 "대체되는 원료의 원단위 크기"가 정한다. 골재(원단위 극소)는 운송에 민감하고, 플라스틱(신재 원단위 큼)은 운송에 둔감하다. 같은 "재활용"이라도 무엇을 대체하느냐에 따라 탄소 논리가 완전히 달라진다.
토론 — cut-off 대신 편익을 앞단(공급자)에 주는 할당을 쓰면 누가 유리해지는가? 재자원화 사업의 탄소 산정에서 할당 선택이 왜 쟁점이 되는가?
cut-off(100:0)에서 폐PET가 부담 0으로 들어오는 근거는?
cut-off는 두 생애의 경계를 폐기 시점에서 자르는 할당 규칙이다. 공짜는 아니다 — 수거·선별·세척·펠릿화의 배출은 온전히 rPET가 짊어진다(그래서 0.28이지 0이 아니다).
이 실습에서 rPET 시스템경계의 시작점은 어디인가?
cut-off 덕분에 상류(원유~병 사용)는 이전 시스템 몫이고, 우리 경계는 수거에서 시작해 펠릿 출하(gate)에서 끝난다. 시트의 첫 계산 행이 '수거·운송 배출'인 이유다.
공정 수율이 80%라면 rPET 1 kg 산출에 필요한 폐PET 투입량은?
시트의 수율 셀을 0.80으로 바꿔 확인할 수 있다.
1 ÷ 0.80 = 1.25 kg. 수율이 낮을수록 투입이 늘어 수거·선별·세척 배출이 함께 커진다 — 수율은 재활용 공정의 숨은 배출 변수다.
손익분기 수거거리가 골재는 9.2 km, rPET는 약 13,400 km다. 이 차이의 근본 원인은?
손익분기 거리 ≈ (대체 원료 원단위 − 재활용 공정 배출) ÷ 운송계수. 분자가 클수록 멀리 가도 남는다 — 같은 "재활용"이라도 무엇을 대체하느냐가 탄소 논리를 결정한다.
cut-off 대신 편익을 앞단(폐기물 공급자)에 주는 할당을 쓰면 누가 유리해지는가?
총배출은 같아도 누가 크레딧을 갖느냐가 행동을 바꾼다. cut-off는 재생원료 사용자를, 앞단 편익형은 공급자를 우대한다 — 재자원화 사업의 탄소 산정에서 할당 선택이 쟁점이 되는 이유다.
"신재 대비 −87%"를 대외 광고(공개 비교주장)에 쓰려면 무엇이 필요한가?
ISO 14044는 공개 비교주장에 기능 동등성 + 패널 방식의 비판적 검토를 요구하고, 가중치(단일 점수)는 금지한다. 이 시트의 −87%는 교육용 예시 값 기반이므로, 실무라면 실측·공인 DB로 다시 산정하고 검토를 받아야 광고에 쓸 수 있다.
① 실습 Excel 완성본 제출.
② 자신만의 개선 시나리오 1개를 시트 ⑤에 추가하고(예: 플라이애시 치환, 시멘트 저감 배합, 운송 최적화),
감축량과 함께 세 줄 해석(무엇을 바꿨나 · 왜 그만큼 줄었나 · 어떤 가정에 민감한가)을 붙이기.
Section 5 준비 — 노트북 + openLCA 설치 완료. 실습용 DB 파일은 당일 배포한다.
① 계산 구조는 단순하다 — 생산(양×계수) + 운송(t×km×계수)의 행 합산. 단, 값이 아니라 수식으로.
② 기준 결과 304.40 kgCO2eq/m³, 시멘트 기여도 93.4% — 질량 비중과 배출 비중은 다른 세계이다.
③ 시나리오 감축량 — 순환골재 −0.85 / 고로슬래그 −75.93 / 재생에너지 −1.82. 효과는 핫스팟과의 거리가 정한다.
④ 순환골재의 손익분기 추가 운송거리는 약 9.2 km — "재활용 = 저탄소"는 조건부 명제이다.
⑤ 같은 데이터라도 가정이 다르면 값이 다르다 — 가정의 문서화가 LCA의 신뢰를 만든다.