LCA 의 정의와 기후변화 대응을 위한 활용

1. 탄소 배출량 계산의 필요성

지난 몇 개의 포스팅에서 기후변화의 뜻을 알아보고 IPCC 보고서를 통해 지구가 어떤 상황인지 알아보았습니다. 또한 기후변화에 대응하기 위한 정부와 국내 몇몇 기업의 탄소중립 계획에 대해서도 살펴보았습니다. 기후변화 대응을 위해서는 결국 제품을 생산하거나, 생활을 영위하면서 배출되는 탄소의 양과 흡수하는 양을 동일하게 만드는 탄소 중립의 달성이 필요합니다. 다시 말하면 탄소중립 혹은 탄소배출 저감을 위해서는 현재 배출되거나 흡수되는 탄소의 양을 계산할 수 있어야 합니다. 이럴 때 사용하는 방법이 LCA 평가입니다. 다양한 제품 및 서비스에서 LCA를 활용할 수 있겠지만, 지난 글에서 자동차에 대해 이야기했기 때문에 자동차 산업에서 LCA의 활용에 대해 간단히 설명하겠습니다.

2. 자동차 산업과 LCA

LCA는 Life Cycle assessment의 약자로, 전 과정 평가를 의미합니다. LCA는 제품 또는 시스템의전 과정에 걸친 투입물과 배출물을 정량 화하고 이와 관련된 잠재적 환경영향을 총체적으로 평가하는 환경영향평가기법으로, ISO 14000 series에 기술적 근간을 두고 국제적으로 표준화되어 있는 기법입니다 국제적으로 표준화되어 있는 기법입니다. 전 과정단계는 원료채취, 생산, 수송, 사용 및 유지보수, 폐기 및 재활용이 포함되어 있습니다. 자동차 역시 마찬가지입니다. 다만 자동차의 경우 사용 단계인 WTW(Well to wheel)이 WTP와 PTW로 나눠지는데 각각 주유까지의 단계와 주유 후 단계를 의미합니다. 미국 자동차 업계에서 LCA는 1990년도 중반 본격적으로 시작되었습니다. 1999년도 이후부터는 주로 자동차에 사용되는 재료에 대하여 연구가 진행되었고, 철강과 알루미늄 소재의 친환경성 대결구도에 사용되었습니다. 철강업계의 경우 철합금이 더 무겁긴 하지만 생산과정에서 알루미늄 대비하여 탄소배출이 적다는 것이 근거이고, 알루미늄 소재업계는 실제 적용 시 알루미늄의 재활용성 및 경량화로 인한 연비 상승 등을 근거로 내세웠습니다. 2003년부터는 환경부 (EPA)에서 LCA를 공식적으로 재생 에너지 정책에 이용하기 시작하였습니다. 사용 단계 에너지와 배출가스만산정하던 GREET는 2006년에 이르러 재료와 자동차제조 과정, 즉 자동 차 사이클을 포함하여 온전한 LCA 모델의 형태를 갖추었다고 합니다. 자동차업계에서 진행된 LCA에 관련된 연구는 전 과정 중 자동차 사용단계, 즉 WTW에 집중되어 있었습니다. 화석연료를 사용하는 차량의 경우 온실가스 배출의 영향 중 80~90%가 WTW에서 발생하기 때문입니다. 하지만 전기차와 수소전기차가 등장하면서 WTW단계가 차지하는 탄소배출양은 감소하고 있고 분석 또한 복잡성을 띄고 있습니다. 단적인 예로 전기차와 수소차의 경우 WTW 단계 중 PTW에서는 온실가스 배출이 없으나, 자동차 제조단계에서 내연기관 자동차보다 많은 양의 온실가스를 배출하는 것입니다.  더하여 LCA를 고려할 때 자동차를 구성하는 부품수가 많다는 점과 에너지원의 공급 등 불확실한 요소가 존재하고, 기술과 환경조건의 차이로 LCA의 계산 방식이 통일되기가 어렵다는 것도 어렵다는 특징이 있습니다. ISO 14040 시리즈는 LCA의 체계를 규정하지만 이러한 세부 계산 방법에는 아직 합의된 표준이 없습니다. 기후변화 대응을 위하여 국가 및 기업이 탄소중립을 선언하는 근거로 온실가스 프로토콜(Greenhouse Gas Protocol)이 사용되기도 합니다. 이는 해당 기업에 연관된 온실가스 배출경로에 따라 범위를 규정하고 계산하는 방식입니다. 이는 LCA와 유사한 면이 있지만 온실가스프로토콜은 제품단위의 배출량을 보고하는 것이 아니라 기업의 활동과 제품에 대한 배출량을 1년 단위로 보고하는 것이라는데 차이점이 있습니다.

 

탄소중립 달성을 위해 LCA는 적극적으로 연구 및 활용되고 있습니다. LCA가 지니고 있는 불확실성과 다양성이 있긴 하지만 기후변화를 해결하기 위한 유용한 도구인 것으로 생각됩니다.

 

* 해당 내용은 자동차공학회에서 특집으로 기재한 "기후변화와 자동차 LCA Climate Change and Life Cycle Assessment of Automobiles" 칼럼을 참고하였습니다.