Journal Archive

전과정평가를 위해 흡수탑 기능을 대기오염물질을 제거하는 것으로 정의하고 기능단위와 기준흐름은 연구 대상 흡수탑 용량과 최소 사용 연한을 고려하여 흡수탑 1,000 ㎥/min 용량 1대를 5년 동안 가동하는 것으로 가정하였다.

본 연구에서는 흡수탑의 제조, 사용, 폐기 단계까지 포함하여 경계를 설정하였으며 [Fig. 2]에 시스템 경계를 나타내었다. [Fig. 2]와 같이 흡수탑 제조 단계에서 각각의 물질들이 투입되고 사용 단계에서는 전력과 용수 그리고 소모품인 데미스터와 폴링이 사용된다. 흡수탑 사용 후, 제조사의 제공 정보를 바탕으로 소각과 매립으로 전량 폐기하는 것으로 설정하여 경계에 포함하였지만, 사용 단계에서 발생하는 폐수는 도금시설 폐수처리조합에서 일괄 처리되어 연구 대상 흡수탑의 폐수처리에 대한 개별적 데이터 수집이 어려워 시스템 경계에서 제외하였다.

[Fig. 2] 
Boundary of the absorption tower process.

데이터는 연구 대상 흡수탑을 사용하고 있는 사업장에서 수집 및 측정된 데이터와 이를 기반으로 산정한 데이터를 사용하여 연구를 수행하였다. 데이터 계산을 위해서는 해당 도금시설 사업장의 하루 가동 시간인 8시간과 연간 가동 일자인 300일로, 5년 동안 흡수탑을 사용하는 것으로 설정하였다. 데이터는 2020년에서 2022년까지의 국내 평균적기술을 기준으로 자료를 수집하였다.

또한, 전과정평가를 위해서 환경부의 전과정평가 프로그램인 TOTAL 6.6.2 버전 소프트웨어를 사용하였으며 국가 제공 목록분석 데이터베이스를 사용하였다. 영향평가는 환경성적표지제도의 자원발자국, 탄소발자국, 오존층영향, 산성비, 부영양화, 광화학 스모그의 총 6가지 영향범주에 대한 환경영향을 파악하였다. 그리고 각 영향범주에 대한 환경영향을 파악하고 정규화와 가중치 부여의 주관적 해석을 제한하기 위해 분류화와 특성화 단계까지 수행하였다.

흡수탑의 수명은 관리 정도와 외부 조건에 따라 달라지기 때문에 제조사의 제공 정보에 따라 최소 수명인 5년으로 가정하였다. 또한, 흡수탑의 제조 단계에서 투입되는 송풍기(fan)와 펌프(pump)는 중량비를 적용하여 단일 재질로 이루어졌다고 가정하였다. 그리고 흡수탑의 데미스터와 폴링은 흡수탑 사용 시설의 조건에 따라 교체 및 세척되는 주기의 편차가 크기 때문에 본 연구에서는 제조사에서 제공한 권장 주기를 참고하여 1년 주기로 교체되는 것으로 가정하였다. 또한, 시스템 경계에서 흡수탑 제어반 및 IoT 설치에 대한 과정은 제외하였으며, 흡수탑의 폐수 또한, 도금시설 폐수처리 특성에 따른 데이터 부재로 시스템 경계에서 제외하였다.

<Table 2>와 [Fig. 3]에서 확인할 수 있듯 자원발자국 범주에서 흡수탑의 사용 단계가 약 97.91 %의 영향을 미치고 있었으며 다음으로 제조 단계 약 1.89 %, 폐기 단계가 약 0.2 % 순으로 영향이 큰 것으로 확인되었다.

세 단계 중 영향이 큰 사용 단계의 주요 투입물에 대한 영향을 평가한 결과, 전기로 발생하는 영향이 약 98.22 %로 주요 원인인 것을 확인하였다.

[Fig. 4] 
Result of the resource footprint.

탄소발자국에서는 흡수탑의 사용 단계, 폐기 단계, 제조 단계 순으로 약 93.24 %, 3.97 %, 2.79 %의 영향을 가지는 것으로 분석되었다.

또한, 주요 원인 단계인 사용 단계 투입물에 대하여 진행한 영향평가 결과, 전기로 인하여 영향이 약 99.15 %의 비율을 가지고 있는 것으로 나타났으며, 사용 단계의 전력이 지구온난화에 영향을 미치는 주요 원인으로 확인되었다.

[Fig. 5] 
Result of the carbon footprint.

다른 단계 대비 제조 단계의 영향이 가장 높은 비율(약 99.01 %)을 차지하고 있었다. 원인을 분석하기 위하여 제조 단계 투입물에 대한 영향평가를 진행한 결과, 송풍기로 인한 영향이 약 82 %인 것으로 분석되었다.

[Fig. 6] 
Result of the ozone depletion.

흡수탑이 산성비 범주에 미치는 영향은 사용 단계(약 69.75 %), 폐기 단계(약 28.53 %)가 큰 비율을 차지하는 것을 <Table 2>와 [Fig. 3]에서 확인할 수 있었다.

또한, 두 단계의 환경영향에 대한 원인을 파악하기 위해 진행한 영향평가에서는 사용 단계의 전력과 폐기 단계의 소각으로 인한 영향이 원인인 것으로 파악되었다.

[Fig. 7] 
Result of the Acidification.

흡수탑의 사용 단계, 폐기 단계, 제조 단계 순으로 각 약 77.27 %, 20.81 %, 1.92 %의 환경영향을 가지는 것을 확인하였다.

또한 사용과 폐기 단계의 투입물로 인한 영향을 파악한 결과, 사용 단계의 전력이 약 99.13%, 폐기 단계의 소각이 약 99.91%의 비율로 주요 원인인 것을 확인할 수 있었다.

[Fig. 8] 
Result of the eutrophication.

광화학 스모그는 <Table 2>와 [Fig. 3]에서 확인할 수 있듯이 폐기 단계가 약 77.94 %로 영향이 가장 크며 다음으로는 사용 단계가 11.96 %로 큰 영향을 가지는 것으로 나타났다. 추가로 광화학 스모그 범주에서 영향이 높은 두 단계의 투입물로 인한 영향을 파악하여 [Fig. 9]에 나타냈다.

[Fig. 9] 
Result of photochemical smog.

그 결과, 사용 단계의 전력이 98.47 %, 폐기 단계의 소각이 약 99.7 %로 영향이 가장 큰 것으로 파악되었다.