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문제 정의
- 디젤과 디메틸에테르 각각에 대한 목록분석을 통해 에너지와 자원의 사용, 폐기물의 배출 등을 정량화하였으며, 목록분석의 결과를 바탕으로 환경영향평가 도구인 Eco-indicator 99[4]를 이용한 영향평가를 수행하였다. 목록분석과 영향평가의 결과를 바탕으로 보다 환경친화적인 디메틸에테르 생산 및 사용을 위한 방안을 제시하였다.
- 여기서 실시한 전과정평가의 목적은 연료물질로서 디젤과 디 메틸에테르가 갖는 환경적 가치를 정량적으로 평가하고 비교하는데 있다. 전과정평가를 통해 두 연료물질의 환경적 특성을 전체론적 관점에서 비교, 확인하고자 하였으며 얻어진 결과는 보다 환경친화적인 디메틸에테르 생산공정의 개발을 위한 지침을 마련하고 나아가 관련 정책의 결정을 위해서 필요한 정보를 제공하는데 이용될 수 있을 것이다.
- 여기서 실시한 전과정평가의 목적은 연료물질로서 디젤과 디 메틸에테르가 갖는 환경적 가치를 정량적으로 평가하고 비교하는데 있다. 전과정평가를 통해 두 연료물질의 환경적 특성을 전체론적 관점에서 비교, 확인하고자 하였으며 얻어진 결과는 보다 환경친화적인 디메틸에테르 생산공정의 개발을 위한 지침을 마련하고 나아가 관련 정책의 결정을 위해서 필요한 정보를 제공하는데 이용될 수 있을 것이다.
- 여기에서 실시한 전과정평가의 목적은 연료물질로서 디젤과디메틸에테르_가 가지는 환경적 가치를 정량적으로 평가하고 비교하는데 있었다. 이를 위해 두 연료물질의 생산부터 최종 소비까지의 모든 과정이 가능한 한 동일한 시간적, 지리적 범위를 유지하도록 하였다.
- 여기에서 실시한 전과정평가의 목적은 연료물질로서 디젤과디메틸에테르_가 가지는 환경적 가치를 정량적으로 평가하고 비교하는데 있었다. 이를 위해 두 연료물질의 생산부터 최종 소비까지의 모든 과정이 가능한 한 동일한 시간적, 지리적 범위를 유지하도록 하였다.
- 목록분석은 상용 전과정평가 프로그램［10, 11, 12］을 이용하여 수행하였다. 여러 프로그램을 동시에 이용하여 부족한 자료의 비교 및 상호 지원을 통해 자료의 질을 높이고자 하였다. 목록분석을 통해 수집, 정리된 물질 가운데 기능단위 당 1 g 이상의 사용량 및 배출량을 보인 물질에 대하여 그 값을 정리한 것이 Table 1이다.
- 두 연료물질에 대한 영향평가의 결과를 비교한 결과, 디메틸에테르가 디젤에 비해 인간의 건강과 생태계 질이라는 측면에서 우수하다고 판단되지만, 천연자원의 고갈이라는 측면에서는 디젤연료가 상대적으로 우수함을 알 수있었다. 전과정평가의 결과를 바탕으로 디젤 대체연료로서 디메틸에테르가 가지는 환경적 가치를 제고하기 위한 방안을 제시 하였다.
- 두 연료물질에 대한 영향평가의 결과를 비교한 결과, 디메틸에테르가 디젤에 비해 인간의 건강과 생태계 질이라는 측면에서 우수하다고 판단되지만, 천연자원의 고갈이라는 측면에서는 디젤연료가 상대적으로 우수함을 알 수있었다. 전과정평가의 결과를 바탕으로 디젤 대체연료로서 디메틸에테르가 가지는 환경적 가치를 제고하기 위한 방안을 제시 하였다.
가설 설정
- 디젤과 디메틸에테르 두 연료물질의 생산을 위한 원료물질의 획득, 제품의 생산, 수송 및 최종 사용까지의 전과정을 시스템의경계 안에 포함하였다. 두 물질 모두 디젤엔진을 장착한 차량의 연료로서만 사용된다고 가정하였다. 두 물질의 환경영향을 정확히 비교하기 위하여 같은 거리를 주행할 수 있는 연료의 양을 기능단위로 채택하여 평가를 수행하였는데 디젤 1 kg으로 주행 Clean Tech.
- Figure 1은 디메틸에테르 생산공정을 개략적으로 보인 것이다. 디메틸에테르가 연료로서 이용될 경우 LPG와 매우 유사한 성질을 지니기 때문에 최종 소비지로의 수송과정은 LPG 유통체계와 같다고 가정하였다. 디 메틸에테르의 최종 소비과정은 디젤 대체연료로서 디젤엔진에서의 연소과정이다.
- 수질오염물질로는 공정 폐수가 거의 전부를 차지하였으며 다른 물질의 배출량은 무시할 정도로 작았다. 디메틸에테르의 생산과정에서 기능단위 당 약 1 kg의 메탄올이 부산물로 생성되는데 이는 회수하여 다른 공정에서 이용하는 것으로 가정하여 목록에서 제외하였다. 고형 폐기물은 극히 소량 배출되었다.
- 원유정제공정에 대한 자료는 미국석유협회의 보고세1미를 기초하였다. 생산된 디젤의 소비지로의 수송과정은 일반적인 석유제품의 수송과정과 동일하다고 가정하였다. 여기서는 2000년의 국내 석유 제품 수송에 대한 자료를 이용하여 계산을 실시하였다.
- [14]과 미국환경청의 보고세15]를 기초하였다. 수입되는 원유는 전량 유조선을 통해 수송된다고 가정하였으며 여기서는 2001년과 2002년의 국내 원유수입자료를 바탕으로 계산이 이루어졌다. 원유는 원유정제공정으로 수송되어 분별증류를 통해 분리, 정제되는데 이 때 생산되는 물질의 일부가 디젤연료이다.
- 그러나 디메틸에테르를 천연가스로부터 직접 합성을 통해 제조할 경우 디젤 연료와 비슷한 가격으로 제조가 가능하여 대체연료로서의 경쟁력을 가질 수 있다［2］. 여기서는 수송된 천연가스가 수증기와 반응하여 합성가스로 전환되고 합성가스는 다시 직접 전환법에 의해 디메틸에테르로 전환된다고 가정하였다. 이러한 방법으로 디메틸에테르를 생산하는 상용공정이 아직 존재하지 않기 때문에 전산모사를 통하여 얻어진 공정의 기본설계 결과에 근거하여 디메틸에테르 생산공정에 대한 자료를 계산하였다.
- 디젤연료에 대한 전과정평가의 시스템 경계 안에는 원료물질인 원유를 채굴하는 과정, 원유정제를 위한 수송과정, 원유정제를 통한 디젤의 생산과정, 소비지로의 수송과정 및 차량 연료로서의 연소과정이 포함되었다. 원료물질인 원유는 전량 외국에서 생산되어 유조선을 통해 국내로 수입되는 것으로 가정하였다원유정제를 통해 생산된 디젤이 최종 소비지로 수송되는 과정의 지리적 범위는 국내로 가정하였으나 원유정제 및 최종 소비과정의 지리적 범위는 국내로 한정하지 않았다.
- 디젤연료에 대한 전과정평가의 시스템 경계 안에는 원료물질인 원유를 채굴하는 과정, 원유정제를 위한 수송과정, 원유정제를 통한 디젤의 생산과정, 소비지로의 수송과정 및 차량 연료로서의 연소과정이 포함되었다. 원료물질인 원유는 전량 외국에서 생산되어 유조선을 통해 국내로 수입되는 것으로 가정하였다원유정제를 통해 생산된 디젤이 최종 소비지로 수송되는 과정의 지리적 범위는 국내로 가정하였으나 원유정제 및 최종 소비과정의 지리적 범위는 국내로 한정하지 않았다.
- 원료물질인 천연가스는 원유와 마찬가지로 전량 수입에 의존하는데, 채굴된 천연가스는 다단냉동법에 의한 액화공정을 거쳐 불순물이 제거된 후 LNG 선을 통해 국내로 수송된다고 가정하였다. 천연가스 채굴에 관한 자료는 미국환경청의 보고세15］를 기초로 하였으며 천연가스의 액화 및 수송과정에 대한 자료는 SimaPr이11］의 데이터베이스로부터 수집하였다.
- 디메틸에테르에 대한 전과정평가의 시스템 경계 안에는 원료물질인 천연가스를 채취하고 액화하는 과정, 액화된 천연가스를합성공정으로 수송하는 과정, 합성을 통한 디메틸에테르의 생산 과정, 소비지로日 수송과정 및 차량 연료로서의 연소과정이 포함되었다. 천연가스 채굴 및 액화과정의 공간적 경계는 인도네시아로 가정하였다. 생산된 디메틸에테르를 최종 소비지로 수송 하는 과정의 지리적 범위는 국내로 가정하였으나 디메틸에테르의 생산 및 연소를 통한 최종 소비 과정의 지리적 범위는 국내로 한정하지 않았다.
- 이로 인해 시간적 범위가 최근으로 제한되지 않았으며 지리적 범위 또한 국내로 한정되지 않았다. 특히 최종 소비과정인 연소과정에서의 조건을 동일하게 유지하기 위하여 두 연료물질이 같은 엔진에서 연소된다고 가정하여 계산을 실시하였다. 전과정평가를 위한 자료 처리 및 계산방법과 과정은 ISO 14040[5]의 규정과 Vigon et al.
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