온실가스 감축인지 예산제도 내 녹색조달 확대를 위한 LCA 활용 방안

Scope 1, Scope 2, Scope 3은 온실가스 배출량을 구분하는 국제적인 분류체계로, 기업이나 조직의 온실가스 인벤토리 구축 및 보고 시 사용한다. Scope 1 배출량은 조직이 소유하거나 통제하는 자산에서 발생하는 직접배출을 의미하며, Scope 2 배출량은 외부에서 구매한 전기, 열, 증기 사용에 따른 간접배출을 의미한다. Scope 3 배출량은 조직의 경계 밖에서 발생하지만, 조직활동에 의해 유발되는 기타 모든 간접배출을 포괄한다. 본 연구에서는 특정 품목의 공공조달의 온실가스 배출량을 산정하기 위해 Scope 3까지 포함하여 산정하는 것을 목표로 하였으며, 이는 Fig. 1로 확인할 수 있다[9].

Fig. 1. Overview of scope 1, 2, and 3 GHG emissions [9].

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본 연구는 건설자재 조달 구매 내역 자료를 활용하여 공공조달 자재의 온실가스 감축량을 분석하였다. 조달청 자료는 일부 품목에 국한되거나 세부 품명, 단가, 단위 정보가 누락되어 있는 경우가 많아, 구매 내역을 기반으로 한 정량적 온실가스 배출량 분석에는 제약이 따른다. 정확하고 포괄적인 데이터를 확보하기 위해 시로부터 2023년도 건설자재 조달 구매 내역 전체 데이터를 받아 분석에 활용하였다.

연구대상 지역은 대도시권에 위치한 지방자치단체로서 연간 공공조달 규모가 상당히 크고, 다양한 건설 프로젝트가 활발히 진행된다는 점에서 지방자치단체 공공조달의 대표성을 갖는다고 할 수 있다. 건설자재 조달 데이터를 체계적으로 관리하고 있어, 이를 통해 구매 금액, 품명, 단위 등 분석에 필요한 기본정보를 확인하였다.

공공조달 중 가장 높은 비율을 차지하고, 단위 구분이 명확하여 비교 분석이 용이한 건설자재를 연구대상으로 선정하였다. 연구의 정확성을 높이기 위해 구매 내역을 세부품명이 아닌 품명 기준으로 정리하였다. 세부품명 기준으로 분류하면 데이터가 방대하여 비교가 어려우므로, 품명 기준으로 구매 내역을 정리하고 단위를 통일하여 연간 총 판매 금액을 산출하였다. 금액이 큰 순서대로 정리한 후, 상위 20개 품목을 선정하여 예비 연구 대상으로 삼았다. 위 상위 20개 품목을 친환경 건설자재 물가정보 데이터와 비교하여 공통되는 품명을 가진 항목을 추출하였다.

전과정평가를 적용하여 대상 품목의 온실가스 배출량을 산정하였다. 연구 목적은 제품별 온실가스 배출량을 산정하여 예산 및 정책의 의사결정의 기초자료로 활용하기 위함이며, 시스템 경계는 Cradle-to-Gate로 설정하였다. 원료의 채굴 및 에너지 사용 등 Upstream을 포함하나, 제품이 사용되거나 폐기 및 재활용 Downstream은 제외하였다. 본 연구의 시스템 경계는 2차 데이터셋을 기반으로 설정되었으며, 이는 각 데이터베이스가 내포하는 범위를 바탕으로 한다. 연구에서 확인한 자료로는 제품의 운송에서 발생하는 온실가스 배출량을 산정하기 어렵기 때문에, 제품을 생산하여 사용되는 현장으로 이동되는 운송 데이터는 본 연구에서 제외되었다.

기능 단위당 배출계수를 산정하기 위해 대표적인 전과정평가 소프트웨어인 SimaPro를 사용하였다. SimaPro는 전과정평가와 관련된 국제표준인 ISO 14040과 14044에 부합하며, 정교한 공정 기반 모델링이 가능하고, 다양한 국제 데이터베이스와 연계되어 있어 제품의 환경 영향을 계산하기에 적합하였다. SimaPro는 Ecoinvent, Agri-footprint, ELCD 등 국제적으로 널리 사용되는 데이터베이스를 통합하여 제공하기 때문에 SimaPro 내에서 사용 가능한 2차데이터 2~3개를 자재에 같은 비율로 적용하고 모델링하여 온실가스 배출량을 산출하였다.

품목별로 선정한 데이터셋은 동일한 기능단위를 기준 동일한 비율로 입력 후 모델링하여 기능 단위당 온실가스 배출량을 도출하는 데 활용하였다(Table 1 참조). 이처럼 동일 품목군 내에서 유사한 특성을 지닌 다수의 2차 데이터를 통합하여 평균 모델을 구성한 점은, 단일 데이터 기반 분석 대비 더 높은 신뢰성을 확보하기 위함이다. 실제 제조환경의 공정 차이나 원재료 조성의 변동성을 반영할 수 있다는 점에서 다수의 2차 데이터를 기반으로 한 모델링함으로서 LCA 분석의 정밀도와 대표성을 동시에 확보하고자 하였다. 또한 연구 과정에서는 각 데이터 간의 주요 변수 차이에 대해서도 검토되었으며, 동일한 기능 단위로의 정규화를 거쳐 최종 온실가스 배출량을 산정하였다.

활용한 2차 데이터는 SimaPro에 포함된 여러 글로벌 DB 중 품목별 특성을 고려해 선별하였다. 사용한 DB는 Ecoinvent 3.8과 European Commission의 Environmental Footprint (EF) 3.1이며, 환경영향평가 방법으로는 EF 3.1을 사용하였다. 온실가스 배출량 계산은 EF 3.1 평가 기준에 따라 CO₂eq 기준으로 수행하였다. 온실가스의 종류에 따른 지구온난화지수(GWP)를 반영하여 전체 기후변화 영향을 통합적으로 산출한다. GWP는 SimaPro 내 EF 3.1 영향평가 방식에 내장되어 있다.

특정 품목의 온실가스 배출량을 확인하기 위해서 사용한 공공조달 건설자재 구매 내역 데이터는 금액과 단위만 제공되었기 때문에 실제 조달 물량을 직접 파악하기 어렵다. 이 한계를 보완하기 위해 건설자재 물가정보를 이용하여 물량으로 환산하는 방식을 적용하였다. 한국물가협회의 2023년 친환경 건설자재 물가정보 데이터를 활용하였다. 이 데이터는 공공조달 시장에서 실제 거래되는 친환경 건설자재의 평균 가격 정보를 제공하는 신뢰성 높은 데이터베이스로, 이를 활용하여 각 품목의 단위당 평균 가격을 산정하였다. 구매 금액을 평균 단가로 나누어, 품목별 조달량을 계산하였다.

첫째로 전과정평가를 통하여 공공조달에서 발생하는 온실가스 배출량을 분석하였다. 각 품목 당 건설자재 구매내역 및 건설자재 물가정보에 기재된 해당 단위를 기능단위로 설정하였다. 연구 대상 지역의 공공조달에서 일반환경인증 제품과 저탄소인증 제품을 구분하고 있지 않기 때문에, 공공조달에서 모두 일반환경인증을 구매하였다고 가정하였다.

둘째로 환경성적표지 인증제품 중 저탄소인증을 구분하여 동일한 자재 품명의 단위당 총 온실가스 배출량을 산정하였다. 환경성적표지 인증은 기업의 자발적인 참여로 제품의 전과정평가를 수행하여 환경성 정보를 제공하는 인증제도이다. 한국환경산업기술원 제공하는 저탄소 인증 제품의 환경성 정보를 이용하여, 연구에서 전과정평가를 수행한 특정 제품의 온실가스 배출량과 저탄소인증 제품의 온실가스 배출량의 차이로 예상 탄소감축량을 산정하였다. 이는 공공조달에서 일반환경인증 제품을 저탄소인증 제품으로 대체할 경우 감축가능한 온실가스량을 의미한다.

품명별 단위당 온실가스 배출량을 기반으로 1년간 조달한 총 물량에 대한 온실가스 배출량을 정량적으로 평가하였다. 이 과정에서 단순한 제품별 배출량 비교를 넘어 전체 공공조달 규모에서의 감축 효과를 도출하는 데 초점을 맞추었다. 일반환경인증 제품에서 저탄소인증 제품으로 전환할 경우, 온실가스 배출량 감축 효과가 가장 큰 품목과 상대적으로 효과가 낮은 품목을 구분하여 효율적인 감축 전략을 마련할 수 있다고 판단하였다. 위 계산 방식은 아래의 식(1)~(3)으로 제시하였다.

본 연구는 일반환경인증 제품을 저탄소인증 제품으로 전환할 경우 공공조달에서 감축되는 온실가스 배출량을 정량적으로 분석하고, 이를 탄소배출권 가격을 적용하여 금액으로 환산하였다. 2025년 1월 기준 국내 탄소배출권 가격과 EU의 배출권가격을 활용하여, 품목별 1년간 저탄소인증 자재로 변경했을 때 감축가능한 탄소량을 금액으로 평가하였다. 탄소배출권 시장은 수요와 공급, 국제 협약, 정책 변화에 따라 가격이 크게 변동될 수 있기 때문에, 한국배출권거래제와 EU ETS에서 거래되는 탄소배출권 가격을 적용하였다. 온실가스 감축에 따른 경제적 효과 계산은 아래 식(4)와 같다.

연구대상을 선정하기 위해 공공조달 품목을 구매액 기준으로 정렬하였다. 구매액 기준 상위 20개 품목은 아스팔트 콘크리트, 레미콘, 계장제어장치, 콘크리트 블록 등이다. 분석 대상은 환경성적표지 유효인증 제품목록과 대조를 통해 선정하였다. 구매 내역 품명과 환경성적표지 제품명을 비교하여 일치 여부를 확인하고, 일치하는 품목 중 저탄소인증을 받은 제품의 온실가스 배출량 정보가 명확히 제시된 자재를 최종 연구대상으로 확정하였다.

아스팔트 콘크리트의 경우 공공조달에서 차지하는 비중이 크나, 저탄소 인증 온실가스 배출량 정보가 없기 때문에 일반환경 인증의 온실가스 배출량 정보에 3.3%가 감축된 값을 사용하였다. 이는 환경성적표지의 저탄소 제품으로 인정받기 위한 최소 탄소 감축률이다(한국환경산업기술원, 2025).

최종 선정된 품목은 아스팔트 콘크리트, 레미콘, 콘크리트 블록이다. 전체 건설자재 공공조달 금액 중 아스팔트 콘크리트, 레미콘, 콘크리트 블록의 비중은 각각 19.21%, 8.89%, 4.34%로 세 품목을 합산하면 전체 조달액의 32.4%를 차지하였다.

아스팔트 콘크리트는 일반환경인증 제품의 평균 가격은 847,734원/톤으로 나타났다. 아스팔트 콘크리트는 저탄소인증 제품에 대한 가격 정보가 존재하지 않아 비교가 불가하였다. 레미콘의 경우 일반환경인증 제품의 평균단가는 88,471원/m³, 저탄소인증 제품의 평균 가격은 87,011원/m³로 나타났다. 콘크리트 블록의 또한 저탄소인증 제품에 대한 가격 정보가 존재하지 않아 비교 불가능하였으며, 본 연구에서는 레미콘을 대상으로 가격 분석을 진행하였다.

분석 결과, 레미콘을 대상으로 보았을 때 일반환경인증과 저탄소인증 제품 간의 시장가격 차이가 1.65%로 차이가 거의 나지 않아, 일반환경인증과 저탄소인증 시장가격이 동일하다는 전제 하에 연구를 진행하였다. 대상 지역에서는 일반환경인증 제품과 저탄소인증 제품을 별도로 구분하여 조달하고 있지 않기 때문에 모든 건설자재가 일반환경인증 제품을 기준으로 조달되었다고 가정하였다.

아스팔트 콘크리트의 단위당 온실가스 배출량은 247 kgCO₂eq/t, 레미콘은 276 kgCO₂eq/m³, 콘크리트 블록은 699 kgCO₂eq/m³으로 산정되었다(Table 2 참조). 아스팔트 콘크리트의 경우, 전체 배출량 중 가열 혼합 공정이 약 60%를 차지하며, 레미콘은 시멘트 사용량에 대한 온실가스 배출량의 차이가 큰 것으로 확인하였다. 콘크리트 블록으로 단위당 700kg에 가까운 온실가스를 배출하는 것으로 평가되어 연구 대상 중 온실가스 배출량이 가장 많았다. 콘크리트 블록 제조에 사용되는 시멘트 함량과 가열 공정 등 고정형 에너지 소비의 영향을 크게 받았기 때문으로 해석된다.

아스팔트 콘크리트, 레미콘, 콘크리트 블록은 각각의 조달 물량과 단위당 온실가스 배출량을 곱하여 온실가스 총배출량을 산정하였다. 아스팔트 콘크리트는 연간 약 274,454톤이 조달되었으며, 총 온실가스 배출량은 약 67,790 tCO₂eq이었다.

레미콘은 총 121,564 m³가 조달되었고, 단위당 온실가스 배출량은 약 276 kgCO₂eq/m³로 산정되었다. 레미콘 생산 시 사용되는 원재료와 시멘트 종류, 혼화재 사용 여부 등을 종합적으로 고려하여 도출된 값이며, 전과정평가 방식에 따라 원료 채취부터 제조, 수송까지의 전 과정에서 발생하는 환경 부하를 통합적으로 반영한 수치다. 레미콘의 전체 배출량은 약 38,013 tCO₂eq이었다.

콘크리트 블록의 경우, 연간 조달량은 약 39,853 m³였으며, 단위당 온실가스 배출량은 699 kgCO₂eq/m³로 평가되었다. 해당 배출계수는 일반 콘크리트 블록과 기포 콘크리트 블록을 포함한 평균값으로 설정되었으며, 블록 생산 시 필요한 시멘트, 골재, 첨가제 등의 재료 외에도 건조 및 경화 공정에서의 에너지 소비도 반영된 수치다. 콘크리트 블록 구매로 인한 온실가스 배출량은 약 5,320 tCO₂eq이었다.

연구대상 건설자재는 저탄소인증 제품과 일반환경인증 제품 간의 구분을 하고 있지 않기 때문에 전부 일반제품인 것으로 가정하고, LCA 모델링을 통해 온실가스 배출량을 산정하였다. 이들 LCA 모델링으로 배출량을 산정한 일반제품을 환경성적표지의 저탄소 제품으로 전환할 경우를 가정하여 일반제품과 저탄소인증 제품 간의 차이로 온실가스 감축량을 산정하였다(Fig. 2, Table 3 참조).

Fig. 2. Annual total GHG emissions and reductions graphs.

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아스팔트 콘크리트의 경우 LCA 모델링을 통해 산정한 단위당 온실가스 배출량은 247 kgCO₂eq이며, 저탄소인증의 온실가스 배출량은 48.61 kgCO₂eq로 나타났다. 아스팔트 콘크리트는 혼합 시 고온에서 제조되나, 저탄소 아스팔트 콘크리트는 일반적으로 낮은 온도에서 생산하기 때문에 연료 사용량과 연료 배출이 크게 줄어 모델링한 온실가스 배출량과 저탄소인증 온실가스 배출량의 차가 큰 것으로 확인하였다[10]. LCA 모델링을 통해 산정한 레미콘의 단위당 온실가스 배출량은 276kgCO₂eq이며, 저탄소인증 제품의 온실가스 배출량은 243.97kgCO₂eq로 나타났다. 콘크리트 블록의 단위당 온실가스 배출량은 699kgCO₂eq이며, 저탄소인증 제품의 온실가스 배출량은 211.54kgCO₂eq였다.

일반환경인증 제품을 저탄소인증 제품으로 100% 구매 전환하면, 자재별 연간 온실가스 감축량은 아스팔트 콘크리트 54,448.12 tCO₂eq, 레미콘 6,895.01 tCO₂eq, 콘크리트 블록 19,427.67 tCO₂eq으로 총 77,770.8 tCO₂eq을 감축할 수 있을 것으로 추산된다. 세 품목 모두 저탄소인증 제품과 일반환경인증 제품의 단위당 온실가스 배출량 차이가 커, 저탄소인증 제품으로 전환하면 공공조달 부문에서 상당량의 온실가스 감축 효과를 기대할 수 있음을 시사한다.

앞서 각 품목의 연간 조달 물량과 단위당 온실가스 배출량을 바탕으로 연간 잠재 감축량을 산출하고, 2025년 1월 기준 국내 탄소배출권 가격과 2025년 1월 평균 EU ETS 배출권 가격을 기준으로 감축량의 경제적 가치를 산출하였다(Table 4 참조).

국내 탄소배출권 가격을 적용한 아스팔트 콘크리트는 저탄소인증 제품으로 전환할 경우, 약 54,448.12 tCO₂eq 감축이 가능하고, 이는 약 511,27백만 원의 국내 탄소배출권 가치로 환산된다. 레미콘은 전환 시 3,895.01 tCO₂eq의 감축 효과가 기대되며, 약 36.56백만 원의 경제적 가치를 지닌다. 콘크리트 블록은 19,427.67 tCO₂eq의 감축이 가능하며, 그에 따른 탄소배출권 환산 금액은 약 182.42백만 원에 달한다. 이처럼 세 품목에 대한 저탄소 전환만으로도 지방자치단체 차원에서 연간 약 77,770 tCO₂eq의 온실가스 감축과 약 730.25백만 원에 가까운 경제적 효과를 창출할 수 있다.

EU ETS의 배출권 가격은 매일 변동하기 때문에, 국내 탄소배출권을 적용한 시점과 동일한 2025년 1월 평균 가격으로 적용하였다. EU ETS의 배출권 거래가격은 2025년 1월의 국내 탄소배출권 가격보다 약 11.5배 높은 가격이다. 2025년 연초 EU ETS 평균 가격은 온실가스 1톤당 71.52유로이며, 당시 평균 유로 가격인 1,505.16원을 적용하여 온실가스 1톤당 107,700원을 기준으로 경제적 효과를 분석하였다.

EU ETS 금액을 적용한 아스팔트 콘크리트의 경우, 저탄소 제품으로 전환될 경우 약 5,864.06백만 원의 경제적 효과가 발생하며, 레미콘의 경우 전환 시 419.38백만 원의 경제적 효과가 발생하는 것으로 산정되었다. 콘크리트 블록은 전환 시 2,092.25백만 원의 경제적 효과가 발생한다.