2024-03-25 | 인사이트 리포트

탄소 배출량 감축? “데이터 수집/산업용 AI 기술 필수”
1종 오류(과검)를 모니터링하는 대시보드 예시 이미지. 왼쪽 파이 차트는 검사기가 NG라고 판정한 전체 수량 대비 LISA가 1종 오류일 확률이 높다고 판단한 수량(빨간색)의 비율을 보여준다. 오른쪽 막대 그래프를 통해 각 검사 종류 별로 상세 수량을 확인할 수 있다. Image Credit : AHHA Labs

 

대내외 환경 변화로 기업의 ESG 경영, 특히 탄소 중립은 필수 목표가 되었습니다. 탄소 배출량을 감축하는 첫걸음은 바로 탄소 배출량을 정확히 계산하고 모니터링 하는 것인데요. 이는 사실 현실적으로 무척 복잡하고 어려운 일입니다.

이번 아티클에서는 탄소 배출량 계산법과 감축 방안, 그리고 이를 실제로 실행하기 위한 솔루션에 대해 알아봅니다.

 

1. 배출량 계산과 감축 방안

이러한 글로벌 트렌드에 따라 기업은 더 늦기 전에 대응책을 마련해야 하는데요. 탄소 중립이라는 목표를 향해 가는 첫 걸음은 탄소 배출량을 정확히 계산하는 것입니다. 필수로 알아야 하는 ‘온실가스 배출 범위’부터 알아보겠습니다.

 

(1)온실가스 배출 범위

크게 Scope 1, Scope 2, Scope 3으로 분류됩니다.

Image Credit : WRI/WBCSD Corporate Value Chain (Scope 3) Accounting and Reporting Standard (PDF), page 5.[1]

Scope 1(직접 배출)

기업이 직접 소유하거나 제어하는 시설/차량에서 직접적으로 배출되는 온실가스의의미합니다. 건물 및 공장 보일러, 차량 내연기관 등 연료를 직접 태우는 활동이 주를 이룹니다.

Scope 2(간접 배출)

기업이 직접 생산하지 않고 구매해서 사용한 에너지에 내재된 온실가스 배출을 의미합니다. 예를 들어, 기업이 제품을 생산하기 위해 사용한 전기, 열, 증기 등 간접 에너지가 포함됩니다.

Scope 3(기타 간접 배출)

기업의 가치 사슬 내에서 발생하지만, 기업이 직접 제어하지 않는 활동으로부터 배출되는 간접 온실가스를 의미합니다. 보통 기업의 운영 범위 밖에서 발생하는 배출이죠. 예를 들면 원자재 조달, 제품 배송, 사업장 폐기물, 직원 출퇴근 및 출장, 판매된 제품의 사용 및 최종 폐기 과정 등이 포함됩니다. 대부분의 기업에서 Scope 3 배출량이 가장 많은 비율을 차지합니다.[2][3][4]

업종별 평균 scope1 2 3 온실가스 배출 비율

업종별 평균 scope1, 2, 3 온실가스 배출 비율. Image Credit: 사회적가치연구원[5], Shannon M. Lloyd, M. H., Kian Rahimi and Pankaj Bhatia(2022), “Trends Show Companies Are Ready for Scope 3 Reporting with US Climate Disclosure Rule”

 

(2)배출 범위별 감축 방안

범위별 배출량 현황을 파악했다면, 이제 감축 목표를 설정해야 합니다. 어떤 활동을 통해 배출량을 감축할 수 있는지 예시를 살펴보겠습니다.

Scope 1(직접 배출)

– 재생 가능 에너지 사용: 태양광, 풍력 등 재생 가능 에너지로 전환하여 직접적인 화석 연료 사용을 줄일 수 있습니다.

– 운송 수단 개선: 회사 차량을 전기차나 하이브리드 차량으로 교체하여 직접 배출을 감소시킬 수 있습니다.

Scope 2(간접 배출)

– 재생 가능 에너지 구매: 재생 가능 에너지 인증서를 구매하거나, 재생 가능 에너지로부터 생산된 전기를 구매함으로써 배출량을 줄일 수 있습니다.

– 에너지 효율 향상: 건물의 단열 개선, LED 조명으로의 교체, 고효율 에너지 관리 시스템의 도입 등을 통해 에너지 소비를 줄일 수 있습니다.

– 생산 최적화: 공정을 분석해 불필요한 단계를 제거하고 최적화하여 에너지 사용을 최소화합니다. 예를 들어 물류 이동 거리를 단축시켜 에너지 소비를 줄일 수 있습니다.

– 자동화 및 스마트 기술 도입: 생산 공정에 스마트 센서와 자동화 기술을 도입하여 에너지 사용을 실시간으로 모니터링하고, 필요한 경우에만 에너지를 사용하도록 합니다.

Scope 3(기타 간접 배출)

– 공급망 관리: 공급업체에 대한 온실가스 배출 감소 목표를 설정합니다. 예를 들어, 지속 가능한 재료를 사용하도록 요청하거나 원자재 배송을 최적화하는 방안이 있습니다.

– 지속 가능한 제품 디자인: 제품의 수명 주기 전반에 걸쳐 탄소 배출량을 줄일 수 있도록 친환경적인 디자인을 적용합니다. 예를 들어 재활용 가능한 소재를 사용하거나 에너지 효율적인 제품을 개발하는 방안이 있습니다.

– 직원 참여와 교육: 직원들을 대상으로 환경에 대한 의식을 높이고, 자전거 출근, 대중교통 이용 장려, 원격 근무 도입 등을 통해 출퇴근 중 발생하는 배출을 줄일 수 있는 방안을 모색합니다.

 

각 Scope별 감축 전략은 기업의 구체적인 상황, 업종, 지리적 위치 등에 따라 다르게 적용될 수 있으며, 종합적인 접근 방식을 도모해야 합니다.

 

2. 탄소 배출량 관리 솔루션의 공통 기능

그래서 최근에는 이런 어려움을 해결하고자 하는 솔루션이 등장하고 있습니다. 탄소 배출량을 관리해주는 SaaS 솔루션입니다. 특히 최신 기술이 도입되는 트렌드가 가시화되고 있습니다.

이재영 한국철도기술연구원 교통환경연구실 책임연구원은 “아직까지는 기업이 전체 전력 소모량만 이용해 탄소 배출량을 계산하는 수준이지만, 앞으로는 세부 공정별로 소모량을 분리 계측해서 감축 계획을 세우고 실현해야 할 것”이라며 “이 과정에 데이터 수집 관련 최신 기술과 산업용 AI 기술이 필요하다”고 말했습니다.

 

(1)상위 플랫폼 연계 기능

일부 솔루션은 다양한 비즈니스 프로세스를 추적하는 ERP 플랫폼과 통합 연계가 가능하게 되어 있습니다. ERP 시스템을 이미 사용하고 있는 기업이라면 보다 수월하게 공급망에 접근하여 온실가스 배출량을 산정하는 데 필요한 데이터를 보다 간단하게 수집할 수 있겠죠.

 

(2)탄소 계산 관련 데이터베이스 보유

탄소 배출량 관리 소프트웨어는 다양한 산업 분야의 수많은 회사에서 사용됩니다. 그래서 탄소 배출량과 다양한 요인 간의 관계를 보여주는 방대한 데이터베이스를 보유하고 있습니다. 예를 들면 기업이 속한 산업 분야, 기업의 직원 수, 소재 국가, 중간재와 최종 제품의 배송 방법 및 거리 등등의 요인과 탄소 배출량 간의 관계성이죠.

이러한 데이터베이스는 최신 제도와 정보에 따라 지속적으로 업데이트 되고요. 기업은 탄소 배출량을 보다 정확하게 계산할 수 있습니다.

 

(3)모니터링 및 분석 기능

탄소 배출량을 계산한 후에는 이를 분석해서 개선이 필요한 영역을 식별한 뒤, 탄소 배출량을 줄이기 위한 조치를 취해야 합니다. 따라서 최근 탄소 관리 솔루션에는 데이터 시각화/모니터링 및 분석 기능이 추가되고 있습니다.

예를 들어, 맞춤 대시보드를 구성해 사업장별, 공정별 탄소 배출량 현황을 한눈에 볼 수 있습니다. 실시간 모니터링이 가능해지면 향후 통계 분석이나 AI를 활용해 공정별 에너지 사용량을 최적화하고 탄소 배출량을 감축하는 것도 가능합니다.

탄소 회계 솔루션 Net0의 대시보드 화면. Image Credit: Net0

(4)다양한 AI 도구 활용

최근 급속도로 발전하고 있는 AI 도구를 활용하면 탄소 배출량을 보다 빠르고 효율적으로 줄일 수 있습니다. 예를 들어, 배송 경로 최적화 AI를 활용하면 공급망의 지속가능성이 높아집니다. AI를 이용해 탄소 배출량 계산과 관련된 원천 데이터 오류를 최소화할 수도 있습니다. 패턴 분석이나 광학문자인식(OCR)을 이용해 입력 데이터를 검증하는 것이죠.

앞으로는 AI 기술 역량과 특정 산업에의 전문성이 더해져 산업별 최적의 감축 방안을 추천하는 방향으로 발전할 것으로 보입니다.[6]

 

(5)리포트 자동 생성 기능

기업은 ESG 보고서나 탄소 배출량 보고서를 발행하기 전 검증기관의 인증을 받아야 하는데요. 이 때 필요한 증빙자료나 리포트를 각 규정을 준수한 형태로 자동 생성하게 해주는 기능을 갖춘 솔루션이 나오고 있습니다. 이런 기능을 활용하면 보고서 준비에 투입되는 시간과 비용을 절감할 수 있습니다.

Image Credit: CO2 AI

 

 

3. 아하랩스의 노하우

아하랩스는 제조 현장 데이터 수집 분석 솔루션 및 산업용 AI 개발 운영 플랫폼을 보유하고 있습니다. 이를 활용하면 향후 제조 현장의 에너지 사용량을 분리 계측하고 공정 효율을 모니터링할 수 있습니다.

또, 산업용 AI를 활용해 공정을 최적화하고 탄소 배출량 감축 계획을 효과적으로 수립/실행할 수 있을 것으로 보입니다.

 

(1)데이터 수집 및 분석 노하우

아하랩스의 Data CAMP는 제조 현장에서 생성되는 전주기 데이터를 일괄 수집/전처리하여 모니터링/분석할 수 있는 강력한 빅데이터 통합 관리 플랫폼입니다. 대시보드 화면을 맞춤 구성해 제품, Lot, 설비, 공정 단위별로 현황을 한눈에 볼 수 있죠. 수집 데이터를 기반으로 통계적 분석을 수행하여 이상을 감지하고 관리자에게 알람을 전송합니다.

특히 공정 라인이나 설비 별 실제 전력량을 계산하기 위해 필요한 센서 및 장치 연동 기능을 갖추고 있습니다.

이런 데이터와 대응 기록이 누적되면, 향후 어떤 공정을 효율화해야 총 탄소 배출량을 효과적으로 줄일 수 있을지에 대한 우선순위를 손쉽게 선정할 수 있습니다.

제조 공정 전주기 데이터를 통합 관리할 수 있는 ’데이터 캠프’의 대시보드 예시. Image Credit: AHHA Labs

 

(2)상위 시스템 연계 기능

Data CAMP는 MES나 ERP 같은 레거시 시스템과도 매끄러운 호환이 가능합니다. 기업 내부 DB 및 퍼블릭/프라이빗 클라우드도 마찬가지고요. 제조 현장에서 생성된 다양한 데이터를 타 시스템이 요구하는 형태로 자동 변환 전처리하여 전송합니다.

이러한 노하우를 기반으로 기업 내외부 데이터를 통합하고 연계하면, 기업 내 직간접 배출에 해당하는 Scope 1, 2 뿐만 아니라 기업 외부의 제품 전 생애주기에서 발생하는 Scope 3 배출량을 계산하는 데에도 도움이 될 수 있습니다.

 

(3)산업용 AI 기술 선도

아하랩스는 산업용 AI 개발 운영 플랫폼인 LISA를 제공하고 있습니다. 이상치 탐지(Anomaly Detector), 객체 탐지(Object Detector), 분할(Segmentation), 분할(Classification), 광학문자인식(OCR) 등 다양한 딥러닝 알고리즘을 기본으로 탑재하고 있으며, 향후 확대될 수 있습니다.

앞서도 언급했듯 최신 AI 기술을 활용하면 기업 활동을 보다 에너지 효율적으로 전환하고 탄소 배출량을 실질적으로 감축하는 데 도움이 됩니다.

 

(4)자동 리포트 생성 기능

현재 아하랩스가 보유하고 있는 AI 솔루션은 리포트 자동 생성 기능을 갖추고 있습니다. AI 모델 및 파라미터 정보와 양불 판정 결과 등 다양한 정보를 제공해 편리하게 보고/관리할 수 있도록 지원하죠. 향후 ESG 보고서나 탄소 배출량 보고서를 작성해야 하는 경우에도 이와 같은 자동 리포트 생성 기능을 활용할 수 있을 것으로 보입니다.

 

(5)제조 도메인 지식 및 운영 노하우

무엇보다 아하랩스는 국내는 물론 미국, 중국, 싱가포르 등 글로벌 제조 현장에 안정적인 시스템과 인프라를 구축하고 운영/지원해 왔습니다. 파트너 기업의 생산성 향상과 공정 개선 및 효율화를 이끈 경험이 풍부하죠. 탄소 배출량 감축 계획을 세우는 데에는 무엇보다 이러한 도메인 지식이 많이 필요합니다.

 

마치며

아하랩스는 제조 현장 데이터 수집 및 분석, 산업용 AI 솔루션 기술, 그리고 오랜 기간 축적한 제조 도메인 지식과 운영 노하우를 보유하고 있습니다. 이를 바탕으로 향후 파트너 기업이 탄소 배출량을 감축해 나가는 데 필요한 실질적인 종합 컨설팅을 제공하고자 합니다.

 

 

Reference

[1] GREENHOUSE GAS PROTOCOL.pdf 

[2] 디트로이트, ‘Scope 1, 2, 3 배출-당신이 알아야 할 것들’

[3] IBM, ‘범위 3 배출이란?’

[4] ‘온실가스 배출량 “Scope1·2·3” 알아야 할 사항’ 디지털 비즈온 2022.07.02

[5] 사회적가치연구원, 실무자를 위한 온실가스 배출량 Scope 3 측정 가이드북

[6] SK에코플랜트, 디지털 탄소 관리 솔루션 ‘웨이블 디카본’ 출시