재활용·순환경제 표준 — WIA-ENE-023
엘렌 맥아더 재단(Ellen MacArthur Foundation, 이하 EMF) 은 2010년 영국 와이트섬에서 설립된 비영리 기관으로, 「Towards the Circular Economy Vol.1」(2012) 보고서를 통해 「순환경제」(Circular Economy, 이하 CE) 개념을 산업 의제로 정착시켰다. 본 표준은 EMF 가 정식화한 「Butterfly Diagram」(나비 도식) 의 「Technical Cycle」(기술 순환) 과 「Biological Cycle」(생물 순환) 의 이중 순환 골격을 채택한다. WIA-ENE-023 시뮬레이터의 ENUM 토큰 EMF_BUTTERFLY·TECHNICAL_CYCLE·BIOLOGICAL_CYCLE·CIRCULAR_ECONOMY·CRADLE_TO_CRADLE·BIO_BASED·BIODEGRADABLE 가 이 골격의 각 노드와 합치한다.
EMF 가 도입한 CE 의 「3 원칙」(2015 년 「Growth Within」 보고서에서 정식화) 은 다음과 같다. 첫째, 「Design out waste and pollution」 — 폐기물·오염은 시스템 설계 오류이며 설계 단계에서 제거되어야 한다. 둘째, 「Keep products and materials in use」 — 제품·소재는 가능한 한 오랜 기간 경제 순환 안에 잔존하도록 유지되어야 한다. 셋째, 「Regenerate natural systems」 — 자연 시스템은 회복·재생되어야 한다. 이 3 원칙은 본 표준의 시뮬레이터 CIRCULAR_ECONOMY 토큰의 평가 함수에 직접 반영되어 있다.
EMF Butterfly Diagram 의 좌측 절반은 「Technical Cycle」 로 정의되며, 유한 자원을 소재로 하는 제품 흐름의 5 단계 루프를 도식화한다. 5 단계는 안쪽에서 바깥쪽으로 (1) Maintain · Prolong, (2) Reuse · Redistribute, (3) Refurbish · Remanufacture, (4) Recycle, (5) Cascading 의 순서로 배치된다. 이 순서는 「가치 보존도」 의 내림차순이며, 안쪽 루프일수록 제품·소재가 유지한 부가가치의 비율이 높다. 본 표준의 시뮬레이터 TECHNICAL_CYCLE 토큰은 이 5 단계 루프의 진입 비율을 정량 평가한다.
첫째 루프 「Maintain · Prolong」 은 제품의 유지·보수·연장 사용을 의미한다. 자동차의 정기 점검, 가전의 부품 교체, 의류의 세탁·수선이 여기에 해당한다. EU Right to Repair Directive (Directive (EU) 2024/1799) 가 이 루프의 법적 골격을 제공하며, 「수리 가능성 지수」(Indice de réparabilité, 프랑스 2021 도입) 가 소비자에게 정량 정보를 제공한다.
둘째 루프 「Reuse · Redistribute」 는 제품을 분해·재제조 없이 새로운 사용자에게 이전하여 재사용하는 흐름이다. 중고 시장, 임대·공유 경제, 기부·기증 흐름이 여기에 해당한다. 본 표준 시뮬레이터는 이 루프의 진입 비율을 「2차 시장 점유율」 로 표시하며, 한국 시장에서는 당근마켓·중고나라·번개장터의 거래 데이터가 본 지표의 입력 인자가 된다.
셋째 루프 「Refurbish · Remanufacture」 는 제품을 부분 분해하여 부품 단위로 점검·교체·재조립하여 「신품 동등 수준」 으로 복원하는 흐름이다. 자동차 엔진 재제조, 가전 리퍼브, 산업 장비 재제조가 여기에 해당한다. 미국 자동차 재제조 산업은 2020 년 기준 약 100억 달러 규모이며, 한국에서도 「재제조 부품」 산업이 「자동차 부품 재제조 산업 발전 및 지원에 관한 법률」(2014 년 시행) 아래 정착되었다.
넷째 루프 「Recycle」 은 제품을 분쇄·세척·재펠릿화하여 소재 단위로 복원하여 새로운 제품 생산에 재투입하는 흐름이다. 본 표준의 다른 장에서 다루는 RIC 기반 플라스틱 재활용·금속 재활용·종이 재활용이 여기에 해당한다. 다섯째 루프 「Cascading」 은 회수된 소재의 품질이 원래 용도에 부합하지 않을 때 더 낮은 품질을 요구하는 용도로 이전하여 사용하는 「다운사이클링」 흐름이다.
본 표준은 5 단계 루프의 「가치 보존도」 위계를 정량 모델로 다음과 같이 표현한다. Maintain · Prolong 의 가치 보존도는 90~95% 수준, Reuse · Redistribute 는 70~85%, Refurbish · Remanufacture 는 50~70%, Recycle 은 15~35%, Cascading 은 5~20% 범위에 위치한다. 이 비율은 EMF 의 2013 년 「Towards the Circular Economy Vol.2」 보고서와 Accenture 의 2014 년 「Circular Advantage」 보고서의 산업 평균 데이터를 종합한 결과이다. 시뮬레이터 EMF_BUTTERFLY 토큰은 입력 제품의 특성에 따라 이 5 단계 루프별 진입 비율을 분포로 산출한다.
EMF Butterfly Diagram 의 우측 절반은 「Biological Cycle」 로 정의되며, 생물 기원 소재(나무·면·천연 고무·곡물 잔재·바이오 폴리머) 의 흐름을 도식화한다. Biological Cycle 의 단계는 (1) Biochemical Feedstock, (2) Anaerobic Digestion · Composting, (3) Biosphere Regeneration 의 3 단계 루프이며, 핵심 원칙은 「소재가 생물권으로 안전하게 복귀할 수 있어야 한다」 이다. 본 표준의 시뮬레이터 BIOLOGICAL_CYCLE·BIO_BASED·BIODEGRADABLE 토큰이 이 루프를 모델링한다.
Biological Cycle 에서 「BIO_BASED」 와 「BIODEGRADABLE」 은 서로 다른 속성임을 본 표준이 명시한다. BIO_BASED 는 「소재가 생물 기원 원료에서 합성되었는가」 의 속성이며, ISO 16620 시리즈가 「bio-based content」 의 측정 방법을 표준화한다. BIODEGRADABLE 은 「소재가 미생물 활동으로 분해되어 자연으로 복귀할 수 있는가」 의 속성이며, ISO 17088:2021·EN 13432:2000·ASTM D6400-21 이 분해도·분해 입자 크기·생태 독성의 임계 기준을 제공한다. PLA(폴리락트산) 은 BIO_BASED 이면서 산업용 조건에서만 BIODEGRADABLE 이고, PE(폴리에틸렌) 은 sugarcane 기반의 「green PE」 형태에서는 BIO_BASED 이지만 BIODEGRADABLE 은 아니다. 시뮬레이터는 두 속성의 조합 4 경우(bio & biodeg, bio & non-biodeg, fossil & biodeg, fossil & non-biodeg) 를 별도로 평가한다.
「Cradle to Cradle」(C2C, 요람에서 요람으로) 은 미국 건축가 William McDonough 와 독일 화학자 Michael Braungart 가 2002 년 동명의 저서에서 정식화한 설계 원리로, EMF Butterfly Diagram 의 이론적 선행자이다. 본 표준의 시뮬레이터 CRADLE_TO_CRADLE 토큰이 이 설계 원리를 모델링한다. C2C 의 핵심 명제는 「폐기물은 영양분(Waste = Food)」 이며, Technical Cycle 의 모든 소재는 「Technical Nutrient」 로서 무한 회수 순환에 잔존하고, Biological Cycle 의 모든 소재는 「Biological Nutrient」 로서 안전하게 생물권으로 복귀해야 한다.
C2C 의 인증 체계 「Cradle to Cradle Certified®」 는 미국 비영리 「Cradle to Cradle Products Innovation Institute」 가 운영하며, 5 카테고리(Material Health · Product Circularity · Clean Air & Climate Protection · Water & Soil Stewardship · Social Fairness) 에서 5 등급(Bronze · Silver · Gold · Platinum · Diamond) 평가를 수행한다. 본 표준의 인증 ENUM 토큰 CRADLE_TO_CRADLE_CERTIFICATE 가 이 체계를 매핑한다. 2024 년 기준 전 세계 약 1,800 개 제품이 C2C 인증을 보유하고 있으며, 한국 시장에서는 의류 브랜드 「커넥트」, 건축 자재 기업 「KCC글라스」 등이 일부 라인에 대해 C2C 인증을 획득하였다.
EMF 는 2013 년 「Circular Economy 100」(CE100) 프로그램을 출범하여, 글로벌 100 개 기업·정부·도시·대학이 순환경제 실천 사례를 공유하는 네트워크를 구축하였다. CE100 의 핵심 산출물로는 「New Plastics Economy Global Commitment」(2018), 「Make Fashion Circular」(2017), 「Food Initiative」(2019) 의 3 가지 산업별 이니셔티브가 있다. New Plastics Economy Global Commitment 는 2025 년까지 100% 재활용 가능·재사용 가능·퇴비화 가능한 플라스틱 포장재 사용, 평균 26% 재활용 함량 달성, 단일 사용 플라스틱 제거의 3 가지 임계 목표를 두며, 2024 년 기준 1,000 개 이상의 기업·정부가 서약하였다.
한국에서는 SK이노베이션·LG화학·롯데케미칼·CJ제일제당·SK텔레콤·삼성전자가 CE100 또는 New Plastics Economy 에 가입하였으며, 환경부·서울특별시도 옵저버 자격으로 참여한다. 시뮬레이터의 EMF_BUTTERFLY 토큰은 CE100 네트워크의 글로벌 가이드라인과 한국 기업·기관의 실천 데이터를 모두 입력 인자로 받을 수 있도록 설계되어 있다.
EMF 의 CE 개념은 글로벌 컨설팅 기관의 경제 효과 분석으로 보강되었다. McKinsey & Company 의 2015 년 「Growth Within: A Circular Economy Vision for a Competitive Europe」 보고서는 EU 가 CE 로 전환할 경우 2030 년까지 1.8 조 유로의 추가 경제 가치와 600만 개의 신규 일자리가 창출될 수 있다고 추정하였다. Accenture 의 2014 년 「Circular Advantage」 보고서는 글로벌 GDP 의 4.5 조 달러 규모의 「자원 비용 절감 가치」 가 2030 년까지 CE 전환을 통해 회수 가능하다고 분석하였다.
맥킨지 보고서의 분석은 EU 의 「Circular Economy Action Plan」(2015, 2020 개정) 의 정책 골격에 직접 반영되었으며, 한국에서는 환경부·한국환경공단(KECO) 의 「자원순환기본계획 2018-2027」 및 「자원순환기본계획 2024-2028」 의 경제 효과 추정에 동일한 방법론이 차용되었다. 한국환경산업기술원(KEITI) 의 2023 년 「국가 순환경제 정책 평가 보고서」 는 한국이 CE 로 전환할 경우 2030 년까지 약 45 조 원의 추가 경제 가치와 16만 명의 신규 일자리가 창출될 수 있다고 추정하였다.
한국에서 순환경제는 「자원순환기본법」(2018 년 시행) 으로 첫 법적 골격을 잡았으며, 2022 년 12월 27일 제정·2024년 1월 1일 시행된 「순환경제 사회 전환 촉진법」 으로 본격적인 사회 전환 정책의 법적 근거가 마련되었다. 본 법률은 (a) 순환경제 사회 전환 기본계획 수립, (b) 순환경제 사회 전환 촉진위원회 설치, (c) 순환자원 인정 제도, (d) 재활용 의무 비율 단계적 상향, (e) 화학적 재활용 시설의 인허가 근거 의 5 가지 핵심 골격을 둔다.
환경부 「자원순환기본계획 2024-2028」 은 본 법률의 시행 계획으로서, 2028 년까지 (i) 폐기물 발생량 2018 년 대비 20% 감축, (ii) 재활용률 70% 이상 달성, (iii) 매립률 5% 이하 감축, (iv) 순환경제 산업 매출 100조 원 달성의 4 가지 정량 목표를 둔다. 한국환경공단(KECO) 이 본 계획의 이행 점검을 수행하며, 한국환경산업기술원(KEITI) 이 산업 평가·기술 개발 지원을 담당한다.
지방자치단체 단위에서는 서울특별시 「제로웨이스트 서울」(2022), 부산광역시 「순환경제 비전 2030」(2023), 제주특별자치도 「청정 제주, 자원순환 사회」(2022) 등이 지역 단위 CE 전환 계획을 수립하였다. 환경부 산하 한국환경공단의 「국가 자원순환 통계」 는 이 계획들의 정량 이행 점검을 분기 단위로 공시한다.
대기업 단위에서는 LG화학의 「화학적 재활용 사업」(2022 년 충청남도 당진에 8,400 톤/년 규모 PET depolymerization 시범 설비 구축), 롯데케미칼의 「Project LOOP」(2030 년까지 R_PET 100 만 톤/년 생산 목표), SK지오센트릭의 「Urban Oil Field」(2025 년 울산에 22 만 톤/년 규모 폐플라스틱 열분해 설비 구축) 가 CE 전환의 대표 사례이다. CJ제일제당의 「PHA(Polyhydroxyalkanoate)」 바이오 폴리머 생산, 코카콜라 코리아의 「100% 재생 페트병」(2025 년 전환 목표), 아모레퍼시픽의 「리필 스테이션」 사업 등이 소비재 산업의 CE 실천 사례이다. 시뮬레이터 EMF_BUTTERFLY·TECHNICAL_CYCLE 토큰은 이러한 한국 기업의 사업 데이터를 입력 인자로 받아 산업별 CE 전환율을 동적으로 평가한다.
본 장은 다음 1차 출처와 합성된다: EMF Butterfly Diagram 도식(2013), EMF 「Towards the Circular Economy Vol.1」(2012), EMF 「Towards the Circular Economy Vol.2」(2013), EMF 「Growth Within」(2015), EMF 「New Plastics Economy Global Commitment」(2018), EMF 「Circular Economy 100」 네트워크, Cradle to Cradle Certified® v4.0(2021), Cradle to Cradle Products Innovation Institute 운영 기준, McKinsey 「Growth Within」(2015), Accenture 「Circular Advantage」(2014), EU Circular Economy Action Plan(2015, 2020 개정), EU Right to Repair Directive (EU) 2024/1799, ISO 16620 bio-based content, ISO 17088:2021 compostable plastics, EN 13432:2000 compostability, ASTM D6400-21 compostable plastics. 한국 자료로는 「순환경제 사회 전환 촉진법」(2022·2024 시행), 환경부 「자원순환기본계획 2024-2028」, 한국환경공단(KECO) 「국가 자원순환 통계」, 한국환경산업기술원(KEITI) 「국가 순환경제 정책 평가 보고서」(2023), 「자동차 부품 재제조 산업 발전 및 지원에 관한 법률」(2014). [6.99]
순환경제 전환의 진척을 정량 측정하기 위한 글로벌 지표는 두 가지로 정착되어 있다. 첫째는 네덜란드 비영리 단체 「Circle Economy」 가 매년 발간하는 「Circularity Gap Report」 의 「Circularity Metric」 이다. 이 지표는 「전 세계 경제가 1년간 채굴·소비한 자원 중 회수·재활용 단계를 거쳐 다시 경제 순환에 진입한 비율」 로 정의되며, 2018 년 9.1%, 2020 년 8.6%, 2023 년 7.2% 로 매년 감소하는 추세를 보이고 있다. 즉 글로벌 경제는 「점점 더 순환적이지 않은」 방향으로 후퇴하고 있으며, 이는 신흥국의 1차 자원 소비 증가가 회수·재활용 단계의 효율 향상을 압도하기 때문이다.
둘째 지표는 EMF 와 Granta Design 이 2015 년 공동 개발한 「Material Circularity Indicator」(MCI) 이다. MCI 는 0(완전 선형 경제) 에서 1(완전 순환경제) 사이의 단일 수치로 제품·기업·산업의 순환성을 평가한다. 산출식은 「(1 − Linear Flow Index) × Utility Factor」 로, 선형 흐름 지수와 효용 인자의 곱으로 구성된다. 본 표준의 시뮬레이터 CIRCULAR_ECONOMY 토큰은 입력 제품의 회수율·재사용율·내구성·수명 데이터를 받아 MCI 수치를 동적으로 산출한다.
한국에서는 한국환경산업기술원(KEITI) 이 2021 년부터 「국가 자원효율성 지수」(Korean Resource Productivity Index, KRPI) 를 개발하여 발간하고 있으며, 이는 EU 의 「Resource Productivity」 지표와 한국 산업 구조에 맞춘 변형 지표를 결합한 것이다. 2023 년 기준 한국의 KRPI 는 1.7 유로/kg 수준으로, EU 평균(2.3 유로/kg) 의 약 74% 수준에 머물러 있다. 환경부 「자원순환기본계획 2024-2028」 은 KRPI 를 2028 년까지 2.5 유로/kg 까지 끌어올린다는 목표를 둔다.
본 표준은 EMF 의 CE 모델을 우선 채택하지만, 학술계의 비판적 검토 결과 또한 함께 반영한다. 첫째 비판은 「리바운드 효과」(Rebound Effect) 의 누락이다. Zink & Geyer(2017) 의 논문 「Circular Economy Rebound」 는 CE 전환이 신규 1차 자원 소비를 줄이는 것이 아니라, 회수 소재의 가격이 낮아지면서 오히려 전체 소비를 증가시킬 가능성을 지적하였다. EMF Butterfly Diagram 은 이 리바운드 효과를 명시적으로 모델링하지 않으므로, 본 표준 시뮬레이터는 「리바운드 계수」 입력 인자를 별도로 두어 이 효과를 사후 보정한다.
둘째 비판은 「열역학 제2 법칙」 의 한계 누락이다. Bocken et al.(2016) 의 논문 「Sustainable Business Model Archetypes」 는 어떤 회수 공정도 100% 회수율을 달성할 수 없으며, 매 순환 사이클마다 일정 비율의 엔트로피 증가(엔지니어링 의미의 품질 저하) 가 불가피함을 지적하였다. 본 표준 시뮬레이터의 5 단계 루프별 「가치 보존도」 위계는 이 열역학적 한계를 정량 보정한 결과이다.
셋째 비판은 「사회적 차원」 의 누락이다. EMF 의 초기 보고서는 환경·경제 차원에 집중하였고, 사회·노동·형평성 차원의 분석이 부족하였다. 후속 보고서(2019 「Universal Circular Economy Policy Goals」) 가 이 한계를 일부 보완하였으나, 본 표준은 별도로 「Just Transition」(공정 전환) 의 사회 차원 평가를 시뮬레이터의 보조 패널로 둔다. 한국에서는 자원순환사회연대·녹색연합 등 시민 사회 단체가 「공정 전환」 의 한국 시장 적용 가이드라인을 발간하고 있다.
EU 「Ecodesign for Sustainable Products Regulation」(ESPR, Regulation (EU) 2024/1781) 은 2027 년부터 전 산업 단계의 제품에 「디지털 제품 여권」(Digital Product Passport, DPP) 부착을 단계적으로 의무화한다. DPP 는 제품의 소재 구성·생산자·수리 이력·재활용 가능성·탄소 발자국·유해물질 정보를 QR 코드 또는 RFID 태그 형태로 제품에 부착하여, 제품의 전 생애 주기 동안 추적 가능하도록 한다. 본 표준 시뮬레이터의 ENUM 토큰 DIGITAL_PRODUCT_PASSPORT·ECO_DESIGN·DESIGN_FOR_DISASSEMBLY·LCA·CARBON_FOOTPRINT 가 DPP 와 EMF 모델의 결합 지점을 모델링한다.
DPP 의 데이터 모델은 EMF Butterfly Diagram 의 5 단계 루프 진입 분기 결정에 직접 활용된다. 예컨대 Maintain · Prolong 루프 진입을 위해서는 「수리 가이드 URL」·「부품 호환성 데이터」·「수리 가능성 지수」 의 3 가지 필드가 필요하며, Reuse · Redistribute 루프 진입을 위해서는 「인증 가능 소유권 이전 이력」 필드가 필요하다. Refurbish · Remanufacture 루프 진입을 위해서는 「부품별 ISO 11469 마킹」·「재제조 인증 자격」 필드가, Recycle 루프 진입을 위해서는 「소재 구성표」·「분해 지침」 필드가 필요하다.
한국에서는 산업통상자원부 「디지털 제품 여권 도입 로드맵」(2024 년 발표) 이 EU ESPR 대응 정책을 준비하고 있으며, 2026 년부터 전기·전자 제품 일부 품목에 시범 적용, 2028 년부터 자동차·배터리·섬유 품목에 본격 적용, 2030 년까지 전 산업 단계 적용을 목표로 한다. 한국환경산업기술원(KEITI) 과 한국기술표준원(KATS) 이 DPP 의 한국 시장 표준 개발을 담당하며, KS X ISO/IEC 23093 시리즈가 DPP 의 데이터 모델 표준 채택본으로 검토되고 있다.
본 절은 EMF Butterfly Diagram 의 추상 모델을 본 표준의 구체 시뮬레이터에 결합하는 방식을 정리한다. 시뮬레이터는 Phase 1 봉투 단위로 「제품 식별자」·「소재 구성」·「생산자 식별자」·「소유권 이력」·「수리 이력」·「폐기 시점 데이터」 의 6 가지 필드를 받는다. 이 입력은 EMF 5 단계 루프별 진입 비율 분포를 산출하는 평가 함수에 투입되며, 결과는 다음 3 가지 형식으로 출력된다.
첫째 출력은 「루프 진입 확률 분포」 로, Maintain · Prolong, Reuse · Redistribute, Refurbish · Remanufacture, Recycle, Cascading, Linear Disposal 의 6 가지 종착점별 확률을 백분율로 표시한다. 둘째 출력은 「Material Circularity Indicator」(MCI) 단일 수치로, 0 에서 1 사이의 값으로 제품의 순환성을 평가한다. 셋째 출력은 「Carbon Footprint Delta」 로, 입력 제품이 선형 경제 시나리오와 순환경제 시나리오에서 발생시키는 탄소 배출량의 차이를 kgCO2e 단위로 표시한다.
본 평가 함수는 글로벌 데이터(EMF 보고서·McKinsey·Accenture 분석) 와 한국 데이터(KECO 「국가 자원순환 통계」·KEITI 「국가 순환경제 정책 평가 보고서」·KORA EPR 분기 보고) 의 두 가지 입력 데이터셋을 결합하여 「글로벌 평균」 과 「한국 시장 특수성」 을 동시 평가할 수 있다. 운영자는 본 평가 결과를 ESPR DPP 의 「Circular Footprint」 필드 입력값으로 활용할 수 있다.
본 장의 EMF Butterfly Diagram 과 CE 3 원칙은 다음 한국 기관·법령과 매핑된다. 환경부 「순환경제 사회 전환 촉진법」(2022 제정, 2024 시행), 환경부 「자원순환기본계획 2024-2028」, 환경부 「자원순환기본법」(2018), 한국환경공단(KECO) 「국가 자원순환 통계」 분기 공시, 한국환경산업기술원(KEITI) 「국가 순환경제 정책 평가 보고서」 연간 발간, 한국순환자원유통지원센터(KORA) 의 EPR 의무 이행 관리, 자원순환사회연대 의 시민 사회 거버넌스 참여, 서울특별시 「제로웨이스트 서울」(2022), 부산광역시 「순환경제 비전 2030」(2023), 제주특별자치도 「청정 제주, 자원순환 사회」(2022). 기업 사례 매핑은 LG화학·롯데케미칼·SK지오센트릭의 화학적 재활용 사업, CJ제일제당의 바이오 폴리머 사업, 코카콜라 코리아·아모레퍼시픽의 소비재 CE 실천 사례를 포함한다.