LCA of coffee/ko

이 글에서는 커피의 수명 주기 분석 (LCA)을 제시합니다(그림 1). 커피 한 잔(100ml)의 수명 주기 동안 총 에너지, 탄소 배출량, 물 사용량, 그리고 폐기물을 평가합니다. 아래 요약과 값은 드립 필터를 통해 생산되는 가장 일반적인 커피에 국한됩니다.

배경

LCA란 무엇인가요?

LCA는 수명 주기 평가(Life Cycle Assessment)의 약자입니다. 수명 주기 평가, 즉 요람에서 무덤까지(cradle to grave) 분석은 제품이나 서비스의 수명 주기를 평가하는 데 사용되는 체계적인 방법입니다. 일반적으로 평가에는 모든 투입물과 산출물 목록, 사용된 모든 상류 재료의 에너지 분석, 그리고 환경 영향이 포함되지만 이에 국한되지는 않습니다.

커피 사이클

성장 및 치료

커피를 마시기 전에 재배하고 처리해야 합니다. 커피나무는 콩에서 시작됩니다. 커피나무의 콩을 흙에 심습니다. 4~8주 안에 묘목이 나타납니다(그림 2). 묘목은 직사광선에 타지 않도록 그늘진 곳에 심습니다. 묘목은 약 2피트에 도달할 때까지 9~18개월 동안 관리하고 자랍니다. 작은 커피나무는 땅에 심습니다. 나무는 3년 후에 열매를 맺지만 6년이 되어서야 성숙합니다. 6년이 되면 나무가 완전히 성숙하여 최적의 수확량을 생산합니다. 커피나무는 20~25년 동안 수확합니다. ^{[ 1 ]}

로스팅

커피는 생두 또는 생커피콩의 풍미를 향상시키기 위해 로스팅됩니다. 생두가 로스팅되면 풍미를 향상시키고 커피의 안정성을 떨어뜨리는 화학 반응이 일어납니다. 불안정화된 커피는 약 한 달 동안 신선함을 유지합니다. 생두는 훨씬 더 오랫동안 안정적입니다. 따라서 최종 소비자에게 판매되기 직전에 로스팅이 진행됩니다. ^{[ 2 ]}

커피 로스팅은 원두에 섞인 잔여물에서 원두를 분류하는 것으로 시작됩니다. 분류가 완료된 커피는 배치 단위로 무게를 측정하여 로스터에 넣습니다. 커피는 원하는 결과에 따라 3분에서 30분까지 로스팅됩니다(그림 3). 로스터의 온도는 섭씨 188도에서 282도 사이입니다. 로스팅 시간은 커피의 풍미에 큰 영향을 미칩니다. 로스팅 시간이 짧을수록 로스팅 마지막에 원두의 색이 더 밝아집니다. 라이트 로스트의 풍미는 커피의 본래 풍미, 즉 생두의 풍미를 특징으로 합니다. 본래 풍미는 커피가 자란 토양과 기후를 떠올리게 합니다. 로스팅 시간이 길수록 로스팅 마지막에 원두의 색이 더 어두워집니다. 다크 로스트의 커피는 라이트 로스트의 열이 원두 내부의 오일을 추출하기 때문에 라이트 로스트의 커피보다 윤기가 더 납니다. 다크 로스트의 풍미는 "로스트" 풍미를 특징으로 합니다. 볶은 맛이 너무 강해서 원래 맛을 거의 느낄 수 없습니다.

교통

커피는 전 세계에서 재배되어 대부분 지역으로 운송됩니다. 커피 생산 비용과 배출량의 상당 부분은 운송 과정에서 발생합니다. 커피 농장에서는 농장에서 생산된 커피가 트럭으로 운송되고, 농장에서 생산된 커피는 공정 간 이동을 위해 사용됩니다. 농장에서 출고된 커피는 대부분 배와 트럭을 통해 운송됩니다. 그림 4는 커피 열매가 가공 공장으로 옮겨져 껍질을 벗기고 건조되는 과정을 보여줍니다. ^{[ 3 ]}

브루잉

커피를 만들려면 먼저 커피 원두를 적절한 농도로 갈아 끓는 뜨거운 물을 부어야 합니다. 이 과정을 브루잉(Brewing)이라고 합니다. 브루잉은 볶은 커피 원두에서 커피 향과 카페인을 추출하기 위해 수행됩니다. 커피 찌꺼기를 물과 함께 끓이면 안 됩니다. 끓이면 커피에 나쁜 맛이 배어나기 때문입니다.

커피를 내리는 방법에는 침출, 끓이기, 가압의 세 가지가 있습니다.

침출 커피는 일반적으로 프렌치 프레스에서 추출합니다. 프렌치 프레스는 유리로 만든 원통형 기구로, 유리 원통에 꼭 맞는 금속 플런저 필터가 들어 있습니다. 뜨거운 물과 커피를 프렌치 프레스에 넣고 5~10분간 추출합니다. 그런 다음 플런저를 눌러 커피 가루와 커피 용액을 분리합니다. 침출 과정을 통해 커피 가루가 뜨거운 물과 더 오래 접촉하기 때문에 더 진한 커피를 만들 수 있습니다. 뜨거운 물이 커피 가루와 더 오래 접촉할수록 커피 가루에서 풍미와 커피 오일이 더 많이 추출됩니다.

끓이는 커피는 가장 오래된 추출 기술로 알려져 있습니다. 전통적으로 커피를 끓이는 방법은 커피 찌꺼기와 물을 냄비에 넣고 끓이는 것이었습니다. 커피를 오랫동안 끓이면 쓴맛이 나기 때문에 오래 끓이지 않았습니다. 끓인 물은 컵에 붓고 마셨습니다. 물은 보통 약간의 커피 찌꺼기를 포함하고 있었지만, 대부분의 찌꺼기는 냄비 바닥에 가라앉아 있었습니다.

가압식 커피 추출에는 일반적으로 중력 압력과 가압수라는 두 가지 압력원이 있습니다.

중력 압력 추출은 드립 커피로 더 잘 알려져 있습니다. 드립 커피는 미국에서 가장 흔한 추출 방식입니다. 필터에 커피 가루를 채우고 뜨거운 물을 천천히 커피 가루 사이로 흘려보냅니다. 중력에 의해 뜨거운 물이 커피 가루 사이로 흘러내립니다. 액체는 필터에서 떨어져 용기에 모아져 마십니다.

가압수 추출은 일반적으로 에스프레소(예: 네스프레소 D290 )로 알려져 있습니다. 기계 장치가 물을 가열하고 가압하여 뜨거운 물을 커피 가루에 밀어 넣습니다. 이 방식으로 추출된 커피는 다른 어떤 방법보다 액상 커피 1온스당 더 많은 커피 가루를 사용합니다.

커피 찌꺼기

커피를 한 잔 추출한 후에는 커피 찌꺼기가 남게 되므로 반드시 버려야 합니다. 일반적으로 버리는 방법은 고형 폐기물, 폐수, 재활용입니다.

쓰레기통에 버려지는 커피찌꺼기는 결국 지역의 고형 폐기물 처리 시설이나 매립지로 운반됩니다.

배수구로 흘러내린 커피 찌꺼기는 하수관을 통해 폐수를 거쳐 폐수 처리장으로 운반됩니다. 폐수 처리장에서 커피 찌꺼기는 분리되어 해당 처리장의 규정에 따라 처리됩니다.

재활용된 커피 찌꺼기는 일반적으로 퇴비화되거나 식물을 위한 토양 개량제로 사용됩니다. 커피 찌꺼기를 퇴비화하면 퇴비의 질소 함량이 높아집니다. 커피 찌꺼기는 크기가 작기 때문에 분해되어 비교적 빠르게 퇴비화됩니다. 커피 찌꺼기를 토양 개량제로 사용하면, 찌꺼기에서 질소가 천천히 방출되어 토양에 산성을 더합니다.

LCA 결과: 사용된 총 자원 검토

커피의 에너지 사용량(표 1), 물 사용량(표 2), 탄소 배출량(표 3)을 요약한 세 개의 표가 제시되어 있습니다. 표에서 "가공"에는 생두 취급 및 세척, 로스팅, 분쇄, 충전 및 포장, 컨디셔닝이 포함됩니다.

에너지

각 공정별 에너지 사용량은 표 1에 제시되어 있습니다. 커피 한 잔을 생산하는 데 사용되는 총 에너지는 1.94 메가줄(약 80km/h로 달리는 스쿨버스 두 대의 운동 에너지)입니다. 이 에너지의 약 60%는 커피의 수명이 다할 무렵, 즉 커피를 추출하고 컵을 세척하는 과정에서 사용됩니다(표 1 참조). 이러한 효율 저하는 커피 추출 규모 자체뿐만 아니라 커피 추출기의 상대적인 효율성(대형 공장은 에너지를 회수하는 방법이 있는 반면, 일반 소비자용 제품은 그렇지 않음)에서도 기인합니다.

물

커피 재배, 가공, 그리고 추출 과정에 물이 광범위하게 사용됩니다. 표 2는 생산된 커피 한 잔에 사용되는 물의 양을 리터로 나타낸 것입니다. 드립 필터 커피를 만들 때는 가공 및 배송 과정에서 물을 사용하지 않는다고 가정합니다. 커피 생산 과정에서 가장 많은 물을 사용하는 것은 관개로, 커피 한 잔(100mL)에 28리터의 물이 사용되었습니다. 이는 커피 한 잔에 담긴 100mL보다 280배 많은 물입니다.

탄소 배출량

탄소 배출량은 전기 사용, 차량 연료, 가공 절차 등을 위한 유럽 에너지 혼합물을 기준으로 했습니다. ^{[ 3 ]} 표 3은 생산된 커피 한 잔당 총 탄소 배출량이 114g인 공정 각 부분의 배출량을 보여줍니다. 가장 주목할 만한 수치는 양조, 세척 및 재배입니다. 100mL당 각각 44.03g, 20.87g 및 24.37g의 이산화탄소 환산량입니다. 양조 및 세척의 탄소 배출량은 물을 가열하는 에너지를 제공하는 발전소에서 발생합니다. 재배의 배출량은 주로 디젤 트랙터와 같은 농업 장비에서 발생합니다.

참고문헌