화학공정의 통합위험관리시스템 구축에 관한 연구

김구회, 장태석, 강병관, 윤인섭

서울대학교 화학공학과

Implementation of Integrated Risk Management System for

Chemical Processes

Kuhoy Kim, Taesuk Chang, Byounggwan Kang, En Sup Yoon

Department of Chemical Engineering, Seoul National University, Seoul 151-742, Korea

서론

전세계 모든 지역과 국가에서 PSM과 ESH관리에 관한 정식(formal)프로그램을 요구하는 규제들이 도입되었다. 미국의 경우, OSHA는 PSM규정을 시행했고 EPA는 이런 규정들을 안전관리 프로그램규정과 함께 확장시켰다. SARA Title Ⅲ에서는 이미 여러 공정에 대해 환경관리기준을 부과하고 있다. 유럽공동체의 경우, Seveso Directive와 이를 수행하는 사람들은 위험성 규명과 평가의 필요성을 소개했으며 지금은 이러한 관리프로그램을 요구하고 있다. 환태평양의 몇몇 나라들은 미국이나 유럽의 모델과 유사한 규제들을 도입했다. 이러한 규제와 더불어 일반 대중이나 회사의 소유자, 그리고 정치권에서도 이제까지보다 나은 안전·환경 수행성을 요구하고 있으며, 회사가 경쟁력을 유지하기 위해서는 총비용을 감소시키지 않으면 않된다. 이런 서로 상충되는 압력에 직면하여, 회사는 PSM과 ESH문제를 관리하기 위한 새로운 방법을 찾고 있으며, 많은 회사에서 품질관리 프로그램을 그들의 조직에 적용하고 있다. 현재까지는 전체의 시스템에 적용하기는 않고 ESH 프로그램에 분산적으로 적용되고 있는 실정이다. 예를 들어, 품질관리기법은 PSM의 공정위험평가나 변화요소관리를 위해 쓰여왔다. 실제 사용예로는 Dow Chemical Company의 ESH 회계감사 프로그램을 들 수 있는데, 여기는 단일 공정이 PSM과 ESH의 모든 부분에 대해 발전했다. 또 다른 예로는 Westinghouse Electric Corporation의 변화관리 프로그램을 들 수 있다. 이러한 PSM이나 ESH 관리체계의 여러 부분(프로그램)들은 사이에 상당한 유사성이 있으며, 이러한 이유 때문에 여러 조직에서는 PSM이나 ESH의 각 프로그램 또는 요소들을 통합하려는 노력을 시작하고 있다. 따라서 본 연구에서는 이들의 다음 단계인 모든 프로그램과 요소들을 다 포함하는 통합된 관리체계의 구조(framewark)와 접근방법에 관한 방법을 제시하기로 한다. 이러한 통합된 관리체계의 개발을 이루게 되면 조업비용을 줄일 수 있고, 프로그램도 더 효율적으로 될 것이다.

연구내용 및 결과

현재 국내에서는 공정 안전 관리 체계나 환경 관련 규제 등이 서로 다른 기관에 의해 개발되고 시행중이며, 내용에 따라 일부 요소들은 서로 중복되기 때문에 공통 사항 및 필요 사항에 대한 적절한 요소를 첨가하여야 할 것이다. 그림 1에서는 구축된 통합 시스템의 일반적인 구조를 나타낸다. 즉 이러한 통합 시스템은 기존의 안전 관련 프로그램들(공정 안전 관리 체계, 가스 안전 관리 체계 등)과 새로운 환경 관리 체계와의 통합을 꾀하고자 하는 것이다. 이를 위해서는 기존에 실시되고 있는 프로그램들에 대한 분석과 함께 반영해야 할 내용들의 검토 및 현장 적용성을 위한 현장검증이 반드시 뒤따라야 할 것이다.

환경 관리가 직접적으로 생산성에 향상을 가져오지 않는다고 생각할 수도 있으나, 환경 규제에 의한 벌금이라던가 심한 경우에 생산 중단 또는 공장 폐쇄 조치가 취해질 경우 회사에 미치는 영향은 상당하다. 그러나 이러한 환경 관리는 현재 많은 경우에 생산 활동과는 별도로 수행되고 있다. 따라서 환경 관리를 보다 효율적으로 추진하기 위해서는 생산 활동 등을 환경 관리 활동과 연계하여 실행하는 것이 바람직하다. 이와 같은 방안의 예를 들자면 환경 오염에 크게 영향을 주는 공정을 파악하여 오염 가능성을 줄이도록 개선하는 등의 방법이 있다. 또는 자원의 재활용 및 폐기물 감소를 위한 폐기물 자원화 기술도 생각해 볼 수 있다.

그림 . 통합시스템의 구성도

미국의 경우에 환경을 생산과 통합하는 개념으로서 오염 방지(pollution prevention), 폐기물의 최소화(waste minimization)가 도입되었으며, 유럽의 경우 청정 생산(clean production), 청정 기술(clean technology)의 개념으로 도입되었다. 즉 제조 공정에서 배출되는 오염 물질을 사후에 처리하는 것이 아니라 공정에서의 배출 자체룰 차단하거나 감소시키는 방향으로 나아가고 있는 것이다. 또한 일본의 경우에는 기존에 추진하고 있던 에너지·환경 기술 개발 프로젝트를 통합하여 1993년부터 신에너지기술 및 지구 환경 보호 기술 개발을 추진하고 있다. 효과적인 통합 시스템의 구성을 위해서는 먼저 적절한 시스템 구축 계획하에 수행되어야 한다. 통합 시스템내에서는 적절한 안전 관리를 위한 보험의 역할 강화와 함께 사고방지 기술에 대한 개념을 포함하여야 할 것이다. 사고로 인한 손실 비용은 인명이나 재산상 손실외에 부가적인 손실이 크므로 이의 예방 기술로서도 통합 시스템을 적용할 수 있을 것이다. 근본적으로 시스템의 가장 큰 특징은 기존의 시설내 안전(on-site safety)의 개념뿐만 아니라 시설외 안전(off-site safety)로서 공공 안전(public safety)을 중심으로 하는 RMPP(Risk Management and Prevention Plan)을 포함하고 있다는 것이다. 통합 시스템의 구축을 위해서는 먼저 기반 구조의 설계가 뒤따라야 하며, 이러한 기반 구조는 합리적인 절차로 안전 및 환경 관리 시스템의 통합을 보장한다. 이를 위해서는 먼저 통합 시스템의 우선 순위 결정과 어떻게 통합 시스템을 개발해야하는지를 제시하여야 한다. 각종 안전 및 환경 관련 시스템의 통합을 위해 기존의 시스템에 대한 분석이 먼저 선행되어야 한다. 전체 통합 시스템의 구축절차는 다음과 같다.

통합 시스템 구축을 위한 안정적 지원체계 및 준비작업
현존하는 안전/환경 프로그램의 평가
통합 시스템의 구축을 위한 계획 및 기초모델 개발
통합 시스템의 구조 설계
통합 시스템의 유용성 검증

그림 2. 통합 시스템 구축 절차

현재 미국에서는 시스템 통합을 위해 수행중인 안전 및 환경 관련 프로그램들의 구성 요소들에 대한 목록을 작성하며, 이를 바탕으로 공통 항목 및 통합 시스템의 세부 항목을 결정한다. 통합 시스템의 구성을 위해서는 먼저 문서 시스템(documentation system)을 구성하는 것으로부터 시작할 수 있다.

통합 시스템을 구축하기 위해서는 안정적 지원과 준비 작업을 거쳐 통합 시스템의 초기 모델을 개발할 필요가 있으며, 이러한 활동들은 다음의 표에서 나타난 것과 같이 최종 결과를 산출할 수 있다.

표 1. 기반구조 설계를 위한 지원 및 준비체계

기초 자료	□ 안전/환경 프로그램의 초기 목록 및 기타 다른 프로그램 의 요소들의 목록 □ 현재 공정의 조사결과
수행 활동	□ 목록의 구성 및 통합 시스템의 개념 도출 □ 통합 시스템에 대한 개념 도출 □ 통합할 프로그램의 요소들의 목록 및 이에 대한 평가 □ 주공정에 대한 flow diagram 개발
수행 결과	□ 여러 프로그램들의 통합 유용성 입증 □ 수행내용 및 목표의 산출 □ 통합 시스템 구축팀의 구성 □ 통합 시스템의 초기 계획 개발

이와 함께 통합시스템의 구축에 있어서 꼭 필요한 단계가 현존하는 안전/환경 프로그램의 평가단계이다. 이는 프로그램내의 세부요소에 대한 유용성의 검증과 함께 각 세부항목들이 충실히 이행되는지에 대한 평가가 이루어져야 한다. 이는 통합시스템의 세부요소로서 활용할 수 있는지의 여부와 함께 각 요소간의 평가를 통한 성능 향상을 꾀할 수 있을 것이다.

통합 시스템의 구조 설계를 위해서는 여러 가지 자료 및 이를 통한 적절한 활동으로 시스템 설계에 대한 많은 결과들을 산출할 수 있다.

표 2. 통합시스템의 개발

기초자료	□ 현 공정의 상태 □ 현재 사용중인 안전/환경 프로그램과 그 요소 □ 기술진 및 현장 조업자의 전문기술 및 지식
수행활동	□ 프로그램의 세부요소 우선순위화 □ 유사공정의 통합화 □ 통합시스템 및 그 요소의 결정 □ 지속적인 향상작업 수행
수행결과	□ 통합시스템 및 지원시스템의 구축

기대효과

통합 시스템을 통한 생산성 향상 및 비용의 절감효과는 이미 여러 문헌에 잘 나와있으며, 미국의 경우, Xerox Corporation에서는 □Environmental Leadership Program□을 시행하여 이미 1년간 1억불의 기대효과를 거두고 있으며, 다른 여러 회사에서도 이러한 기대 효과를 충분히 찾아볼 수 있다.

표 3. 통합시스템의 기대효과

회사	시행중인 프로그램	비용 절감효과
Zerox Corporation	Environmental Leadership Program	연간 1억불이상
3M Corporation	Pollution Prevention Pays	약 5억 6백만불의 누적된 첫해 비용절감 효과 (1975-1989)
Unocal Chemicals	Safety Improvement Process	첫 해에 사고율 10% 감소
Tennant Company	Integrated Quality and Hazard Management	약 60%의 인명 및 재산 손실 감소

감사의 글

본 연구는 포항공과대학교 지능자동화연구센터를 통한 한국과학재단 우수연구센터와 과학기술정책관리연구소의 지원금에 의한 것입니다.

참고문헌

1. Guidelines for Integrating Process Safety Management, Environment, Safety, Health, and Quality, CCPS of the AIChE, 1997

2. Plant Guidelines for Technical Management of Chemical Process Safety, CCPS of the AIChE, 1992

3. Guidelines for Implementing Process Safety Management Systems, CCPS of the AIChE, 1994