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양자 시뮬레이션과 해체 트윈은 석유 및 가스 시장의 디지털 트윈 분야에서 새로운 가치 사슬을 열어주고 있습니다

• 양자 컴퓨팅에서 영감을 받은 기술을 디지털 트윈 내의 고도로 복잡한 최적화 문제에 적용함으로써 중요한 기회가 창출되고 있습니다. 예를 들어, 기업들은 정유 공장의 촉매 분해 공정을 최적화하기 위해 이러한 고급 알고리즘을 연구하고 있는데, 이 공정은 수천 개의 변수를 포함하고 있어 기존 컴퓨터로는 실시간으로 해결하기가 불가능합니다. 마찬가지로, 이 접근 방식은 저류층 모델링을 위한 지진 데이터 해석을 획기적으로 개선할 수 있습니다. 결과적으로, 이전에는 해결하기 어려웠던 문제들을 해결할 수 있는 능력은 강력한 경쟁 우위를 제공하고 전문 서비스 제공업체에게 높은 가치를 창출하는 틈새시장을 열어줍니다.
• 자산 해체 분야에서 디지털 트윈을 활용한 새로운 시장이 크게 성장하고 있습니다. 업계는 수천 개의 노후화된 해상 및 육상 자산을 안전하게 폐기해야 하는 막대한 과제에 직면해 있습니다. 디지털 트윈은 전체 해체 과정을 세밀하게 계획하고 시뮬레이션할 수 있는 탁월한 기회를 제공합니다. 여기에는 구조물 해체 모델링, 4D 정밀도를 활용한 해저 유정 폐쇄 및 폐기 계획, 장기적인 환경 영향 예측 등이 ​​포함됩니다. 따라서 운영사는 수십억 달러 규모의 프로젝트 위험을 크게 줄이고, 규정 준수를 보장하며, 비용을 최적화할 수 있습니다.

동적 지하 쌍둥이 기술은 위험 부담이 큰 탐사 결정의 위험성을 줄여줍니다

석유 및 가스 시장에서 디지털 트윈에 대한 현재 수요를 좌우하는 주요 요인은 탐사 과정에서 지하 불확실성을 줄이는 데 대한 집중적인 관심입니다. 심해 시추공 하나에서 유전이 발견되지 않을 경우 1억 5천만 달러 이상의 손실이 발생할 수 있어 더욱 정확한 지질 모델에 대한 필요성이 절실합니다. 이에 대응하여 차세대 지하 디지털 트윈은 50가지가 넘는 다양한 유형의 지질 및 지구물리학적 데이터 스트림을 동시에 통합합니다. 이러한 동적 모델은 방대한 규모로, 단일 고해상도 저류층 시뮬레이션에는 세밀한 정확도를 보장하기 위해 1억 개 이상의 활성 격자 셀이 포함됩니다.

또한, 이러한 시스템은 실시간 업데이트를 위해 구축되었습니다. 한 주요 석유 및 가스 회사의 유사 시스템은 현재 활발히 탐사 중인 현장에서 매주 5테라바이트의 새로운 지진 및 시추 데이터를 수집하고 처리합니다. 이러한 실시간 모델 덕분에 시추 계획 주기가 6개월에서 단 45일로 단축되었습니다. 결과적으로, 지질학자들은 이전에는 불가능했던 200가지 이상의 다양한 시추 시나리오를 하루에 테스트할 수 있게 되었습니다. 이러한 기능을 활용하여 한 회사는 2024년에 계획된 3개의 시추 위치를 정확하게 재조정하여 약 2,500만 배럴의 추가 매장량을 확보했습니다.

로봇 기술 통합이 자율 운영 트윈에 대한 수요를 촉진하고 있습니다

석유 및 가스 시장에서 디지털 트윈의 발전을 이끄는 또 다른 중요한 측면은 로봇 공학을 통해 가능해진 자율 운영으로의 가속화된 전환입니다. 수요는 수동적인 모니터링 트윈에서 능동적인 명령 및 제어 시스템으로 이동하고 있습니다. 예를 들어, 새로운 북해 플랫폼은 현장 인력이 단 15명으로 제한되도록 설계되었으며, 디지털 트윈이 20대의 자율 로봇으로 구성된 로봇 군집을 지휘하여 일상적인 작업을 수행합니다. 이러한 로봇 플랫폼은 방대한 데이터를 생성합니다. 드론이 플레어 스택을 한 번 검사하는 동안 8만 장 이상의 고화질 이미지와 열 데이터가 수집됩니다.

이러한 통합은 측정 가능한 안전성과 효율성 향상을 가져오고 있으며, 석유 및 가스 시장에서 디지털 트윈에 대한 수요를 더욱 촉진하고 있습니다. 한 회사는 이미 디지털 트윈 기반 로봇 크롤러를 사용하여 2025년에 위험도가 높은 수동 검사 시간 5,000시간을 없앴습니다. 이 크롤러는 사람의 개입 없이 2km가 넘는 복잡한 내부 배관에 접근하여 검사할 수 있습니다. 디지털 트윈은 입력되는 데이터를 처리하여 10분 이내에 자산의 상태를 업데이트합니다. 이러한 시스템 덕분에 한 운영사는 주요 자산에 대한 연간 유지보수 관련 보험료를 200만 달러 절감하여 투자에 대한 명확한 재정적 타당성을 확보했습니다.

세그먼트 분석 

정보력이 뛰어난 쌍둥이가 전략적 의사결정을 위한 탁월한 통찰력을 제공합니다

정보 제공형 디지털 트윈 부문은 전 세계 석유 및 가스 디지털 트윈 시장에서 27%라는 놀라운 시장 점유율을 차지하며 시장을 주도하고 있습니다. 이는 주로 기업들이 원시 데이터를 실행 가능한 정보로 변환할 수 있도록 지원하기 때문입니다. 이러한 정교한 디지털 복제본은 자산과 운영에 대한 포괄적이고 맥락화된 시각을 제공하며, 과거 데이터와 실시간 데이터를 원활하게 통합하여 전체적인 이해를 돕습니다. 결과적으로 엔지니어와 의사 결정권자는 다양한 시나리오를 시뮬레이션하고, 미래의 성능을 예측하며, 자본 집약적인 산업에서 매우 중요한 정보에 기반한 전략적 선택을 할 수 있습니다. 복잡한 정보를 이해하기 쉬운 형식으로 시각화하고 분석하는 능력은 효율성과 안전성 모두에서 상당한 개선을 가져옵니다.

석유 및 가스 시장의 디지털 트윈에서 정보 트윈은 단일 정보 소스를 제공함으로써 탐사, 생산, 재무 등 부서 간에 흔히 존재하는 데이터 사일로를 효과적으로 해소합니다. 이러한 협업 환경은 원활한 소통과 전략적 조율을 촉진하여 자원 배분을 최적화하고 프로젝트 실행을 효율화합니다. 단순히 개별 데이터 포인트가 아닌 심층적인 맥락을 제공하는 것이 바로 이 분야가 경쟁 우위를 확보하고자 하는 기업에게 매우 중요한 이유입니다. 또한, AI와 머신러닝의 통합은 정보 트윈의 예측 능력을 향상시켜 잠재적 문제를 조기에 발견할 수 있도록 합니다.

• 선도적인 다국적 석유 및 가스 회사의 디지털 트윈은 해상 플랫폼 장비를 모니터링하여 시의적절한 예측을 제공합니다.
• 정보 공유 쌍둥이 모델은 저수지 조건을 시뮬레이션하여 생산량을 예측하고 최적의 추출 전략을 개발할 수 있습니다.
• 디지털 트윈은 다양한 탐사 시나리오를 시뮬레이션하기 위해 석유 및 가스 매장지의 가상 모델을 만드는 데 사용되고 있습니다.

프로세스 디지털 트윈, 운영 우수성 및 효율성 선도

시장 매출의 46% 이상을 차지하는 프로세스 디지털 트윈 부문은 기업들이 전체 운영 워크플로우를 시뮬레이션하고 최적화할 수 있도록 지원함으로써 글로벌 석유 및 가스 디지털 트윈 시장을 선도하고 있습니다. 개별 자산에 초점을 맞춘 디지털 트윈과 달리, 프로세스 트윈은 시추 작업, 정제 공정 또는 전체 액화천연가스(LNG) 생산 체인과 같은 복잡하고 상호 연결된 시스템을 복제합니다. 이러한 전체적인 관점을 통해 운영자는 병목 현상을 파악하고, 위험 부담 없는 가상 환경에서 새로운 전략을 테스트하고, 에너지 소비 및 배출량을 최소화하면서 생산량을 극대화하도록 매개변수를 미세 조정하여 운영 효율성을 높일 수 있는 명확한 로드맵을 제시할 수 있습니다.

전 세계 석유 및 가스 디지털 트윈 시장에서 이 부문이 지배적인 위치를 차지하는 이유는 상당한 비용 절감과 효율성 향상이라는 이점 때문입니다. 예를 들어, 한 주요 업계 기업은 프로세스 트윈을 활용하여 전체 LNG 운영 시스템을 복제하고 시뮬레이션을 통해 핵심적인 비효율성을 성공적으로 파악하고 해결했습니다. 마찬가지로, 전체 시추 과정을 모델링함으로써 기업들은 머드 유량 및 토크와 같은 매개변수를 실시간으로 최적화하여 운영 위험을 크게 줄이고 시추 속도를 향상시킬 수 있습니다. 물리적 위험 없이 전체 생산 시스템에 대한 "가상 시나리오"를 실행할 수 있는 혁신적인 기능은 석유 및 가스 디지털 트윈 시장의 판도를 바꿀 것입니다.

• 프로세스 트윈은 압력, 온도 및 유량이 유정 관리에 미치는 영향을 모델링할 수 있습니다.
• 프로세스 트윈을 활용한 LNG 운영 시뮬레이션은 병목 현상을 파악하고 제거하는 데 도움이 됩니다.
• 다양한 시추 매개변수를 모델링함으로써 기업은 자원을 투입하기 전에 최적의 전략을 파악할 수 있습니다.

자산 모니터링 및 유지보수는 가동 시간을 늘리고 비용을 절감합니다

'자산 모니터링 및 유지보수' 부문은 석유 및 가스 시장에서 디지털 트윈 기술의 선두 자리를 굳히며 19% 이상의 시장 점유율을 확보했습니다. 이 분야는 업계의 가장 큰 과제 중 하나인 계획되지 않은 가동 중단 문제를 직접적으로 해결합니다. 디지털 트윈은 펌프, 터빈, 파이프라인과 같은 핵심 장비의 가상 복제본을 생성하고 실시간 센서 데이터를 활용하여 장비의 상태와 성능을 지속적으로 모니터링합니다. 이러한 지속적인 감시 기능은 예측 분석과 결합되어 기업이 장비 고장을 사전에 예측할 수 있도록 지원함으로써 사후 대응식 유지보수 전략에서 사전 예방식 유지보수 전략으로의 중요한 전환을 가능하게 합니다. 이러한 기능은 비용이 많이 드는 생산 중단을 획기적으로 줄이고 귀중한 자산의 수명을 연장합니다.

예측 유지보수의 재정적 효과는 실로 상당합니다. 단일 시추 설비의 경우, 예상치 못한 작업 중단을 방지함으로써 매달 약 303만 유로를 절약할 수 있습니다. BP는 석유 및 가스 시장에서 디지털 트윈 기술을 성공적으로 활용하여 해양 설비를 모니터링함으로써 유지보수 비용을 절감하고 운영 효율성을 높였습니다. 상세하고 데이터가 풍부한 가상 모델을 구축함으로써 유지보수 팀은 원격으로 문제를 진단하고, 보다 효과적으로 개입 계획을 수립하며, 필요할 때 적절한 부품과 인력을 확보할 수 있습니다. 이러한 이점은 석유 및 가스 시장에서 디지털 트윈의 성장을 더욱 촉진하고 있습니다.

• 북해 해상 프로젝트에 디지털 트윈을 도입한 결과, 특정 자산에 대해 프로젝트 비용이 2백만 유로 이상 절감되었습니다.
• 셰브론은 디지털 트윈을 활용하여 중요한 유지보수 문제를 해결하고 있으며, 이를 통해 매년 수백만 달러를 절감할 수 있을 것으로 예상됩니다.
• 한 연구에 따르면 2015년부터 2022년까지 석유 및 가스 부문에서 발생한 2,100건 이상의 심각한 부상은 더 나은 유지보수 관행을 통해 예방할 수 있었으며, 디지털 트윈이 이러한 격차를 해소할 수 있다고 합니다.

클라우드 배포는 탁월한 확장성과 접근성을 제공합니다

70.9%가 넘는 압도적인 시장 점유율로 석유 및 가스 디지털 트윈 시장을 선도하는 클라우드 부문의 지배력은 확장성, 비용 효율성, 그리고 전 세계 원격 운영 지원 능력에 기반합니다. 클라우드 플랫폼은 복잡한 디지털 트윈 시뮬레이션을 실행하는 데 필요한 막대한 컴퓨팅 성능과 데이터 저장 공간을 제공하여, 초기 대규모 하드웨어 투자 없이도 효율적인 운영이 가능합니다. 결과적으로, 이는 디지털 트윈 기술에 대한 접근성을 높여 소규모 사업자조차도 그 강력한 이점을 활용하고 더욱 효과적으로 경쟁할 수 있도록 지원합니다.

또한, 클라우드 기반 디지털 트윈은 지리적으로 분산된 팀 간의 원활한 실시간 데이터 통합 ​​및 협업을 가능하게 하는데, 이는 전 세계에 자산을 보유한 다국적 석유 및 가스 회사에 매우 중요한 특징입니다. 중앙 사무실의 엔지니어는 공유되고 안전한 클라우드 환경을 통해 해상 플랫폼을 모니터링하고, 현장 기술자와 협업하며, 실시간 데이터를 사용하여 시뮬레이션을 실행할 수 있습니다. 프로젝트 요구 사항에 따라 리소스를 신속하게 확장하거나 축소할 수 있는 유연성은 상당한 운영상의 이점을 제공하며, 클라우드 도입이 널리 확산되는 주요 이유 중 하나입니다.

• 클라우드 플랫폼은 사용자 피드백을 기반으로 디지털 트윈 모델을 신속하게 업데이트하고 개선할 수 있도록 해줍니다.
• 석유 및 가스 자산에 설치된 IoT 센서에서 생성되는 엄청난 양의 데이터를 처리하려면 클라우드의 확장성이 필수적입니다.
• 클라우드 솔루션은 상당한 초기 IT 인프라 투자 필요성을 줄여 진입 장벽을 낮춥니다.

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지역 분석 

북미 시장의 지배력은 타의 추종을 불허하는 확장성에 기반합니다

북미는 석유 및 가스 디지털 트윈 시장에서 32.80% 이상의 압도적인 시장 점유율을 차지하며 선두를 달리고 있습니다. 이러한 성장의 핵심 요인 중 하나는 미국 셰일 유전 개발 지역에서의 대규모 디지털 트윈 도입입니다. 셰브론은 퍼미안 분지에서 2025년까지 1만 개 이상의 유정을 중앙 분석 플랫폼에 연결하는 것을 목표로 "디지털 팩토리" 모델을 구축하고 있습니다. 또한, 이 지역의 한 주요 석유 및 가스 생산 업체는 현재 셰일 유전 개발 과정에서 매일 20테라바이트 이상의 생산 데이터를 처리하고 있습니다. 휴스턴의 기술 생태계는 이러한 성장을 가능하게 하는 중요한 역할을 하고 있으며, 2024년 한 해에만 50개 이상의 디지털 트윈 전문 스타트업이 벤처 투자를 유치했습니다.

또한, 캐나다 사업은 북미 석유 및 가스 시장의 디지털 트윈 분야를 선도하는 데 크게 기여하고 있습니다. Suncor의 앨버타 오일샌드 업그레이더에는 5만 개 이상의 자산 상태 매개변수를 실시간으로 모니터링하는 디지털 트윈이 설치되고 있습니다. 또 다른 예로, 2025년 가동 예정인 캐나다의 새로운 LNG 시설의 디지털 트윈은 10만 개 이상의 센서 네트워크에서 수집된 데이터를 통합할 예정입니다. 해양 부문에서도 이러한 추세는 계속되고 있습니다. ExxonMobil은 가이아나에서 FPSO에 대한 500개 이상의 운영 시나리오를 시뮬레이션하는 디지털 트윈을 활용하고 있습니다. 한편, Baker Hughes는 2024년에 최소 30개 해양 고객사를 위해 원격 운영 트윈을 테스트하고 배포하는 전용 시설을 휴스턴에 개설했습니다.

아시아 태평양 지역의 빠른 도입은 국가 석유 강국들의 지원에 힘입어 가속화되고 있다

아시아 태평양 지역은 국가 전략 이니셔티브에 힘입어 놀라운 민첩성을 보여주고 있습니다. 중국의 국영 석유 회사들은 이 지역 석유 및 가스 시장에서 디지털 트윈 기술 개발을 선도하고 있습니다. 예를 들어, 중국 국영 석유 회사인 CNOOC의 보하이만 스마트 유전은 현재 3,000개 이상의 유정을 통합 디지털 플랫폼에 연결했습니다. 페트로차이나의 타림 유전 또한 400억 세제곱미터의 가스 회수량 증대를 목표로 하는 디지털 트윈 프로젝트를 진행 중인 주요 사례입니다. 호주에서는 우드사이드 에너지의 퍼스 원격 운영 센터가 중앙 집중식 디지털 트윈을 통해 25개 이상의 해상 및 육상 자산을 관리하고 있습니다.

더욱이 동남아시아는 석유 및 가스 시장에서 지역 디지털 트윈의 중요한 성장 허브로 부상하고 있습니다. 페트로너스는 연간 330만 톤의 CO2를 포집하도록 설계된 카사와리 탄소 포집 및 저장(CCS) 프로젝트를 위해 정교한 디지털 트윈을 개발하고 있습니다. 또한, 이 회사는 이미 사람의 개입 없이 500건 이상의 파이프라인 내부 검사를 성공적으로 수행한 트윈 유도 로봇 기술을 활용하고 있습니다. 또 다른 사례로, 2025년 싱가포르에 가동 예정인 새로운 정유 단지는 1,500개 이상의 핵심 제어 루프를 동시에 최적화하는 공정 디지털 트윈을 도입하여 이 지역의 다운스트림 효율성 향상에 대한 집중적인 노력을 보여주고 있습니다.

유럽 ​​시장은 복잡한 해양 및 해저 혁신에 집중하고 있습니다

유럽은 복잡한 해양 환경, 특히 북해에서의 풍부한 전문 지식을 바탕으로 글로벌 석유 및 가스 디지털 트윈 시장에서 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 노르웨이의 에퀴노르는 요한 스베르드룹 유전의 디지털 트윈을 통해 3만 개 이상의 센서에서 수집된 데이터를 처리하여 생산을 최적화하는 선도적인 기업입니다. 이와 유사하게, 아케르 BP는 노아카 유전 개발을 위해 육상 기반 디지털 트윈을 통해 전적으로 관리되는 완전 무인 생산 플랫폼 개념을 개척하고 있습니다. 영국 또한 주요 참여국으로, 애버딘의 넷 제로 기술 센터는 해양 운영 배출량 감축을 목표로 하는 12개의 새로운 디지털 트윈 프로젝트에 2024년까지 자금을 지원했습니다.

또한, 이 지역은 노후 자산의 수명을 연장하고 신규 프로젝트의 위험을 줄이기 위해 기술을 적용하는 데 탁월한 역량을 보여줍니다. 디지털 트윈은 2025년 영국 북해에서 24,000톤급 해상 플랫폼 상부 구조물을 성공적으로 철거하는 계획 수립에 활용되었습니다. 토탈에너지(TotalEnergies) 또한 50개 이상의 노후 해상 플랫폼의 실시간 안전성을 모니터링하기 위해 구조용 디지털 트윈을 도입하고 있습니다. 혁신 측면에서는 노르웨이의 한 스타트업이 2024년에 1,500만 유로의 투자금을 확보하여 10가지 유형의 자율 수중 로봇(AUV)에서 수집한 데이터를 통합하는 수중 디지털 트윈을 개발할 예정입니다.

석유 및 가스 시장의 디지털 트윈 분야 최신 동향 

• 코그나이트, 사우디 아람코로부터 주요 투자 유치 (2024년 2월)
  사우디 아람코의 벤처 투자 부문인 SAEV는 산업 데이터 운영 분야의 선도 기업인 코그나이트에 전략적 투자를 단행하여, 아람코 사업 운영 및 사우디아라비아 산업 생태계 전반의 디지털화 및 디지털 트윈 구축을 가속화하기 위한 파트너십을 강화했습니다.
• 오바로, 파이프라인 모니터링 강화를 위해 컨트롤포인트 인수 (2024년 6월)
  중요 인프라를 위한 원격 모니터링 및 제어 기술 제공업체인 오바로는 컨트롤포인트를 인수하여 가스 및 수도 시설을 위한 고급 데이터 로깅 및 자산 관리 기능을 통합함으로써 파이프라인 디지털 트윈용 데이터 수집 역량을 강화했습니다.
• 세노스코, 포르티노 캐피탈로부터 투자 유치 (2025년 2월)
• 자산 집약적 산업을 위한 자산 건전성 관리 및 디지털 트윈 소프트웨어 개발업체인 세노스코(Cenosco)는 포티노 캐피탈(Fortino Capital)로부터 상당한 투자를 유치하여 제품 로드맵을 가속화하고 석유 및 가스 고객을 대상으로 글로벌 확장을 추진할 예정이다.

석유 및 가스 시장의 글로벌 디지털 트윈 분야 주요 기업 

• 앤시스 주식회사.
• 제너럴 일렉트릭
• IBM 주식회사
• 마이크로소프트 주식회사
• 오라클 코퍼레이션
• PTC 주식회사.
• 로버트 보쉬 GmbH
• SAP SE
• 지멘스 AG
• 스윔.AI
• 그 외 주요 인물들

시장 세분화 개요:

유형별로

• 서술적 쌍둥이
• 유익한 쌍둥이
• 예측 쌍둥이
• 종합 쌍둥이
• 자율 쌍둥이

신청을 통해

• 교련
• 긴급 대피
• 파이프라인
• 지능형 유전
• 온라인 학습 및 교육
• 자산 모니터링 및 유지 관리
• 프로젝트 계획 및 생명주기 관리
• 협업과 지식 공유
• 해양 플랫폼 및 인프라
• 탐사 및 지질학 연구

구성 요소별

• 제품 디지털 트윈
• 프로세스 디지털 트윈
• 시스템 디지털 트윈

배포를 통해

• 온프레미스
• 구름

기업 규모별

• 대기업
• 중소기업(SMEs)

지역별

• 북아메리카
  • 미국
  • 캐나다
  • 멕시코
• 유럽
  • 서유럽
    • 영국
    • 독일
    • 프랑스
    • 이탈리아
    • 스페인
    • 나머지 서유럽
  • 동유럽
    • 폴란드
    • 러시아 제국
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