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양자 시뮬레이션과 해체 트윈은 석유 및 가스 시장에서 디지털 트윈의 새로운 가치 사슬을 열어줍니다.

• 양자 기반 컴퓨팅을 적용하여 디지털 트윈 내에서 매우 복잡한 최적화 문제를 해결함으로써 중요한 기회가 생겨나고 있습니다. 예를 들어, 기업들은 정유소의 촉매 분해 공정을 최적화하기 위해 이러한 고급 알고리즘을 연구하고 있는데, 이 공정에는 기존 컴퓨터로는 실시간으로 해결하기 어려운 수천 개의 변수가 포함됩니다. 마찬가지로, 이러한 접근 방식은 저류층 모델링을 위한 지진 데이터 해석을 획기적으로 개선할 수 있습니다. 결과적으로, 이전에는 해결하기 어려웠던 이러한 문제들을 해결할 수 있는 능력은 전문 서비스 제공업체에게 강력한 경쟁 우위와 고부가가치 틈새 시장을 제공합니다.
• 자산 해체 분야에서 디지털 트윈을 위한 상당한 신시장이 창출되고 있습니다. 업계는 수천 개의 노후화된 해상 및 육상 자산을 안전하게 폐기해야 하는 엄청난 과제에 직면해 있습니다. 디지털 트윈은 해체 수명 주기 전체를 ​​면밀히 계획하고 시뮬레이션할 수 있는 탁월한 기회를 제공합니다. 여기에는 구조 해체 모델링, 4D 정밀도를 활용한 해저 유정 플러깅 및 폐기 계획, 그리고 장기적인 환경 영향 예측이 포함됩니다. 따라서 운영자는 수십억 달러 규모의 이러한 프로젝트의 위험을 크게 줄이고, 규정 준수를 보장하며, 비용을 최적화할 수 있습니다.

동적 지하 쌍둥이는 고위험 탐사 결정의 위험을 줄이고 있습니다.

석유 및 가스 시장에서 디지털 트윈에 대한 현재 수요를 결정하는 주요 요인은 탐사 중 지하 불확실성을 줄이는 데 집중하고 있다는 것입니다. 단일 심해 건식 시추공 시추 비용은 1억 5천만 달러를 초과할 수 있으며, 이는 더욱 정확한 지질 모델에 대한 시급한 필요성을 야기합니다. 이에 따라 차세대 지하 디지털 트윈은 현재 50가지 이상의 다양한 지질 및 지구물리 데이터 스트림을 동시에 통합합니다. 이러한 동적 모델은 방대한 규모를 자랑하며, 단일 고해상도 저류층 시뮬레이션에는 1억 개 이상의 활성 그리드 셀이 포함되어 세밀한 정확도를 보장합니다.

더욱이 이러한 시스템은 실시간 업데이트를 위해 구축되었습니다. 선도적인 운영사의 트윈 시스템은 현재 매주 활성 탐사 현장에서 5테라바이트(TB)의 새로운 지진 및 시추 데이터를 수집하고 처리합니다. 이 살아있는 모델은 시추 계획 주기를 6개월에서 단 45일로 단축하는 데 성공했습니다. 결과적으로 지구과학자들은 이전에는 불가능했던 200가지가 넘는 다양한 시추 시나리오를 하루에 시험할 수 있습니다. 이러한 기능 덕분에 한 회사는 2024년에 계획된 3개의 시추공을 정밀하게 재배치하여 약 2,500만 배럴의 추가 매장량을 확보했습니다.

로봇 통합으로 자율 운영 트윈에 대한 수요 증가

석유 및 가스 시장에서 디지털 트윈을 형성하는 또 다른 중요한 측면은 로봇 기술을 통해 자율 운영이 가속화되고 있다는 것입니다. 수요가 수동 모니터링 트윈에서 능동형 지휘통제 시스템으로 전환되고 있습니다. 예를 들어, 새로운 북해 플랫폼은 단 15명의 현장 인력을 위해 설계되었으며, 디지털 트윈은 20대의 자율 로봇을 일상적인 작업에 배치합니다. 이러한 로봇 플랫폼은 데이터 처리의 중심지입니다. 플레어 스택에 대한 단일 드론 검사 임무는 현재 8만 개 이상의 고화질 이미지와 열 데이터 포인트를 수집합니다.

이러한 통합은 정량화된 안전성과 효율성을 제공하며, 석유 및 가스 시장에서 디지털 트윈에 대한 수요를 더욱 촉진하고 있습니다. 한 회사는 2025년까지 쌍방향 로봇 크롤러를 도입하여 고위험 수동 검사 5,000시간을 단축했습니다. 이 크롤러는 사람의 개입 없이 2km가 넘는 복잡한 내부 배관에 접근하여 검사할 수 있습니다. 디지털 트윈은 수신 데이터를 처리하여 10분 이내에 자산의 상태를 업데이트합니다. 이러한 시스템 덕분에 한 운영자는 주요 자산의 연간 유지보수 관련 보험료를 200만 달러 절감하여 투자에 대한 명확한 재정적 정당성을 확보했습니다.

부분 분석 

Informative Twins는 전략적 의사 결정을 위한 탁월한 통찰력을 제공합니다.

정보형 트윈(Informative Twin) 부문은 석유 및 가스 시장에서 27%의 인상적인 시장 점유율을 차지하며 글로벌 디지털 트윈을 주도하고 있습니다. 이는 기업이 원시 데이터를 실행 가능한 인텔리전스로 변환할 수 있도록 지원하기 때문입니다. 이러한 정교한 디지털 복제본은 자산 및 운영에 대한 포괄적이고 맥락화된 뷰를 제공하며, 과거 데이터와 실시간 데이터를 완벽하게 통합하여 전체적인 이해를 구축합니다. 결과적으로 엔지니어와 의사 결정권자는 다양한 시나리오를 시뮬레이션하고 미래 성과를 예측하며, 자본 집약적인 산업에서 매우 중요한 정보에 기반한 전략적 결정을 내릴 수 있습니다. 복잡한 정보를 쉽게 이해할 수 있는 형식으로 시각화하고 분석하는 능력은 효율성과 안전성을 크게 향상시킵니다.

석유 및 가스 시장의 디지털 트윈에서 정보 트윈은 단일 진실 소스를 제공함으로써 탐사 및 생산부터 재무까지 부서 간에 흔히 존재하는 데이터 사일로를 효과적으로 해소합니다. 이러한 협업 환경은 더 나은 소통과 전략적 연계를 촉진하여 자원 배분을 최적화하고 프로젝트 실행을 간소화합니다. 단순히 분리된 데이터 포인트가 아닌 심층적인 맥락을 제공하는 핵심 가치는 경쟁 우위를 확보하려는 기업에게 이 분야를 매우 중요하게 만듭니다. 또한, AI와 머신러닝의 통합은 정보 트윈의 예측 능력을 향상시켜 잠재적 문제를 조기에 감지할 수 있도록 합니다.

• 한 다국적 석유 및 가스 회사의 디지털 트윈은 시기적절한 예측을 위해 해상 플랫폼 장비를 모니터링합니다.
• 정보적 쌍둥이는 저수지 조건을 시뮬레이션하여 생산 속도를 예측하고 최적의 추출 전략을 개발할 수 있습니다.
• 디지털 트윈은 다양한 탐사 시나리오를 시뮬레이션하기 위해 석유 및 가스 저장소의 가상 모델을 만드는 데 사용되고 있습니다.

프로세스 디지털 트윈은 운영 우수성과 효율성을 선도합니다.

시장 매출의 46% 이상을 차지하는 프로세스 디지털 트윈 부문은 기업들이 전체 운영 워크플로우를 시뮬레이션하고 최적화할 수 있도록 지원함으로써 석유 및 가스 시장에서 글로벌 디지털 트윈을 선도하고 있습니다. 개별 자산에 초점을 맞춘 트윈과 달리, 프로세스 디지털 트윈은 시추 작업, 정제 공정 또는 전체 액화천연가스(LNG) 생산 체인과 같이 복잡하고 상호 연결된 시스템을 복제합니다. 이러한 전체론적 관점을 통해 운영자는 병목 현상을 파악하고, 위험 없는 가상 환경에서 새로운 전략을 테스트하고, 매개변수를 미세 조정하여 생산량을 극대화하는 동시에 에너지 소비와 배출량을 최소화함으로써 운영 우위를 확보할 수 있습니다.

석유 및 가스 시장에서 글로벌 디지털 트윈 부문의 우위는 상당한 비용 절감 및 효율성 향상과 직결됩니다. 예를 들어, 한 주요 업체는 프로세스 트윈을 활용하여 전체 LNG 운영의 복제본을 생성하고, 이를 통해 중요한 비효율성을 성공적으로 파악하고 해결하는 시뮬레이션을 구현했습니다. 마찬가지로, 전체 시추 공정을 모델링함으로써 기업은 진흙 흐름 및 토크와 같은 매개변수를 실시간으로 최적화하여 운영 위험을 크게 줄이고 시추 속도를 향상시킬 수 있습니다. 물리적 위험 없이 전체 생산 시스템에 대한 "가상(what-if)" 시나리오를 실행할 수 있는 혁신적인 기능은 석유 및 가스 시장의 판도를 바꿀 것입니다.

• 프로세스 트윈은 압력, 온도, 유량이 우물 관리에 미치는 영향을 모델링할 수 있습니다.
• 프로세스 쌍을 사용하여 LNG 작업을 시뮬레이션하면 병목 현상을 식별하고 제거하는 데 도움이 됩니다.
• 다양한 드릴링 매개변수를 모델링함으로써 회사는 자원을 배치하기 전에 최적의 전략을 파악할 수 있습니다.

자산 모니터링 및 유지 관리로 가동 시간 늘리고 비용 절감

'자산 모니터링 및 유지보수' 부문은 석유 및 가스 시장 디지털 트윈 분야에서 19% 이상의 시장 점유율을 확보하고 업계의 가장 중요한 과제 중 하나인 예상치 못한 가동 중단 문제를 직접 해결함으로써 독보적인 입지를 굳건히 하고 있습니다. 이 부문의 디지털 트윈은 펌프, 터빈, 파이프라인과 같은 중요 장비의 가상 복제본을 생성하고 실시간 센서 데이터를 활용하여 장비의 상태와 성능을 지속적으로 모니터링합니다. 이러한 지속적인 감시 기능과 예측 분석 기능을 결합하면 기업은 장비 고장을 사전에 예측하여 사후 대응적 유지보수 전략에서 선제적 유지보수 전략으로 전환할 수 있습니다. 이러한 기능은 생산 중단으로 인한 비용 손실을 획기적으로 줄이고 귀중한 자산의 수명을 연장합니다.

예측 유지보수의 재정적 효과는 실로 엄청납니다. 단일 굴착 장치의 경우, 예상치 못한 작업 중단을 방지하면 매달 약 303만 유로를 절약할 수 있습니다. BP는 석유 및 가스 시장에서 디지털 트윈 기술을 성공적으로 활용하여 해양 장비를 모니터링함으로써 유지보수 비용을 절감하고 운영 효율성을 향상시켰습니다. 상세하고 데이터가 풍부한 가상 모델을 구축함으로써 유지보수 팀은 원격으로 문제를 진단하고, 더욱 효과적으로 개입 계획을 세우고, 필요할 때 적절한 부품과 인력을 확보할 수 있습니다. 이러한 이점은 석유 및 가스 시장에서 디지털 트윈의 성장을 더욱 가속화합니다.

• 북해 해상 프로젝트에서 디지털 트윈을 구현한 결과, 특정 자산의 프로젝트 비용이 200만 유로 이상 절감되었습니다.
• 쉐브론은 디지털 트윈을 활용해 중요한 유지 관리 문제를 해결하고 있으며, 이를 통해 매년 수백만 달러를 절감할 수 있습니다.
• 한 연구에 따르면 2015년부터 2022년까지 석유 및 가스 부문에서 발생한 2,100건 이상의 중상은 보다 나은 유지 관리 관행을 통해 예방할 수 있었으며, 디지털 트윈이 이러한 공백을 메울 수 있습니다.

클라우드 배포는 비교할 수 없는 확장성과 접근성을 제공합니다.

70.9%가 넘는 압도적인 시장 점유율로 부동의 선두주자로 부상하고 있는 클라우드 부문은 석유 및 가스 시장 디지털 트윈 분야에서 독보적인 위치를 점하고 있습니다. 클라우드 플랫폼은 뛰어난 확장성, 비용 효율성, 그리고 전 세계 원격 운영 지원 능력에 기반을 두고 있습니다. 클라우드 플랫폼은 온프레미스 하드웨어에 대한 막대한 초기 투자 없이도 복잡한 디지털 트윈 시뮬레이션을 실행하는 데 필요한 엄청난 연산 능력과 데이터 저장 용량을 제공합니다. 결과적으로, 디지털 트윈 기술에 대한 접근성이 향상되어 소규모 사업자라도 강력한 이점을 활용하고 더욱 효과적으로 경쟁할 수 있습니다.

더욱이 클라우드 기반 디지털 트윈은 지리적으로 분산된 팀 간의 원활한 실시간 데이터 통합 ​​및 협업을 용이하게 합니다. 이는 전 세계에 자산을 분산한 다국적 석유 및 가스 기업에 필수적인 기능입니다. 본사의 엔지니어는 공유되고 안전한 클라우드 환경을 통해 해상 플랫폼을 모니터링하고, 현장 기술자와 협업하고, 실시간 데이터를 사용하여 시뮬레이션을 실행할 수 있습니다. 프로젝트 요구에 따라 리소스를 신속하게 확장하거나 축소할 수 있는 유연성은 상당한 운영상의 이점을 제공하며, 클라우드 구축이 널리 채택되는 주된 이유입니다.

• 클라우드 플랫폼을 사용하면 사용자 피드백을 기반으로 디지털 트윈 모델을 빠르게 업데이트하고 개선할 수 있습니다.
• 석유 및 가스 자산의 IoT 센서에서 생성되는 엄청난 양의 데이터를 처리하려면 클라우드의 확장성이 필수적입니다.
• 클라우드 솔루션을 사용하면 IT 인프라에 대한 사전 투자가 크게 필요 없으므로 진입 장벽이 낮아집니다.

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지역분석 

북미 시장 지배력은 탁월한 확장성에 의해 좌우됩니다.

북미는 석유 및 가스 시장에서 32.80%가 넘는 압도적인 시장 점유율로 디지털 트윈을 주도하고 있습니다. 핵심 요인은 미국 셰일가스 시장에서의 디지털 트윈 도입 규모입니다. 셰브론은 퍼미안 분지에서 "디지털 팩토리" 모델을 구축하여 2025년까지 1만 개 이상의 활성 유정을 중앙 분석 플랫폼에 연결하는 것을 목표로 하고 있습니다. 마찬가지로, 이 지역의 한 주요 운영사는 현재 셰일가스 운영에서 매일 20테라바이트가 넘는 생산 데이터를 처리하고 있습니다. 휴스턴 기술 생태계는 디지털 트윈의 핵심 요소로, 2024년에만 50개 이상의 전문 디지털 트윈 스타트업이 벤처 자금을 지원받았습니다.

더욱이 캐나다 사업은 북미 석유 및 가스 시장에서 디지털 트윈의 리더십을 유지하는 데 크게 기여하고 있습니다. 앨버타에 위치한 Suncor의 오일샌드 업그레이더는 5만 개 이상의 개별 자산 상태 매개변수를 실시간으로 모니터링하는 디지털 트윈을 장착하고 있습니다. 또 다른 예로, 2025년 가동을 앞두고 있는 캐나다의 한 LNG 시설은 10만 개 이상의 센서 네트워크에서 수집된 데이터를 통합할 예정입니다. 해양 부문에서도 이러한 추세는 계속되고 있습니다. 엑손모빌의 가이아나 사업은 현재 자사 FPSO에 대한 500개 이상의 운영 시나리오를 시뮬레이션하는 디지털 트윈을 활용하고 있습니다. 한편, 베이커 휴즈는 2024년 휴스턴에 신규 시설을 개장하여 최소 30개 해양 고객을 대상으로 원격 운영 트윈을 테스트하고 배포할 예정입니다.

아시아 태평양 지역의 빠른 도입은 국내 석유 챔피언에 의해 촉진됩니다.

아시아 태평양 지역은 전략적 국가적 이니셔티브를 기반으로 놀라운 민첩성을 보여주고 있습니다. 중국 국영 석유 회사들은 이 지역 석유 및 가스 시장에서 디지털 트윈을 선도하고 있습니다. 예를 들어, CNOOC의 보하이만 스마트 유전은 현재 3,000개 이상의 유정이 통합 디지털 플랫폼에 연결되어 있습니다. 페트로차이나의 타림 유전 또한 주요 지역으로, 가스 회수율을 400억 세제곱미터(㎥) 증가시키는 것을 목표로 하는 디지털 트윈 프로젝트를 진행하고 있습니다. 호주에서는 퍼스에 위치한 우드사이드 에너지의 원격 운영 센터가 중앙 집중식 디지털 트윈을 통해 25개 이상의 해상 및 육상 자산을 관리하고 있습니다.

더욱이 동남아시아는 석유 및 가스 시장의 지역 디지털 트윈 분야에서 중요한 성장 허브로 부상하고 있습니다. 페트로나스는 연간 330만 톤의 이산화탄소를 포집하도록 설계된 카사와리 탄소 포집 및 저장(CCS) 프로젝트를 위해 정교한 디지털 트윈을 개발하고 있습니다. 또한, 페트로나스는 트윈 가이드 로봇을 활용하여 이미 500건 이상의 파이프라인 내부 검사를 무인으로 성공적으로 수행했습니다. 또 다른 개발 사례로, 2025년 싱가포르에 건설될 새로운 정유 단지는 1,500개 이상의 중요 제어 루프를 동시에 최적화하는 프로세스 디지털 트윈을 구축하여, 이 지역이 다운스트림 효율성에 집중하고 있음을 보여줍니다.

유럽 ​​시장은 복잡한 해양 및 해저 혁신에 집중

석유 및 가스 시장에서 유럽의 입지는 특히 북해를 비롯한 복잡한 해양 환경 관리에 대한 심층적인 전문성을 바탕으로 합니다. 노르웨이의 에퀴노르(Equinor)는 3만 개 이상의 센서에서 수집된 데이터를 처리하여 생산을 최적화하는 요한 스베드럽(Johan Sverdrup) 필드 디지털 트윈을 통해 업계를 선도하고 있습니다. 마찬가지로, 아케르 BP(Aker BP)는 NOAKA 필드 개발을 위한 완전 무인 생산 플랫폼 개념을 선도하고 있으며, 이는 전적으로 해안 기반 디지털 트윈을 통해 관리될 예정입니다. 영국 또한 주요 참여국입니다. 애버딘에 위치한 넷제로 기술 센터(Net Zero Technology Centre)는 2024년까지 해양 운영 배출량 감축을 목표로 12개의 새로운 디지털 트윈 프로젝트에 자금을 지원했습니다.

또한, 이 지역은 노후 자산의 수명을 연장하고 신규 프로젝트의 위험을 줄이는 데 이 기술을 적용하는 데 탁월한 역량을 보이고 있습니다. 2025년 영국 북해에서 24,000톤 규모의 플랫폼 상부 구조물을 성공적으로 철거하는 계획에는 디지털 트윈이 사용되었습니다. TotalEnergies는 또한 50개 이상의 노후 해양 플랫폼의 실시간 무결성을 모니터링하기 위해 구조적 디지털 트윈을 구축하고 있습니다. 혁신 측면에서는 노르웨이의 한 스타트업이 2024년에 1,500만 유로를 투자받아 10가지 유형의 자율 수중 차량(AUV) 데이터를 통합하는 해저 디지털 트윈을 개발했습니다.

석유 및 가스 시장의 디지털 트윈에 대한 최신 동향 

• Cognite, Saudi Aramco로부터 대규모 투자 확보(2024년 2월)
  Saudi Aramco의 벤처 부문인 SAEV는 산업 DataOps 분야의 선두주자인 Cognite에 전략적 투자를 단행하여 Aramco의 운영과 더 광범위한 사우디 아라비아 산업 생태계 내에서 디지털화와 디지털 트윈 생성을 가속화하기 위한 파트너십을 강화했습니다.
• 오바로, 파이프라인 모니터링 강화를 위해 ControlPoint 인수(2024년 6월)
  중요 인프라를 위한 원격 모니터링 및 제어 기술 공급업체인 오바로는 ControlPoint를 인수하여 가스 및 수도 공급 업체를 위한 고급 데이터 로깅과 자산 관리를 통합함으로써 파이프라인 디지털 트윈에 대한 데이터 수집 역량을 강화했습니다.
• Cenosco, Fortino Capital로부터 투자 유치(2025년 2월)
• 자산 집약 산업을 위한 자산 무결성 관리 및 디지털 트윈 소프트웨어 개발사인 Cenosco는 Fortino Capital로부터 상당한 투자를 받아 석유 및 가스 고객을 대상으로 제품 로드맵과 글로벌 확장을 가속화했습니다.

석유 및 가스 시장의 글로벌 디지털 트윈의 최고 기업 

• 앤시스, Inc.
• 제너럴일렉트릭
• IBM 주식회사
• 마이크로소프트사
• 오라클 주식회사
• PTC 주식회사
• 로버트 보쉬 GmbH
• SAP SE
• 지멘스 AG
• SWIM.AI
• 그 외 저명한 선수들

시장 세분화 개요:

유형별

• 설명적 쌍둥이
• 유익한 쌍둥이
• 예측 쌍둥이
• 종합 트윈
• 자율 쌍둥이

애플리케이션 별

• 교련
• 긴급 대피
• 파이프라인
• 지능형 유전
• 가상 학습 및 훈련
• 자산 모니터링 및 유지 관리
• 프로젝트 계획 및 수명주기 관리
• 협업 및 지식 공유
• 해양 플랫폼 및 인프라
• 탐사 및 지질 연구

구성요소별

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

배포별

• 온프레미스
• 구름

기업 규모별

• 대기업
• 중소기업(SME)

지역별

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