수익성 '빨간불'… AI 도입으로 정유업계 체질 개선 속도

울산 에쓰-오일 샤힌 프로젝트 시공 현장 [사진=에쓰오일]

국내 정유업계가 극심한 저수익 구조에서 벗어나기 위해 AI 기반 디지털 전환을 가속화하고 있다. 지난해 국내 4대 정유사의 평균 영업이익률이 1%를 밑돌며 기존 방식의 한계를 드러낸 가운데, 정유사들은 공정 최적화, 온실가스 감축, 설비 안전성 강화를 위한 AI 기술 도입에 적극 나서고 있다.

23일 업계에 따르면 지난해 SK이노베이션, GS칼텍스, 에쓰오일, 현대오일뱅크 등 국내 4대 정유사의 평균 영업이익률은 0.91%로 1%선이 무너졌다. SK이노베이션의 영업이익률은 0.42%로 가장 낮았으며, GS칼텍스(1.15%)와 에쓰오일(1.25%) 역시 예년보다 크게 하락했다. 원유 가격 상승과 유가 변동성이 지속되면서 원가 부담이 커지고, 정제마진 약세로 수익성이 급격히 악화된 결과다.

정유업계는 정제마진에 따라 실적이 크게 좌우되지만, 원유 가격과 제품 수요의 불확실성이 지속되는 상황에서 단기적인 실적 반등만으로는 안정적인 수익 창출이 어렵다는 지적이 나온다. 최근 글로벌 정제마진이 반등하며 일부 개선 조짐이 보이지만, 원자재 가격 변동성과 경기 둔화 우려를 고려하면 장기적인 수익성을 확보하기 위해 근본적인 산업 구조 개선이 필요하다는 것이 업계의 공통된 견해다.

이에 정유사들은 AI 기술을 도입해 생산성을 높이고 환경 및 안전 규제 대응력을 강화하는 데 심혈을 기울이고 있다. 정유 공정은 복잡한 변수에 의해 운영되는데, AI는 실시간 데이터를 분석해 최적 운전 조건을 자동 조정하고 공정 효율성을 극대화하는 역할을 한다. 업계에 따르면 AI 기반 공정 최적화 시스템을 활용할 경우 에너지 소비를 5~10% 절감할 수 있으며, 예측 정비 시스템을 통해 설비 고장을 사전에 감지해 유지보수 비용도 20~30%가량 줄일 수 있다. 또한 온실가스 배출량을 실시간 모니터링하고 최적 운영 방안을 제시함으로써 갈수록 강화되는 환경 규제에도 적극 대응하고 있다.

국내 정유사들도 AI 기술 도입을 확대하고 있다. SK이노베이션은 AI 기반 폐수처리 시스템을 도입해 환경 규제 대응과 비용 절감 효과를 동시에 거두고 있으며, 에쓰오일은 AI 기반 통합 제조 운영 관리 시스템을 통해 공정 최적화 및 설비 안정성을 높이고 있다. GS칼텍스와 현대오일뱅크 역시 AI 활용 범위를 넓혀 생산성과 운영 효율성을 극대화하는 방안을 모색 중이다.

AI 기술 도입은 단순한 원가 절감 수단을 넘어 장기적인 체질 개선과 경쟁력 강화를 위한 핵심 전략으로 자리 잡고 있다. 글로벌 정유사들은 이미 AI를 활용한 공정 최적화와 예측 정비 시스템을 도입해 생산성을 향상시키고 비용 절감을 실현하고 있다. BP와 셸(Shell)은 AI 기반 데이터 분석을 통해 설비 운영을 최적화하고 있으며, 엑손모빌도 AI를 활용해 에너지 효율을 높이고 있다.

국내 정유사들도 이러한 글로벌 흐름에 발맞춰 디지털 혁신을 가속화할 필요성이 커지고 있다. 정유업계 관계자는 "AI를 통한 디지털 전환은 단순한 기술 도입이 아니라 산업 전반의 구조적 변화를 일으킬 전략적 선택"이라며 "국내 정유업계가 글로벌 경쟁에서 우위를 점하기 위해서는 AI 기반 스마트 생산 체계 구축이 필수적"이라고 강조했다.