ORC廃熱発電の世界市場規模：用途別、製品別、出力電力別、地域範囲別、予測

ORC廃熱発電の市場規模と予測

ORC廃熱発電の市場規模は、2024年に253億2,000万米ドルと評価され、2031年には635億4,000万米ドルに達すると予測され、予測期間2024-2031年のCAGRは12.19%で成長します。

有機ランキンサイクル（ORC）技術は、従来の蒸気タービンと同様に作動するが、重要な特徴があります。ORCシステムは、水蒸気の代わりに高分子量の有機流体を使用します。

この調整により、閉ループの熱力学サイクル内で優れた電気性能が得られるため、分散型発電に特に適しています。ORCプロセスは、産業活動から排出される廃熱を利用して発電します。

ORCシステムでは、廃熱が有機流体を加熱して気化・膨張させる。この蒸気がタービンを動かして発電し、その電力を現場で使用したり、送電網に供給したりします。

この技術は、バイオマス、地熱、太陽光発電のような再生可能資源や、従来の燃料、工業プロセス、焼却炉、エンジン、ガスタービンからの廃熱など、さまざまなソースからの電力や熱を変換します。

蒸気を発生させるために水を使用する従来のランキンサイクルとは異なり、ORCシステムは、ブタン、ペンタン、ヘキサン、シリコンオイルなどの分子量の大きい有機流体を使用します。

これらの流体は水よりも沸点が低いため、タービンの回転が遅くなり、圧力が下がり、金属部品やブレードの侵食を最小限に抑えることができます。このアプローチは、システムの効率と寿命を高めると同時に、廃熱を有用なエネルギーに効果的に変換します。

世界のORC廃熱発電市場力学

世界のORC廃熱発電市場を形成している主な市場力学は以下の通り：

主な市場促進要因

再生可能エネルギー需要の増加：再生可能エネルギーへの需要増加：再生可能エネルギー技術であるORCシステムは、廃熱を効率的に電力に変換するため、化石燃料や従来のエネルギー源への依存を減らす産業を支援します。この転換は、二酸化炭素排出量の削減に役立つだけでなく、環境の持続可能性も促進します。さらに、ORC廃熱発電システムは、産業界がエネルギー・コストを削減し、エネルギー効率を高め、全体的な収益性を向上させることで、大きな経済的利益をもたらします。

気候変動の緩和：気候変動と環境問題への取り組みが急務となり、各国はよりクリーンで環境に優しい発電技術の導入を推進しています。各国が二酸化炭素排出量を最小限に抑えようと努力する中、よりクリーンなエネルギー生産を促進するORCシステムへの需要が高まっています。さまざまな産業プロセスからの廃熱を利用するORCシステムの能力は、世界的な持続可能性の目標に合致しており、市場の成長をさらに促進しています。

運用上のメリット：ORCシステムの運用上の利点は、人気の高まりに貢献しています。ORC技術に使用されるブタン、ペンタン、ヘキサンなどの有機流体は、水に比べて沸点が低いです。この特性により蒸気圧が高くなり、サイクル効率が向上します。さらに、ORCシステムは低温で効率的に作動するため、機器の寿命を延ばし、メンテナンスの必要性を減らすことができます。これらの要因が相まって、ORC廃熱発電システムの性能と信頼性が向上し、採用の増加と市場の拡大に寄与しています。

エネルギー価格の上昇：エネルギー価格の上昇は、廃熱回収と発電の魅力をますます高めています。従来のエネルギー源のコストが上昇を続ける中、産業界はエネルギー費用を軽減するための代替ソリューションを模索しています。廃熱を電気に変換するORCシステムは、高価な化石燃料への依存を減らし、全体的なエネルギーコストを削減する費用対効果の高い方法です。

エネルギー効率の義務化：政府や産業界によるエネルギー効率向上の義務付けが強化され、ORCシステムの導入が加速しています。世界各地の規制枠組みは、エネルギー効率の改善と環境負荷の低減にますます重点を置くようになっています。ORCシステムは、廃熱を回収・利用する効果的な手段を提供することで、こうした規制に対応し、エネルギー効率規制や持続可能性目標の遵守に貢献します。

ORCシステムの効率向上：ORC技術の進歩が市場成長の原動力となっています。継続的な研究開発努力により、ORCシステムの性能と効率が継続的に向上しています。材料、流体力学、システム設計の革新により、ORCシステムの効率とコスト効率が向上しています。こうした改良がORCシステムの魅力を高め、さまざまな産業プロセスへの適用を拡大し、世界市場での採用をさらに後押ししています。

主な課題

資本集約的：ORCシステムの主な課題の1つは、多額の先行投資です。ORCシステムの購入、設置、維持に伴う高コストは、多くの産業、特に中小企業や資金力の乏しい企業にとって大きな障壁となる可能性があります。必要とされる初期投資は、潜在的な採用者を遠ざけ、市場への浸透を制限する可能性があります。

投資回収期間：もう一つの顕著な制約は、ORCシステムに関連する比較的長い投資回収期間です。エネルギー節約と効率改善によって初期投資を回収するのに必要な期間は長くなる可能性があり、一部の潜在的なユーザーはこの技術にコミットすることを思いとどまるかもしれないです。ORCシステムを検討している産業にとって、投資回収期間の長期化は意思決定における重要な要因となりうる。

限られた出力：ORCシステムは一般に、蒸気タービンやガスタービンといった従来の発電方法と比べて出力が低いです。この制限は、特に大量の電力を必要とする大規模な産業環境への適用を制限する可能性があります。ORCシステムの発電能力は比較的控えめであるため、電力消費量の多い産業のエネルギー需要を満たせない可能性があります。

小規模アプリケーション：ORCシステムは、小規模な用途や特定のニッチ市場に適していることが多いです。その効率と効果は一般に小規模な設備向けに最適化されているため、大規模な事業のエネルギー要件に合致しない場合があります。このため、代替の発電ソリューションがより適切と思われる大規模産業での使用は制限されます。

一貫性のない熱源：ORCシステムの性能と効率は、利用可能な廃熱の一貫性と温度に大きく依存します。利用可能な熱源の変動は、システムの効率的な発電能力に影響を及ぼします。熱源に一貫性がなかったり、変動があったりすると、非効率になり、全体的な出力が低下する可能性があります。

熱源の信頼性：ORCシステムで使用される熱源の信頼性は、安定した発電を維持する上で非常に重要です。信頼性の低い熱源や不安定な熱源は、システム全体の性能と能力に影響を与え、発電の中断や運転効率の低下につながる可能性があります。

主要動向

流体選択の強化：世界の有機ランキンサイクル（ORC）廃熱発電市場における重要な動向のひとつは、先進的な作動流体の開発です。研究者や技術者は、システム効率を向上させるため、さまざまな温度範囲に最適化された新しい有機流体の開発に注力しています。これらの革新的な流体は、効率を高め、運転範囲を拡大することによってORCシステムの性能を向上させ、多様な産業用途や廃熱源への適応性を高めることができます。

熱交換器の改良：もう一つの重要な動向は、熱交換器技術の進歩です。熱伝達率やシステム全体の性能を向上させるため、熱交換器の設計を強化する開発が進められています。これらの技術革新は、熱回収プロセスの効率を最大化し、ORCシステムが廃熱をより効果的に回収・利用できるようにすることを目的としています。より優れた熱交換器は、より効率的な発電に貢献し、ORCシステムの運転コストの削減に役立ちます。

再生可能エネルギーとの統合：ORCシステムと、太陽光、風力、バイオマスなどの再生可能エネルギーとの統合が注目を集めています。ORC技術と再生可能エネルギーを組み合わせることで、産業界は複数のエネルギー源を活用したハイブリッド発電システムを構築できます。この動向は、発電の持続可能性を高めるだけでなく、エネルギー生産の全体的な効率と信頼性を向上させる。ハイブリッド・システムは、化石燃料への依存を減らしながら、より安定したエネルギー供給を可能にします。

スマートORCシステム：デジタル技術の採用により、ORCシステムは「スマート」ソリューションへと変貌を遂げつつあります。スマートORCシステムは、高度なセンサー、IoTデバイス、データ分析を使用して、システムのパフォーマンスをリアルタイムで監視します。この統合により、運転の事前最適化、予知保全、システム管理の強化が可能になります。デジタル技術を活用することで、産業界はORCシステムの効率性と信頼性を向上させ、ダウンタイムとメンテナンスコストを最小限に抑えることができます。

データ主導の意思決定：ORCシステムの最適化において、データ分析が重要な役割を果たしています。データ駆動型の意思決定ツールを使用することで、システム性能のより良い分析、非効率性の特定、コスト削減の機会が可能になります。データを活用することで、産業界は、ORCシステムの効率を高め、運用戦略を改善し、最終的にはより大きなエネルギー節約を達成するための情報に基づいた意思決定を行うことができます。

目次

第1章 世界の排熱発電市場のイントロダクション

• 市場概要
• 調査範囲
• 前提条件

第2章 エグゼクティブサマリー

第3章 VERIFIED MARKET RESEARCHの調査手法

• データマイニング
• バリデーション
• 一次資料
• データソース一覧

第4章 世界の排熱発電市場の展望

• 概要
• 市場力学
  • 促進要因
  • 阻害要因
  • 機会
• ポーターのファイブフォースモデル
• バリューチェーン分析

第5章 排熱発電の世界市場：用途別

• 概要
• 石油精製
• セメント産業
• 重金属製造
• 化学工業
• その他

第6章 世界の排熱発電市場：製品別

• 概要
• 蒸気ランキンサイクル
• 有機ランキンサイクル
• カリーナサイクル

第7章 世界の地域別廃熱発電市場

• 概要
• 北米
  • 米国
  • カナダ
  • メキシコ
• 欧州
  • ドイツ
  • 英国
  • フランス
  • その他欧州
• アジア太平洋
  • 中国
  • 日本
  • インド
  • その他アジア太平洋地域
• 世界のその他の地域
  • ラテンアメリカ
  • 中東・アフリカ

第8章 世界の廃熱発電市場の競合情勢

• 概要
• 各社の市場ランキング
• 主な開発戦略

第9章 企業プロファイル

• Turboden S.p.A.
• Kaishan USA
• Siemens AG
• Boustead International Heaters
• TransPacific Energy Inc.
• General Electric
• Strebl Energy Pvt Ltd.
• Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd.
• Climeon AB
• IHI Corporation

第10章 付録

• 関連調査