ORC（orc是什么意思（）发电技术和市场调查）

orc是什么意思（（ORC）发电技术和市场调查）

ORC发电是利用有机工质沸点低的特点，经过与其它热源换热后推动汽轮发电系统做功的一种技术。目前该项技术在海内外都得到了一定的重视，部分项目也已经得到了投运。不过，目前的ORC技术主要是在陆用，比如生物质热电、低热发电、余热发电等领域，但是在其它领域的应用都还处在研究阶段。近期，我对ORC技术进行了一些调查，现将调查结果公布如下。

1.为何要使用ORC技术进行发电？

ORC发电技术是利用有机工质的低沸点特点，可以在70℃以上的热源中进行使用。而在我们的工业生产过程中，会有大量的废热、余热不能做到有效回收利用，而且增加了耗能成本。ORC发电技术的提出为解决这个问题提供了思路。以我国为例，我国工业能耗占能源总量的70%左右,而工业能耗的 60% ~65% 都转化为载体不同、温度不同的工业余热。包括低品位烟气、蒸汽和热水等,回收和利用工业生产过程中的各种余热,既有助于解决我国的能源问题,又可以有效减少工业生产过程中的环境污染,具有重要的意义。

2.ORC发电发展现状如何？

ORC发电技术并不是什么新产物，而是在原有朗肯循环原理上进行了细化，将原来的工质水变成了R245fa等有机工质。理论上说，ORC发电不是新产物，但是在过去几十年时间里，ORC发电技术发展缓慢。主要原因是在过去的时间里，无论是中国还是世界，都是游走在“大快强”的经济发展思路里，对于ORC发电这种节能降耗领域的研究不足。尤其是在各国政策导向方面，大家都没有出台相应完善的配套政策，造成了资本未能大面积的流向ORC发电领域。

不过这一现象在2008年得到了改观，特别是随着《巴黎协定》的签订，各国都在努力控制排碳。在这种情势下，ORC发电再次引起各国的重视，除了基本的使用场景以外，船用、车用等场景也被提及。目前，宝马公司正在研发车用ORC装置，通过收集尾气热量来进行发电，在每辆车都搭载一个小的发电生态体系。

3.ORC发电成本如何？

关于发电成本，这是制约ORC发电不能迅速发展的重要原因。我做过一个调查，建设一4*350MW机组，把所有成本都计算在内的话，投资大约在45亿元人民币左右。那么每kW.h平摊的资本大约是45亿元÷4*350000kW.h≈3214元/kW.h。

而ORC的发电成本是多少呢？根据我们之前的一个投标项目可以做出计算，4MW的装机投资在5000万元人民币左右，那么折算成每kW.h的成本就是12500元/ kW.h。

而现实情况时，ORC的装机普遍不会很大，单机成本则下降很少。按照有关论文调查显示，一般ORC最快成本回收周期是6年，这其中还不包括维护成本，还要考虑机组的运行时长。由于ORC发电一般是作为一套辅助系统出现在企业的生产体系中，它的运行时长等都难以保证，这就造成了成本回收的困难。

4.ORC发电为何成本高？

目前的形态是，欧美ORC发电处在发展期，中国处在待开发期，这也就是说全世界的ORC发电其实处在一个发展的初级阶段。而我国的现状更为复杂，虽然很多人认为我国余热、废热资源丰富，ORC市场前景广阔，但是各个环节上理论研究过多，实际投入过少。这就造成了很多设备的供应不足，价格较高。其中，对于膨胀机的研究也大多存在于理论，无论是透平还是螺杆机，效率也普遍不高，但是价格不菲。工质泵也是如此，目前市场上能提供工质泵的厂家并不多，效率也普遍不高。而有机工质的价格同样不菲，部分工质每公斤的价格都在百元人民币以上。

这些成本过高，就整体上造成了ORC发电成本的偏高。不过归根结底，成本过高是由于研发投入、市场竞争、政策导向都不足。虽然现在很多校企和科研机构都在做研发工作，但更多的是处在理论层面，而市场上真正将研发转化为生产的少之又少。再加上政策不明朗，地方对ORC发电并不感冒，上网电价等方面都没有明确的政策支持。种种因素，造成今天ORC发电的举步维艰。

5.ORC发电有没有必要？

首先，可以肯定的是，很有必要，而且应该大力发展。我们可以回顾一段历史，当初生物质发电的形势也不明朗，很多企业也是处在观望状态，但是国家政策明朗以后，从2000年开始，我国生物质发电进入了高速增长期。跟生物质发电一样，市场就在那里，就看政策导向。而且ORC发电的应用场景更多，因此市场一旦开启，规模可能会更大。

这个产业一旦开启，将带动的是上下游体系的全面发展，成为一个新的产业增长极也不是不可能。更重要的是，ORC发电的初衷就有节能环保的理念在里面，因此对于生态环境的可持续发展意义重大。现在很多校企、科研机构之所以一直在做这项工作，其实也是对于ORC发电的未来充满信心，只是现在没有到发力的时候，所以将更多的精力放在了研发领域。掌握ORC发电这项技术，对于未来产业开启之后的路，将大有裨益。

6.国内有哪些高校和企业在做ORC研发？

高校方面，目前了解到的有十余所院校在做科研工作，包括天津大学、中国科技大学、上海交大、西安交大、沈阳理工等，其实很多工科类的院校多少都有投入，比如清华大学、南京航空航天大学、华中科技大学等。而企业方面，长江动力、南京天加、浙江开山、雪人股份等，也都在这方面进行投入。

7.船用ORC的研发情况？

国内ORC市场目前处于开发阶段，开山股份与银轮股份合作进行过船用ORC的研发，但是后期未形成结果，也没有成为产业。国外对于ORC发电场景的研究较广，有企业将ORC发电技术在船上使用，包括前文所说的宝马公司在试验的车用ORC系统。

有机构以100%CMCR工况下功率为68640kW的某一大型二冲程船舶柴油机为研究对象，使用EES（Equation egineering solver）作为模拟研究工具，对船用ORC发电进行了研究。采用有机朗肯循环系统回收船舶主机低温余热的潜力，在此基础上对循环工质进行了优选。通过对有机朗肯循环系统热力学性能研究分析，获得了系统采用不同有机工质时不同蒸发压力对有机朗肯循环性能的影响，研究结果归纳如下：1）随着蒸发压力的增大，系统输出净功增大，且在靠近临界压力附近时趋于平缓;2）当采用R245fa作为工质时，有机朗肯循环余热回收系统的净输出功最高可达2146kW，占发动机100%CMCR功率的3.13%;3）研究表明，利用有机朗肯循环是回收船舶低品位余热的有效途径，不仅给船舶上提供了电能，而且有效地降低了燃油消耗，从而降低了航行的成本。

综上，我们对ORC的国产化之路可以做出以下判断：

第一，ORC的所有使用场景中，东部地区未来还是以废热利用为主，而地热、光热等资源多集中在西部，因此光热、地热使用ORC的场景会在西部地区。但是目前西部地区电力较为充足，因此发展ORC发电的可能性不大。

第二，船用、车用ORC发电系统会是未来发展的一个方向，可以在一定程度上提高燃油的利用率，达到节能环保的目的。更重要的是，船用和车用ORC发电省去了并网等制约，因此只要技术成熟、设备成本降低，市场前景广阔。

第三，ORC发电市场会在未来的某一个时间被开启，目前拥有该项技术的企业、院校会成为未来市场角逐的主力。