Tamaño del mercado global de energía a partir de residuos de ORC por aplicación (refinación de petróleo, industria del cemento, producción de metales pesados, industria química), por producto (ciclo Rankine de vapor, ciclo Rankine orgánico, ciclo Kalina), por potencia de salida (≤ 1 Mwe, > 1 – 5 Mwe, > 5 – 10 Mwe, > 10 Mwe), por alcance geográfico y pronóstico

Tamaño y pronóstico del mercado de conversión de calor residual en energía mediante ORC

El tamaño del mercado de conversión de calor residual en energía mediante ORC se valoró en 25 320 millones de dólares en 2024 y se prevé que alcance los 63 540 millones de dólares en 2031, creciendo a una CAGR del 12,19 % durante el período de pronóstico 2024-2031.

• La tecnología del ciclo orgánico de Rankine (ORC) funciona de manera similar a una turbina de vapor tradicional, pero con una distinción clave. En lugar de vapor de agua, el sistema ORC emplea un fluido orgánico de alta masa molecular.
• Este ajuste conduce a un rendimiento eléctrico superior dentro de un ciclo termodinámico de circuito cerrado, lo que lo hace especialmente adecuado para la generación distribuida. El proceso ORC aprovecha el calor residual de las operaciones industriales para generar electricidad. En un sistema ORC, el calor residual calienta un fluido orgánico, lo que hace que se vaporice y se expanda. Luego, este vapor impulsa una turbina para producir electricidad, que se puede utilizar en el lugar o inyectar a la red eléctrica. La tecnología convierte la energía eléctrica y térmica de varias fuentes, incluidos recursos renovables como biomasa, energía geotérmica y energía solar, así como combustibles tradicionales y calor residual de procesos industriales, incineradores, motores y turbinas de gas. A diferencia de los ciclos Rankine convencionales, que utilizan agua para generar vapor, el sistema ORC utiliza fluidos orgánicos con masas moleculares más altas, como butano, pentano, hexano y aceite de silicona. Estos fluidos tienen puntos de ebullición más bajos que el agua, lo que da como resultado una rotación más lenta de la turbina, una presión reducida y una erosión minimizada de las piezas metálicas y las aspas. Este enfoque mejora la eficiencia y la longevidad del sistema al tiempo que convierte eficazmente el calor residual en energía útil.

Dinámica del mercado global de calor residual a energía ORC

La dinámica clave del mercado que está dando forma al mercado global de calor residual a energía ORC incluye

Impulsores clave del mercado

• Aumento de la demanda de energía renovablelos sistemas ORC, una tecnología de energía renovable, convierten eficientemente el calor residual en electricidad, lo que ayuda a las industrias a reducir su dependencia de combustibles fósiles y fuentes de energía convencionales. Esta transición no solo ayuda a reducir las emisiones de carbono, sino que también promueve la sostenibilidad ambiental. Además, los sistemas de generación de energía a partir de calor residual de ORC ofrecen importantes beneficios económicos al ayudar a las industrias a reducir los costos de energía, mejorar la eficiencia energética e impulsar la rentabilidad general.
• Mitigación del cambio climático la creciente urgencia de abordar el cambio climático y los problemas ambientales impulsa a los países a adoptar tecnologías de generación de energía más limpias y ecológicas. A medida que las naciones se esfuerzan por minimizar sus huellas de carbono, la demanda de sistemas ORC, que facilitan la producción de energía más limpia, está creciendo. La capacidad de los sistemas ORC para aprovechar el calor residual de varios procesos industriales se alinea bien con los objetivos de sostenibilidad global, impulsando aún más el crecimiento del mercado.
• Beneficios operativos Las ventajas operativas de los sistemas ORC contribuyen a su creciente popularidad. Los fluidos orgánicos utilizados en la tecnología ORC, como el butano, el pentano y el hexano, tienen puntos de ebullición más bajos en comparación con el agua. Esta característica da como resultado una mayor presión de vapor y una mejor eficiencia del ciclo. Además, los sistemas ORC funcionan de manera efectiva a temperaturas más bajas, lo que ayuda a extender la vida útil del equipo y reduce las necesidades de mantenimiento. Estos factores mejoran colectivamente el rendimiento y la confiabilidad de los sistemas ORC de generación de energía a partir de calor residual, lo que respalda su creciente adopción y contribuye a la expansión del mercado.
• Aumento de los precios de la energía el aumento de los precios de la energía está haciendo que la recuperación de calor residual y la generación de energía sean cada vez más atractivas. A medida que el costo de las fuentes de energía tradicionales continúa aumentando, las industrias están buscando soluciones alternativas para mitigar sus gastos de energía. Los sistemas ORC, que convierten el calor residual en electricidad, presentan una forma rentable de reducir la dependencia de combustibles fósiles costosos y disminuir los costos generales de energía.
• Mandatos de eficiencia energética la imposición de mandatos de eficiencia energética más estrictos por parte de los gobiernos y las industrias está acelerando la adopción de sistemas ORC. Los marcos regulatorios en todo el mundo se centran cada vez más en mejorar la eficiencia energética y reducir los impactos ambientales. Los sistemas ORC se alinean con estos mandatos al ofrecer un medio eficaz de capturar y utilizar el calor residual, lo que contribuye al cumplimiento de las regulaciones de eficiencia energética y los objetivos de sostenibilidad.
• Eficiencia mejorada del sistema ORC los avances en la tecnología ORC están impulsando el crecimiento del mercado. Los esfuerzos de investigación y desarrollo en curso están mejorando continuamente el rendimiento y la eficiencia de los sistemas ORC. Las innovaciones en materiales, dinámica de fluidos y diseño de sistemas están haciendo que los sistemas ORC sean más eficientes y rentables. Estas mejoras aumentan el atractivo de los sistemas ORC y amplían su aplicabilidad en varios procesos industriales, impulsando aún más su adopción en el mercado global.

Desafíos clave

• Intensidad de capital Uno de los principales desafíos para los sistemas ORC es su importante inversión de capital inicial. Los altos costos asociados con la compra, instalación y mantenimiento de los sistemas ORC pueden ser una barrera importante para muchas industrias, en particular las empresas más pequeñas o aquellas con recursos financieros limitados. El gasto inicial requerido puede disuadir a los posibles adoptantes y limitar la penetración en el mercado.
• Período de recuperación Otra limitación notable es el período de recuperación relativamente largo asociado con los sistemas ORC. El tiempo necesario para recuperar la inversión inicial a través del ahorro de energía y la mejora de la eficiencia puede extenderse, lo que puede disuadir a algunos usuarios potenciales de comprometerse con la tecnología. El período de retorno de la inversión prolongado puede ser un factor crítico en la toma de decisiones para las industrias que consideran los sistemas ORC.
• Salida de energía limitada los sistemas ORC generalmente producen una salida de energía menor en comparación con los métodos tradicionales de generación de energía, como las turbinas de vapor o las turbinas de gas. Esta limitación puede restringir su aplicabilidad, particularmente en entornos industriales a gran escala que requieren cantidades sustanciales de electricidad. La capacidad de generación de energía relativamente modesta de los sistemas ORC puede no satisfacer las demandas energéticas de las industrias de alto consumo de energía.
• Aplicaciones a menor escala los sistemas ORC suelen ser más adecuados para aplicaciones a menor escala o nichos de mercado específicos. Su eficiencia y eficacia generalmente están optimizadas para instalaciones más pequeñas, que pueden no alinearse con los requisitos de energía de las operaciones a gran escala. Esto restringe su uso en contextos industriales grandes, donde las soluciones de generación de energía alternativas pueden ser más apropiadas.
• Fuentes de calor inconsistentes el rendimiento y la eficiencia de los sistemas ORC dependen en gran medida de la consistencia y la temperatura del calor residual disponible. Las variaciones en la disponibilidad de la fuente de calor pueden afectar la capacidad del sistema para generar energía de manera efectiva. Las fuentes de calor inconsistentes o fluctuantes pueden generar ineficiencias y reducir la producción total de energía.
• Confiabilidad de la fuente de calor la confiabilidad de la fuente de calor utilizada en los sistemas ORC es fundamental para mantener una generación de energía constante. Las fuentes de calor poco confiables o inestables pueden afectar el rendimiento y la capacidad generales del sistema, lo que puede provocar interrupciones en la producción de energía y una menor eficiencia operativa.

Tendencias clave

• Selección mejorada de fluidos una tendencia significativa en el mercado global de calor residual para energía del ciclo de Rankine orgánico (ORC) es el desarrollo de fluidos de trabajo avanzados. Los investigadores e ingenieros se están centrando en la creación de nuevos fluidos orgánicos optimizados para varios rangos de temperatura para mejorar la eficiencia del sistema. Estos innovadores fluidos pueden mejorar el rendimiento de los sistemas ORC al aumentar su eficiencia y expandir su rango operativo, haciéndolos más adaptables a diversas aplicaciones industriales y fuentes de calor residual.
• Intercambiadores de calor mejorados Otra tendencia clave es el avance en la tecnología de intercambiadores de calor. Se están desarrollando diseños mejorados de intercambiadores de calor para mejorar las tasas de transferencia de calor y el rendimiento general del sistema. Estas innovaciones apuntan a maximizar la eficiencia de los procesos de recuperación de calor, asegurando que los sistemas ORC puedan capturar y utilizar el calor residual de manera más efectiva. Los mejores intercambiadores de calor contribuyen a una generación de energía más eficiente y pueden ayudar a reducir los costos operativos de los sistemas ORC.
• Integración con energía renovable La integración de los sistemas ORC con fuentes de energía renovables como la solar, la eólica o la biomasa está ganando terreno. Al combinar la tecnología ORC con la energía renovable, las industrias pueden crear sistemas híbridos de generación de energía que aprovechen múltiples fuentes de energía. Esta tendencia no solo mejora la sostenibilidad de la generación de energía, sino que también mejora la eficiencia y confiabilidad generales de la producción de energía. Los sistemas híbridos pueden proporcionar un suministro de energía más consistente y estable, al mismo tiempo que reducen la dependencia de los combustibles fósiles.
• Sistemas ORC inteligentes la adopción de tecnologías digitales está transformando los sistemas ORC en soluciones "inteligentes". Los sistemas ORC inteligentes utilizan sensores avanzados, dispositivos IoT y análisis de datos para monitorear el rendimiento del sistema en tiempo real. Esta integración permite la optimización proactiva de las operaciones, el mantenimiento predictivo y la gestión mejorada del sistema. Al aprovechar las tecnologías digitales, las industrias pueden mejorar la eficiencia y la confiabilidad de sus sistemas ORC al tiempo que minimizan el tiempo de inactividad y los costos de mantenimiento.
• Toma de decisiones basada en datos el análisis de datos está desempeñando un papel crucial en la optimización de los sistemas ORC. El uso de herramientas de toma de decisiones basadas en datos permite un mejor análisis del rendimiento del sistema, la identificación de ineficiencias y oportunidades de reducción de costos. Al aprovechar los datos, las industrias pueden tomar decisiones informadas que mejoren la eficiencia de sus sistemas ORC, mejoren las estrategias operativas y, en última instancia, logren un mayor ahorro de energía.

Análisis regional del mercado global de conversión de calor residual en energía mediante ORC

A continuación, se incluye un análisis regional más detallado del mercado global de conversión de calor residual en energía mediante ORC

Asia Pacífico

• La región de Asia y el Pacífico está surgiendo como una región dominante en el mercado global de conversión de calor residual en energía mediante ciclo orgánico de Rankine (ORC), impulsada por una confluencia de factores que la convierten en un escenario atractivo para la adopción de la tecnología ORC.
• La rápida industrialización en toda la región ha aumentado significativamente la generación de calor residual en diversos sectores, como la fabricación, la generación de energía y el petróleo y el gas.
• La tecnología ORC ofrece una solución convincente para aprovechar este exceso de calor, convirtiéndolo en electricidad valiosa y abordando así el aumento de las demandas de energía al tiempo que optimiza la eficiencia operativa.
• La seguridad energética y la reducción de costos son preocupaciones primordiales para las industrias que luchan con los crecientes costos del combustible y la necesidad de soluciones energéticas sostenibles. Los sistemas ORC ayudan a mitigar estos desafíos al generar energía adicional a partir del calor residual, lo que contribuye a reducir el consumo total de energía y los gastos operativos.
• Además, la implementación de estrictas regulaciones ambientales por parte de los gobiernos de toda la región refleja un compromiso más amplio con la lucha contra la contaminación del aire y el cambio climático. Al utilizar el calor residual, la tecnología ORC desempeña un papel crucial en la minimización de las emisiones de gases de efecto invernadero y la reducción de la dependencia de los combustibles fósiles.
• El apoyo gubernamental acelera aún más la adopción de la tecnología ORC en la región. Varios países están ofreciendo incentivos y subsidios para promover soluciones de energía limpia y renovable, mejorando el potencial de crecimiento del mercado. China, como el mayor centro industrial del mundo, lidera el mercado ORC de Asia-Pacífico, impulsado por su enfoque en iniciativas de energía limpia y un suministro abundante de fuentes de calor residual. En India, la rápida expansión industrial y la creciente demanda de energía están impulsando el crecimiento del mercado ORC, reforzado por políticas gubernamentales que enfatizan la energía renovable y la eficiencia energética. Japón y Corea del Sur, conocidos por sus sectores industriales avanzados, son los primeros en adoptar la tecnología ORC, centrándose en mejorar la eficiencia de las plantas de energía existentes y reducir las emisiones de carbono. Mientras tanto, los países del sudeste asiático como Tailandia, Indonesia y Malasia también están cada vez más interesados en la tecnología ORC debido a su crecimiento industrial y políticas gubernamentales de apoyo a la energía renovable. América del Norte está emergiendo rápidamente como el ciclo orgánico de Rankine (ORC) de calor residual para energía global de más rápido crecimiento El compromiso histórico de la región con las estrictas regulaciones ambientales ha desempeñado un papel fundamental para alentar a las industrias a adoptar tecnologías más limpias. Los sistemas ORC están bien alineados con estas regulaciones, ya que contribuyen a reducciones significativas en las emisiones de gases de efecto invernadero al convertir el calor residual en electricidad utilizable, apoyando así objetivos ambientales más amplios. Además de las presiones regulatorias, existe un enfoque pronunciado en la eficiencia energética en las industrias de América del Norte. Las empresas buscan cada vez más soluciones para mejorar la eficiencia energética y reducir los costos operativos. La tecnología ORC aborda estas necesidades de manera efectiva al recuperar el calor residual de varios procesos industriales y convertirlo en energía adicional. Esto no solo mejora la utilización de la energía, sino que también contribuye al ahorro de costos. La base industrial avanzada de América del Norte impulsa aún más el crecimiento del mercado ORC. La presencia de un sector industrial maduro, que incluye industrias críticas como el petróleo y el gas, los productos químicos y la generación de energía, crea un conjunto sustancial de posibles aplicaciones de ORC.
• Estados Unidos, como actor dominante en el mercado de ORC de América del Norte, cuenta con una cantidad significativa de instalaciones en diversas industrias. El fuerte enfoque del país en la energía limpia y la eficiencia industrial es un importante impulsor de la expansión del mercado.
• Las arenas petrolíferas y la energía geotérmica en Estados Unidos contribuyen al crecimiento del mercado. El clima frío del país también ofrece oportunidades únicas para aplicaciones ORC en calefacción urbana, lo que respalda aún más el desarrollo del mercado.

Mercado global de conversión de calor residual en energía ORCanálisis de segmentación

El mercado de conversión de calor residual en energía ORC está segmentado según la aplicación, el producto, la potencia de salida y la geografía.

Mercado de conversión de calor residual en energía ORC, por aplicación

• Refinación de petróleo
• Industria del cemento
• Producción de metales pesados
• Industria química

Según la aplicación, el mercado global de conversión de calor residual en energía ORC se bifurca en refinación de petróleo, industria del cemento, producción de metales pesados e industria química. El segmento de refinación de petróleo muestra un crecimiento significativo en el mercado global de conversión de calor residual en energía ORC. Las refinerías tienen un alto potencial de calor residual y se genera una gran cantidad de calor durante el proceso, como la destilación, el craqueo y el reformado. Este exceso de calor presenta una oportunidad significativa para la optimización a través de la tecnología del ciclo Rankine orgánico (ORC). La viabilidad económica de los sistemas ORC en refinerías es particularmente convincente dados los altos costos de energía asociados con las operaciones de refinación. Además, los beneficios ambientales de la tecnología ORC son considerables. Al aprovechar el calor residual, las refinerías pueden reducir significativamente su huella de carbono y cumplir mejor con las estrictas regulaciones ambientales, alineando sus operaciones con los objetivos económicos y ecológicos.

Mercado de calor residual a energía ORC, por producto

• Ciclo Rankine de vapor
• Ciclo Rankine orgánico
• Ciclo Kalina

Según el producto, el mercado global de calor residual a energía ORC se bifurca en el ciclo Rankine de vapor, el ciclo Rankine orgánico y el ciclo Kalina. El segmento del ciclo Rankine orgánico muestra un crecimiento significativo en el mercado global de calor residual a energía ORC. Los avances en la tecnología del ciclo Rankine orgánico (ORC), incluidas las mejoras en los fluidos de trabajo y los diseños de sistemas, han ampliado su rango de aplicación y mejorado su eficiencia. La creciente disponibilidad de fuentes de calor residual a menor temperatura ha favorecido aún más la adopción de sistemas ORC. Las políticas gubernamentales de apoyo y los incentivos financieros para la energía renovable y la eficiencia energética están impulsando el crecimiento del mercado. Además, el aumento de los costos de la energía ha hecho que los beneficios económicos de la recuperación del calor residual sean cada vez más evidentes, impulsando un mayor interés e inversión en la tecnología ORC.

Mercado de calor residual a energía ORC, por potencia de salida

• ≤ 1 MWe
• 1 – 5 MWe
• 5 – 10 MWe
• 10 Mwe

Según la potencia de salida, el mercado global de calor residual a energía ORC se bifurca en ≤ 1 MWe, 1-5 MWe, 5-10 MWe, 10 Mwe. El segmento ≤ 1 MWe domina el mercado global de calor residual a energía ORC. El creciente enfoque en la eficiencia energética en operaciones de pequeña escala, combinado con la creciente adopción de fuentes de energía renovables, está impulsando el crecimiento del mercado. La tecnología ORC ofrece varias ventajas para estas aplicaciones, incluyendo menores requisitos de inversión de capital, procesos de instalación más simples y mayor flexibilidad. Estos beneficios hacen que los sistemas ORC sean particularmente atractivos para operaciones de pequeña escala que buscan mejorar la eficiencia energética e integrar soluciones de energía renovable.

Mercado de energía a partir de calor residual de ORC, por geografía

• América del Norte
• Europa
• Asia Pacífico
• Resto del mundo

Según la geografía, el mercado de energía a partir de calor residual de ORC se clasifica en América del Norte, Europa, Asia Pacífico y el resto del mundo. La región de Asia Pacífico está surgiendo como una región dominante en el mercado global de energía a partir de calor residual de ciclo de Rankine orgánico (ORC) debido a una confluencia de factores que la convierten en un escenario atractivo para la adopción de la tecnología ORC. La rápida industrialización en toda la región ha aumentado significativamente la generación de calor residual de diversos sectores, como la fabricación, la generación de energía y el petróleo y el gas. La tecnología ORC ofrece una solución convincente para aprovechar este exceso de calor, convirtiéndolo en electricidad valiosa y abordando así el aumento de las demandas energéticas al tiempo que se optimiza la eficiencia operativa. La seguridad energética y la reducción de costos son preocupaciones primordiales para las industrias que luchan con los crecientes costos del combustible y la necesidad de soluciones energéticas sostenibles. Los sistemas ORC ayudan a mitigar estos desafíos al generar energía adicional a partir del calor residual, lo que contribuye a reducir el consumo energético general y los gastos operativos.

Actores clave

El informe del estudio “ORC Waste Heat to Power Market” proporcionará información valiosa con énfasis en el mercado global, incluidos algunos de los principales actores como Turboden Sp A, Kaishan USA, Siemens AG, Boustead International Heaters, TransPacific Energy, Inc., General Electric, Strebl Energy Pvt Ltd Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Climeon AB e IHI Corporation.

Nuestro análisis de mercado también incluye una sección dedicada exclusivamente a estos actores principales, en la que nuestros analistas brindan una perspectiva de los estados financieros de todos los actores principales, junto con una evaluación comparativa de productos y un análisis FODA. La sección del panorama competitivo también incluye estrategias de desarrollo clave, participación de mercado y análisis de clasificación de mercado de los actores mencionados anteriormente a nivel mundial.

Evolución reciente del mercado global de calor residual para energía ORC

• En septiembre de 2022, Mitsubishi Heavy Industries creó un sistema binario de generación de energía utilizando tecnología ORC. Esta tecnología recicla el calor residual de los motores que queman combustible sin azufre y lo convierte en energía útil. La cartera contiene tres variantes con potencias nominales que van desde 200 kW a 700 KW, que pueden alimentar una variedad de tipos de embarcaciones.
• En noviembre de 2021, Alfa Laval desarrolló y vendió de forma remota sus soluciones ORC como un conjunto completo de equipos marinos. La empresa ofrece productos de vanguardia para descontaminar, purificar y reciclar recursos, y aumentar la eficiencia de los activos existentes. En septiembre de 2022, Mitsubishi Heavy Industries Marine Machinery & Equipment Co., Ltd. (MHI-MME) desarrolló un sistema de generación de energía binaria de vanguardia utilizando tecnología de ciclo orgánico de Rankine (sistema WHR-ORC). El sistema está diseñado para recuperar el calor residual de los motores que queman combustible sin azufre, que se están volviendo cada vez más populares en la transición hacia una sociedad baja en carbono y descarbonizada. El producto viene en tres variantes con potencias nominales que van desde 200 kW a 700 kW, lo que lo hace adecuado para varios tipos de embarcaciones. En abril de 2022, Climeon AB presentó el Climeon HeatPower 300 Marine a la industria de cruceros en Seatrade Cruise Global en Miami. Esta es la última generación de energía térmica de la empresa. El Climeon HeatPower 300 Marine es un producto de recuperación de calor residual diseñado para generar energía renovable. El calor residual de baja temperatura se genera a bordo en condiciones marinas.
• El 12 de febrero de 2021, Siemens Energy anunció una colaboración con TC Energy Corporation (una empresa canadiense) y firmó un contrato