馬渕工業所（仙台市）、東京大学生産技術研究所（東京・目黒）、宮城県産業技術総合センター（仙台市）は2023年3月6日、比較的低温の工場廃熱を回収して電力を生み出せる「独立型有機ランキンサイクル（ORC）発電システム」を共同開発したと発表した。80℃の廃温水を想定して運転したところ、発電機を3600rpmで回転させ、電力4.5kWを継続して発電できた。2025年ごろの実用化を目指す。
独立型有機ランキンサイクル（ORC）発電システム
効率を高めた「スクロール式膨張機」（左）を組み込んだ。（出所：新エネルギー・産業技術総合開発機構、馬渕工業所、東京大学生産技術研究所、宮城県産業技術総合センター）
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従来のORC発電システムでは、電力4k～5kWを発電するのに熱量100k～125kWが必要だった。今回は、発電機を回転させる「スクロール式膨張機」の効率を高めるなどの工夫によって、同じ電力を得るのに必要な熱量を60k～75kWに減らしたという。また、廃熱から得た発電出力をリチウムイオン電池（LIB）に蓄電するためのAC-DC変換器も新たに開発し、バッテリーに蓄電する手法も確立した。
新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の調べによると、国内における全廃熱の約7割が200℃未満とされる。廃熱源となる設備の多くは小規模かつ工場内にあるため、廃熱を回収する発電システムには、小型化と高効率化が望まれている。ORC発電システムはエタノールなど100℃未満で気化する有機媒体のランキンサイクル（蒸気サイクル）を利用しており、比較的低温の廃熱を有効活用できる手法として期待されている。例えば、24時間稼働する5kW級の小型ORC発電システムであれば、一般家庭10件分ほどの電力を廃熱から回収できるという。
なお、本事業はNEDOが開発費の一部を助成する「戦略的省エネルギー技術革新プログラム」の一環となる。
