综述：工业废热回收中有机朗肯循环技术的环境与生命周期评估

这篇综述系统评述了有机朗肯循环（ORC）技术在工业废热回收中的生命周期评估（LCA）研究，聚焦其环境可持续性。通过整合碎片化文献，揭示了关键影响因素（如工质选择、系统配置）及方法论差异，为标准化LCA框架和可持续发展设计提供指导。

　　

ORC技术的绿色革命：从废热回收到生命周期可持续性

Abstract
工业废热回收是提升能源效率和减少碳排放的关键路径，而有机朗肯循环（ORC）因其适应中低温热源的特性成为主流技术。尽管其技术经济性研究已较成熟，但环境可持续性评估仍显碎片化。本文通过系统梳理ORC系统的生命周期评估（LCA）研究，揭示了组件材料（如涡轮机、换热器）和低全球变暖潜能值（GWP）工质对环境影响的核心作用，并呼吁建立标准化评估框架。

Introduction
工业废热占能源输入的20-50%，ORC技术通过简单结构、低维护等优势实现高效转化。然而，现有研究多忽略其全生命周期环境影响，尤其是工质生产与废弃阶段的潜在风险。LCA方法可量化从材料开采到退役的全程影响，但当前ORC相关LCA研究缺乏一致性，亟需整合以指导可持续发展。

ORC-WHR市场概述
全球ORC废热回收市场快速增长，预计年复合增长率达8.3%。典型案例包括钢铁厂余热发电（效率提升12-15%）和化工厂低温热源利用，但环境效益评估仍滞后于商业化进程。

LCA方法论
典型LCA分为目标定义、清单分析、影响评估和结果解释四阶段。ORC研究常用SimaPro/GaBi工具和Ecoinvent数据库，但功能单位（如“每千瓦时发电”）和系统边界（是否包含维护或废弃阶段）的差异导致结果难以横向比较。

工业ORC系统的LCA研究

1. 工质选择：R245fa等高GWP工质虽热力学性能优异，但碳足迹显著；新型低GWP工质（如R1233zd）可减少63%的全球变暖潜势。
2. 系统配置：双压蒸发ORC比单压系统减排18%，但材料消耗增加27%，需权衡优化。
3. 行业差异：水泥厂ORC因高温腐蚀性废气需特种合金，生命周期成本增加40%；而食品加工厂低温ORC的环境效益更显著。

未来展望

1. 标准化：统一功能单位（如“全生命周期CO₂当量/千瓦时”）和系统边界。
2. 数据透明化：公开关键组件（如膨胀机轴承）的物料清单。
3. 协同设计：将LCA嵌入ORC研发初期，优化工质环保性与系统能效的平衡。

Conclusion
ORC技术的净环境效益高度依赖工质和系统设计。未来需通过多学科协作，推动LCA指导下的可持续创新，实现工业废热回收从“能源效率”到“全生命周期绿色化”的跨越。