La generación de vapor ha sido reconocida durante mucho tiempo como un factor importante en el desafío de descarbonización. Eliminar gradualmente los combustibles fósiles y adoptar alternativas libres de carbono o de menor carbono es el objetivo principal. Algunas son fuentes de combustible renovables o de menor carbono: energía solar térmica, biomasa, hidrógeno y biogás. Algunas son métodos de recuperación, almacenamiento o transferencia de calor más sostenibles incluyendo almacenamiento térmico, bombas de calor y calderas eléctricas que funcionan con renovables; cada una de ellas se encuentra en diferentes estados de preparación comercial.
Estas necesitan ser evaluadas por viabilidad basándose en la disponibilidad de materia prima, el marco regulatorio que opera localmente y su capacidad para satisfacer la demanda. Por ejemplo, la energía solar térmica necesita una región con un alto nivel de luz solar, mientras que para la biomasa habrá un requisito de cultivos energéticos dedicados, como el maíz. Esta variabilidad significa que en algunos casos la mejor solución para la generación de vapor de bajo coste y bajas emisiones a corto plazo será reemplazar los medios convencionales con una combinación flexible de generadores de gas listos para hidrógeno y generadores de vapor eléctricos. Usar más de una tecnología puede abrir la flexibilidad ofrecida al cambiar de un combustible a otro, dependiendo de su precio relativo. Aunque esto implica la instalación y mantenimiento de capacidad adicional, el valor del cambio de combustible puede superar el gasto adicional. No todas las calderas dependen de una sola fuente de energía para producir calor a temperatura media. Las calderas híbridas o de doble sistema que pueden operar tanto con electricidad como con gas natural están fácilmente disponibles. Si se usan para reemplazar una caldera de combustible fósil convencional, es posible aprovechar la electricidad renovable cuando esté disponible, con el gas natural asegurando la continuidad. Esto probablemente será más económico cuando la caldera existente llegue al final de su vida útil o necesite trabajos importantes. El timing es crítico, con largas vidas útiles de más de 30 años siendo típicas para muchas calderas. Hay otras advertencias para las calderas híbridas. Costando hasta un 50% más que una caldera de gas convencional, esto puede no ser compensado por los ahorros en energía a corto plazo. Sin embargo, las tendencias recientes en el suministro energético muestran que los costes de electricidad comparados con el gas natural son más favorables. Esto podría traducirse en períodos de recuperación más rápidos para las calderas de doble combustible e híbridas.
Fuera de la generación directa de vapor, el almacenamiento de energía térmica (TES) se está convirtiendo en un tema cada vez más importante. Permitiendo el almacenamiento de energía cuando es menos costosa, almacenando ese calor durante horas o días, y liberándolo cuando se necesita, las baterías térmicas no requieren las materias primas costosas y escasas en las que dependen la mayoría de las otras baterías. Algunas incluso usan concreto o carbono en un simple contenedor aislado para almacenar energía como calor.
TES viene con otra ventaja también; puede adaptarse fácilmente a procesos industriales existentes. El carbono, por ejemplo, puede entregar calor a más de 1.500°C, con una alta densidad energética que puede almacenar este calor con una huella muy pequeña. Dado que las instalaciones eólicas y solares pueden conectarse desde cierta distancia con pérdidas mínimas de eficiencia, las baterías térmicas tienen el potencial de competir en coste, almacenamiento y entrega que durante tanto tiempo han sido la ventaja de los combustibles fósiles. Ayudando al potencial de TES, los líderes empresariales están embarcándose en proyectos piloto, usando tecnologías TES en entornos reales. Estos ayudan a su desarrollo identificando factores críticos de éxito y abordando desafíos potenciales. Tales proyectos promoverán en última instancia la escalabilidad y viabilidad de la tecnología. De manera similar, la colaboración entre socios industriales y cuerpos académicos está apoyando el desarrollo y la diversificación de las opciones TES, fomentando la innovación y mejorando la posición en el mercado de TES. A medida que el mercado energético continúa evolucionando en su camino hacia una mejor sostenibilidad, el enfoque híbrido se ve favorable. La industria necesita equilibrar la fiabilidad y las reducciones de emisiones. Mientras los combustibles fósiles, particularmente el gas, probablemente seguirán siendo parte de la combinación energética durante al menos la próxima década, a medida que las fuentes renovables continúan expandiéndose, la elección ya no es un dilema simple de uno u otro.
