A geração de vapor há muito é reconhecida como um fator importante no desafio de descarbonização. Eliminar gradualmente os combustíveis fósseis e adotar alternativas livres de carbono ou de menor carbono é a meta geral. Algumas são fontes de combustível renováveis ou de menor carbono - energia solar térmica, biomassa, hidrogênio e biogás. Algumas são métodos de recuperação, armazenamento ou transferência de calor mais sustentáveis, incluindo armazenamento térmico, bombas de calor e caldeiras elétricas que funcionam com renováveis - cada uma delas em diferentes estágios de prontidão comercial.
Estas precisam ser avaliadas quanto à viabilidade com base na disponibilidade de matéria-prima, no arcabouço regulatório operando localmente e em sua capacidade de atender à demanda. Por exemplo, energia solar térmica precisa de uma região com alto nível de luz solar, enquanto para biomassa haverá necessidade de culturas energéticas dedicadas, como milho. Essa variabilidade significa que, em alguns casos, a melhor solução para geração de vapor de baixa emissão e custo eficaz no curto prazo será substituir os meios convencionais por uma combinação flexível de geradores a gás preparados para hidrogênio e geradores de vapor elétricos. Usar mais de uma tecnologia pode abrir a flexibilidade oferecida pela alternância de um combustível para outro, dependendo de seu preço relativo. Embora isso implique na instalação e manutenção de capacidade extra, o valor da alternância de combustível pode superar o gasto adicional. Nem todas as caldeiras dependem de uma única fonte de energia para produzir calor de média temperatura. Caldeiras híbridas, ou de sistema duplo, que podem operar com eletricidade ou gás natural estão prontamente disponíveis. Se usadas para substituir uma caldeira convencional a combustível fósseis, é possível aproveitar a eletricidade renovável quando disponível, com o gás natural garantindo a continuidade. Isso provavelmente será mais econômico quando a caldeira existente atingir o fim de sua vida útil ou precisar de manutenção significativa. O momento é crítico, com vidas úteis longas de mais de 30 anos sendo típicas para muitas caldeiras. Há outras ressalvas sobre caldeiras híbridas. Custando até 50% mais do que uma caldeira a gás convencional, isso pode não ser recuperado pela economia de energia no curto prazo. No entanto, tendências recentes no mercado de energia estão mostrando os custos de eletricidade em comparação com o gás natural de forma mais favorável. Isso pode se traduzir em períodos de retorno mais rápidos para caldeiras de combustível duplo e híbridas.
Longe da geração direta de vapor, o armazenamento de energia térmica (TES) está se tornando um tema cada vez mais importante. Permitindo o armazenamento de energia quando é menos cara, armazenando esse calor por horas ou dias e liberando-o quando necessário, as baterias térmicas não requerem as matérias-primas caras e escassas das quais a maioria das outras baterias depende. Algumas até usam concreto ou carbono em um simples recipiente isolado para armazenar energia como calor.
O TES também vem com outra vantagem; ele pode facilmente ser adaptado a processos industriais existentes. O carbono, por exemplo, pode fornecer calor acima de 1.500°C, com alta densidade energética que pode armazenar esse calor com uma pegada muito pequena. Considerando que instalações eólicas e solares podem ser conectadas a alguma distância com perdas mínimas de eficiência, as baterias térmicas têm o potencial de competir em custo, armazenamento e entrega - que por tanto tempo foram a vantagem dos combustíveis fósseis. Ajudando o potencial do TES, líderes de negócios estão embarcando em projetos piloto, usando tecnologias TES em ambientes reais. Estes auxiliam seu desenvolvimento identificando fatores críticos de sucesso e lidando com desafios potenciais. Tais projetos promoverão em última instância a escalabilidade e viabilidade da tecnologia. Da mesma forma, a colaboração entre parceiros da indústria e instituições acadêmicas está apoiando o desenvolvimento e diversificação das opções de TES, fomentando inovação e melhorando a posição de mercado do TES. À medida que o mercado de energia continua a evoluir em seu caminho rumo à sustentabilidade melhorada, a abordagem híbrida está parecendo favorável. A indústria precisa equilibrar confiabilidade e redução de emissões. Enquanto os combustíveis fósseis, particularmente o gás, provavelmente desempenharão um papel na matriz energética pelo menos na próxima década, à medida que as fontes renováveis continuam a se expandir, a escolha já não é mais um dilema simples de um ou outro.