لقد اعترف لفترة طويلة بأن توليد البخار عامل رئيسي في تحدي إزالة الكربون. إزالة الوقود الأحفوري تدريجيًا واحتضان البدائل الخالية من الكربون أو المنخفضة الكربون هو الهدف الشامل. بعضها مصادر وقود متجددة أو منخفضة الكربون - الطاقة الشمسية الحرارية، والكتلة الحيوية، والهيدروجين، والغاز الحيوي. بعضها طرق لاستعادة أو تخزين أو نقل الحرارة بشكل أكثر استدامة بما في ذلك التخزين الحراري، ومضخات الحرارة، والغلايات الكهربائية التي تعمل بالطاقة المتجددة - كل منها في حالات جاهزية تجارية مختلفة.
يجب تقييم هذه الخيارات بناءً على توفر المواد الأولية، والإطار التنظيمي المحلي، وقدرتها على تلبية الطلب. على سبيل المثال، تحتاج الطاقة الشمسية الحرارية إلى منطقة ذات مستوى عالٍ من أشعة الشمس، بينما بالنسبة للكتلة الحيوية سيكون هناك حاجة لمحاصيل طاقة مخصصة مثل الذرة. يعني هذا التباين أن في بعض الحالات سيكون الحل الأفضل لتوليد بخار منخفض الانبعاثات وفعال من حيث التكلفة على المدى القصير هو استبدال الوسائل التقليدية بمجموعة مرنة من مولّدات الغاز القابلة للتحويل إلى الهيدروجين ومولّدات البخار الكهربائية. استخدام أكثر من تقنية يمكن أن يفتح المرونة التي يوفرها التبديل من وقود إلى آخر، اعتمادًا على سعره النسبي. حتى إذا كان هذا يستلزم تركيب وصيانة سعة إضافية، فإن قيمة تبديل الوقود قد تتفوق على النفقات الإضافية. لا تعتمد جميع الغلايات على مصدر طاقة واحد لإنتاج حرارة متوسطة درجة الحرارة. تتوفر الغلايات الهجينة أو ثنائية النظام التي يمكن أن تعمل على الكهرباء أو الغاز الطبيعي معًا بسهولة. إذا استُخدمت لاستبدال غلاية وقود أحفوري تقليدية، يمكن الاستفادة من الكهرباء المتجددة عند توفرها، مع ضمان استمرارية الغاز الطبيعي. من المرجح أن يكون هذا أكثر اقتصادية عندما تصل الغلاية الحالية إلى نهاية عمرها أو تحتاج إلى أعمال كبرى. التوقيت حاسم، حيث أن أعمار طويلة تتجاوز 30 عامًا معتادة للعديد من الغلايات. هناك تحذيرات أخرى للغلايات الهجينة. بتكلفة تصل إلى 50% أكثر من غلاية الغاز التقليدية، قد لا يُعوَّض هذا بتوفير الطاقة على المدى القريب. ومع ذلك، تُظهر الاتجاهات الأخيرة في إمدادات الطاقة أن تكاليف الكهرباء أكثر مقارنة بالغاز الطبيعي بشكل إيجابي. قد يترجم هذا إلى فترات استرداد أسرع للغلايات ثنائية الوقود والهجينة.
بعيدًا عن التوليد المباشر للبخار، يُعد تخزين الطاقة الحرارية (TES) موضوعًا مهمًا بشكل متزايد. يتيح تخزين الطاقة عند أقل تكلفة، وتخزين تلك الحرارة لساعات أو أيام، وتحريرها عند الحاجة، لا تتطلب البطاريات الحرارية المواد الخام المكلفة والنادرة التي تعتمد عليها معظم البطاريات الأخرى. بعضها يستخدم الخرسانة أو الكربون في حاوية معزولة بسيطة لتخزين الطاقة كحرارة.
يأتي TES بميزة أخرى أيضًا؛ يمكن تكييفه بسهولة مع العمليات الصناعية الحالية. يمكن للكربون مثلًا أن يوفر حرارة تصل إلى 1,500 درجة مئوية، بطاقة كثيفة عالية يمكنها تخزين هذه الحرارة ببصمة صغيرة جدًا. نظرًا لأن منشآت الرياح والطاقة الشمسية يمكن توصيلها من مسافة مع تقليل خسائر الكفاءة، تمتلك البطاريات الحرارية القدرة على المنافسة من حيث التكلفة والتخزين والتسليم التي كانت لفترة طويلة ميزة الوقود الأحفوري. تساعد في إمكانية TES، يبدأ قادة الأعمال مشاريع تجريبي، باستخدام تقنيات TES في بيئات واقعية. تساعد هذه في تطويره من خلال تحديد العوامل الحرجة للنجاح والتعامل مع التحديات المحتملة. ستعزز هذه المشاريع في نهاية المطاف قابلية التوسع وجدوى التقنية. بشكل مشابه، يدعم التعاون بين شركاء الصناعة والمؤسسات الأكاديمية تطوير وتنويع خيارات TES، وتعزيز الابتكار وتحسين موقع سوق TAS. مع استمرار تطور سوق الطاقة في مساره نحو استدامة محسنة، يبدو النهج الهجين مفضلًا. تحتاج الصناعة إلى التوازن بين الموثوقية وتقليل الانبعاثات. في حين أن الوقود الأحفوري، وخاصة الغاز، من المرح أن يلعب دورًا في مزيج الطاقة على الأقل للعقد القادم، مع استمرار توسع المصادر المتجددة، لم يعد الخيار معضلة إما/أو بسيطة.