הסכם פריס הבליט את הדחיפות של החלפת פחם וגז בחשמל נקי. טכנולוגיות להמרה ואחסון של אנרגיה- Power to Heat ו- Power to Gas(טכנולוגיות הממירות אנרגיה חשמלית לדלק גזי או לחום) עשויות למלא תפקיד מכריע במעבר הזה. היתרון העיקרי של שתי הגישות הוא יכולתן לפעול כנקודת ממשק בין ייצור חשמל וחימום וענפי התחבורה, שהראו עד כה התקדמות מועטה בלבד במעבר לאספקת אנרגיה נקייה יותר. מתקני Power to Gas הופכים עודפי חשמל ירוק למימן ומתאן, בעוד שמתקני Power to Heatמשתמשים בעודפי החשמל הירוק לייצור חום. הדבר מפחית מצד אחד את הנזק הסביבתי של התחבורה והחימום ומצד שני מונע בזבוז של חשמל סולארי ורוח. עבור כלל מערכת האנרגיה, זהו מצב של win-win. למרות זאת, הטכנולוגיות עדיין צריכות להגדיל את הפופולאריות שלהן כיוון ששימוש נמוך באנרגיות מתחדשות גורם לכך שהן אינן כדאיות כלכלית כרגע.
במדינות בעלות מגזר אנרגיות מתחדשות משגשג, העניין בטכנולוגיות הממירות אנרגיה חשמלית גדל. דנמרק, למשל, כבר פורסת מתקני Power to Heat בהיקף גדול כדי להפעיל מערכות חימום מחוזיות עם חשמל מאנרגיית רוח תוך שימוש בדודי חשמל. מאות מגה ואט של כושר ייצור תרמי כבר מותקנים. גם בגרמניה ישנה עלייה בשימוש בטכנולוגיות Power to X, והעלייה החדה בייצור מימן ומתאן מונעת על ידי מגוון רחב של שימושים שלהם בתעשייה ובתחבורה. החיסרון של Power to Gas הוא שזה נותר תהליך מאתגר ויקר מבחינה טכנולוגית. בנוסף לכך, תנאי המסגרת הרגולטורית אינם מעודדים את החדשנות הנחוצה. בגרמניה מתייחסים למתקנים לאחסון אנרגיה, הכוללים מתקני Power to X, כאל צרכנים סופיים, מה שגורר הטלת מיסים והיטלים נוספים עליהם. יש גם מחסור בשווקים שבהם מפעילי המתקנים יוכלו לקנות בזול עודפים של חשמל נקי. לכן, מגזר ייצור המימן וייצור החום נאבקים למשוך משקיעים. אם Power to X תהפוך לאופציה כדאית, תידרש פעולה פוליטית כדי לסלול את הדרך.
Power to Gas-טכנולוגיות להמרת אנרגיה חשמלית לדלק גזי
מפעילי טורבינות רוח במדינת שלזוויג-הולשטיין שבצפון מערב גרמניה חווים תסכול . מפעילי רשת החשמל מצמצמים יותר ויותר את תפוקת החשמל מרוח כדי להגן על קווי התמסורת מעומסי יתר ולשמור על שיווי המשקל של הרשת. לפי סוכנות הרשת הפדראלית, במחצית הראשונה של 2015 לבדה היה ייצור חסר של כמעט 1,500 ג'יגה-ואט של חשמל (כמחצית מהצריכה השנתית של עיר גדולה כמו המבורג) ממקורות מתחדשים ומתחנות כוח משולבות של חימום וחשמל (CHP) באמצעות תכנית תעריף ההזנה. "בצפון, תכנון טורבינות רוח נהיה קשה יותר היות שאין ערובה שהחשמל שהן יפיקו יירכש", אומר אובה פטרסון, מנכ"ל GP Joule, מפתחת מיזמי אנרגיות מתחדשות הממוקמת בצפון פריזיה.
המענה לכך עשוי להיות טמון בתחנת כוח היברידית שפותחה ע"י החברה. המרכיב העיקרי של התחנה הוא יחידת ביו גז מצוידת במתקן שמבצע אלקטרוליזה, כלומר פירוק כימי של חומר (בעיקר מים) ע"י זרם חשמלי. בכל פעם שטורבינות רוח מפיקות עודפי חשמל, היחידה ממירה באמצעות אלקטרוליזה את החשמל למימן (H2), המאוחסן במכלים. החום שנוצר בתהליך מוזן לרשת חימום אזורית. כאשר הביקוש לחשמל יורד, המימן מנוצל לתדלוק יחידת CHP של המתקן יחד עם הביו גז. "התוצאה היא שמתקן הביוגז המבוזר מסוגל לספק איזון למערכת האנרגיה," אומר פטרסון. חברת GP Joule הרחיבה לאחרונה את כושר הייצור הכולל של האלקטרוליזר ל-200 קילו-ואט בשלב ההקמה הסופי. המתקן כולל 40 יחידות נפרדות עם כושר ייצור של 5 קילוואט כל אחת. מ-2017, ה-"power gap filler" (מתקן אלקטרוליזה המשמש כמערכת אחסון חכמה) יהיה זמין גם כמתקן תעשייתי מה שיעלה במידה ניכרת את כושר הייצור ל-1 מגה-ואט.
הטכנולוגיה עשויה להתברר בדיוק כדבר שהשאיפה לעבור לאנרגיה נקייה זקוקה לו: ל- Power to Gas יש פוטנציאל לספק כושר אחסון משמעותי שבלעדיו הכמות הגדלה של חשמל תנודתי ממקורות מתחדשים מאיימת להפוך לגדולה מידי לטיפול. היכולת של אגירה שאובה, הפתרון הקיים והמוכר, לאזן את ייצור החשמל והצריכה מוגבלת וסוללות מציעות רק פתרונות לטווח קצר. לעומת זאת, מימן הוא אמצעי אידיאלי לאחסון לטווח ארוך של אנרגיה חשמלית, והשימושים שלו משתרעים הרבה מעבר לסקטור החשמל. הוא יכול להיות מנוצל כחומר גלם עבור התעשייה הכימית (בתהליכים כמו סילוק גופרית מדלק), תדלוק תאי דלק או המרה למתאן, הרכיב העיקרי של גז טבעי. המתאן יכול בקלות להיאגר ברשת הגז הקיימת ומשם ניתן לספקו למערכות חימום, לתחנות כוח או לתחנות תדלוק. "השאלה היא, מה אנו רוצים להשיג? אם המעבר לאנרגיה נקייה יקרה גם בענפי החימום והתחבורה, אנו נזדקק ל- Power to Gasבקרוב מאוד", אומר מיכאל ספכט מהמרכז לאנרגיה סולארית וחקר המימן באדן-וירטמברג שבשטוטגרט.
סוכנות האנרגיה הגרמנית (DENA) מרוכזת כולה בקידום הטכנולוגיה באמצעות התכנית שלה להמרת אנרגיה חשמלית לגז (Power to Gas), בהתאם לתהליך שאמור להבשיל לכדי היתכנות כלכלית ולהיות מוכן ליישום בהיקף רחב עד 2022. במרדף אחרי יעד זה, יש תכניות מוכנות לבניית פיילוט ולהדגמה של יחידות אלקטרוליזה עם כושר ייצור כולל של אלף מגה-ואט. המאמץ להשגת יעד שאפתני זה לוקח בחשבון שרק 20 מתקנים של Power to Gas עם כושר כולל של 30 מגה-ואט פועלים כרגע במדינה, והאתגרים הטכנולוגיים עדיין רבים. התלות הגבוהה של הפקת אנרגיה נקייה בתנאי מזג האוויר משמעותה שהמתקנים חייבים להיות מסוגלים להתמודד בהצלחה עם שינויים תמידיים בעומסי החשמל. אלקטרוליזרים בסיסיים קונבנציונאליים אינם אידיאליים מבחינה זו, היות שהם מתוכננים לפעול תחת עומס קבוע יחסית. אלקטרוליזרים חדשניים בעלי ממברנת אלקטרוליט פולימרי (PEM) מצוידים באופן טוב יותר להתמודדות עם התנודתיות. תהליך ה-PEM שמשתמש במים מזוקקים במקום בפתרון אלקלי, מפריד מימן וחמצן באמצעות זרם חשמלי וממברנה המוליכה פרוטונים. בגלל המוליכות המצוינת של הממברנה, זה קורה תוך כמה אלפיות השניה. אולם הטכנולוגיה תצטרך להיות קומפקטית ועמידה יותר לפני שתהיה מוכנה לשימוש בהיקפים גדולים. מגרעת נוספת של Power to Gas היא היעילות. אלקטרוליזרים ממירים חשמל למימן עם מקדם יעילות (היחס בין התפוקה לצריכת החשמל) מקסימלי של 80%. אם שלב זה בא אחרי תהליך ייצור המתאן (methanation) היעילות פוחתת ל-50%. המרה בחזרה לאנרגיה חשמלית מביאה לידי מקדם יעילות סופי של פחות מ-40%.
בעיה נוספת היא שתהליך ייצור המתאן עובד רק עם פחמן דו חמצני, המגיב עם מימן לייצור מתאן ומים בתהליך הידוע כתגובת סבטייה. בחלק ממיזמי הניסוי, הפחמן הדו חמצני עדיין מועבר במכלים. אולם, כדי שהתהליך יפעל בעתיד בקנה מידה גדול הוא יידרשו כמויות הרבה יותר גדולות ממנו. השאלה היא, מהיכן להביא אותו? אפשרות אחת תהיה להשתמש ב- ²CO מתחנות כוח המונעות בפחם, אך זה רעיון לא פופולארי. אפשרויות נוספות כוללות קליטת הגז ישירות מהאוויר. למשל, חברה שווייצרית בשם Climeworks פיתחה מסנן מיוחד המסוגל לאלץ מולקולות של ²CO מהאוויר לעבור דרכו. התהליך דורש אנרגיה רבה כדי לשחרר לאחר מכן את הגז מהמסנן ולהכין אותו לתהליך ייצור המתאן.
למרות הקשיים, החוקרים בטוחים בהצלחת Power to Gas. יש עדיין פוטנציאל גדול מאוד לפיתוח, אומר ספכט. לדוגמה, על פי המחקר "פיתוח אלקטרוליזה של מים באיחוד האירופי", שנערך ע"י חברות הייעוץ E4tech ואלמנט אנרג'י, העלות של מערכות PEM תקטן בחצי לאלף יורו לקילו-ואט של כושר ייצור מותקן עד 2020, ותרד אל מתחת ל-720 יורו עד 2030. זה יקרה במידה רבה בגלל יתרון הגודל הנובע מההיקף ההולך וגדל של האלקטרוליזרים. בעוד שכושר הייצור הנוכחי של מערכת הוא בדרך כלל מתחת ל-1 מגה-ואט, מערכות גדולות יותר צפויות להיכנס לשוק החל מ-2020. היעילות/נצילות צפויה גם היא לעלות הודות לאופטימיזציה של תאים אלקטרוליטיים. לבסוף, ניתן להניח שפיתוחים במגזר האנרגיות המתחדשות ימשיכו להניע כלפי מטה את עלות החשמל הסולארי ואנרגיית הרוח. אלקטרוליזה זולה יותר צפויה להיות מלווה בירידת מחירי המימן. בנוסף לכך, מקדם היעילות הכולל של Power to Gas עשוי לקבל דחיפה משמעותית באמצעות מתקנים מתוכננים בצורה טובה, לדוגמה, שימוש בחום אבוד מאלקטרוליזה ומייצור מימן לחימום.
מחקר מקיף
בדרך לניצול הפוטנציאל המלא של Power to Gas, התעשייה והמחקר בוחנים את הטכנולוגיה החדשה במספר רב של מיזמים ומפתחים מודלים עסקיים חדשים. GP Joule, למשל, מקווה להפוך לחברה הראשונה שתציע טכנולוגיית PEM בהיקף גדול. מתקן ה-1 מגה-ואט מפותח כיום ע"י חברת הבת H-Tec. טימו בווי, הדובר של GP Joule, מבליט את היתרונות של הפיתוח החדש: בעוד שהאלקטרוליזרים בהיקף של 5 קילוואט הנמצאים בשימוש במתקן הניסוי ב- Reubenkogeהם בגודל של קופסת נעליים, הנפח של היחידות החדשות של ה-1 מגה-ואט יהיו גדולות רק בפי שניים, אך יציעו כושר ייצור גדול פי 200. "חיסכון בחומר ופיתוח שיטתי של הטכנולוגיה יאפשר לנו להפוך את יחידות האלקטרוליזה בעלות PEM ליותר ויותר קומפקטיות, ויפחיתו למינימום את הצורך של המתקן לפנות מקום עבורם", מסביר בווי. ספקית האנרגיה Eon יחד עם הידרוגניקס וסולביקור, חברות המתמחות בתחום, משיקות גם הן אלקטרוליזר PEM במיזם המשותף שלהן "ווינד-גז המבורג". אולם ייעול המתקן היא רק היבט אחד של המיזם. החברות המעורבות רוצות לבחון בנוסף את הקיבולת של רשת הגז הטבעי האמורה לקלוט את המימן, שניתן להזינו בכמויות מוגבלות בלבד בגלל צפיפות האנרגיה הגבוהה במידה ניכרת שלו ובתכונותיו הכימיות בהשוואה לגז הטבעי.
לספקית האנרגיה טיוגה יש מטרה שונה בראייה שלה את מיזם Power to Gas בפרנקפורט. בסתיו האחרון, היא שילבה את האלקטרוליזרים שלה בתוך רשת חשמל חכמה הכוללת טורבינות רוח, פאנלים סולאריים, מתקן CHP וצרכני חשמל. עד סוף 2016 , החברה מקווה לאמוד את היכולת של הטכנולוגיה לאזן בין הייצור והצריכה בסקטור האנרגיה תוך שימוש בתוכנת בקרה שפותחה ע"י מכון פראונהופר למערכות אנרגיה סולארית (ISE) בפרייבורג. התוצאות הראשונות של טיוגה מבטיחות: Power to Gas יכולה להיות מנוצלת לאיזון אוטומטי של הפערים בדיוק של פחות מדקה, טוענת החברה. "אנחנו כבר הדגמנו את אותו דבר," משיב ג'ורג מולר מספקית החשמל הירוק אנרטרג', המפעילה תחנת כוח היברידית ב-Prenzlau מאז 2011 המורכבת משלוש טורבינות רוח, שני מתקני CHP, מתקן ביוגז ואלקטרוליזר. עודף החשמל מנוצל לייצור מימן, המוזן לתוך רשת הגז. עד כה, המימן נרכש ע"י ספקית החשמל הירוק גרינפיס אנרג'י, המוכרת אותו תחת השם Prowindgas. מולר מעיף מבט גם לעבר סקטור התחבורה, ומצפה לראות תמיכה פוליטית גדולה יותר בתהליך. "זוהי טכנולוגיה בשלה ומימן יכול בקלות להתחרות בדלקים קונבנציונאליים. כל מה שאנו צריכים הן תחנות תדלוק ורכבים מבוססי מימן כדלק שמסוגלים להשתמש בו", הוא אומר.
המוצר "בלו קרוד" של חברת סאנפייר מדרזדן מכוון גם הוא בעיקר לשוק הדלק. אך במקום מימן, החברה מציעה נוזל פחמימני שאפשר לטענתה לנצל לייצור בנזין, דיזל, קרוסין ושעווה לשימוש תעשייתי. השיטה של סאנפייר מבוססת על שימוש באלקטרוליזה בטמפרטורה גבוהה המופעלת באמצעות אנרגיה חשמלית ממקור מתחדש שיפריד את קיטור המים לגז מימן וגז חמצן בטמפרטורה של C°800. חלק מהמימן משמש לאחר מכן בתהליך של המרת פחמן דו חמצני לפחמן חד חמצני, המתחבר למימן הנותר על מנת ליצור את הבסיס לתהליך של מה שמכונה סינתזת "פישר- טרופש" (המרת תערובת גז פחמן חד חמצני וגז מימן לנוזל פחמימני) היוצרת את הבלו קרוד, תוצר באיכות גבוהה שמאפשר חיסכון ניכר בפחמן בהשוואה לדלקים קונבנציונאליים. זה הוביל למעורבות של יצרנית הרכב אאודי, שכבר מייצרת גז מתאן סינתטי עבור צי המכוניות המונע בגז שלה במתקן ה- Power to Gas, במיזם הניסוי. העוקץ הוא הוצאות הייצור הגבוהות, המשתקפות במחיר המוצר הסופי: 1.20 יורו לליטר, כמעט כפול ממחיר הדיזל.
וכך סאנפייר ניצבת בפני אותה בעיה שבפניה עומדת כל חברה המעורבת ב- Power to Gas בגרמניה. הדלק המושג מחשמל סולארי ורוח עובד, אך כדי להמשיך להוריד את העלות של פתרונות אחסון לטווח ארוך כמו מימן, מתאן או פחמימנים, דרושה השקעה במתקנים גדולים יותר. השאלה היא מתי המשקיעים ייענו לאתגר ויתחילו להשקיע?
טכנולוגיות הממירות אנרגיה חשמלית לחום
ברגע שמחירי הנפט ירדו, עושה רושם שהחששות הסביבתיים נזנחו. פדרציית תעשיית החימום הגרמנית מעריכה ש-2015 רשמה עלייה של 30% במכירות דוודים מבוססי נפט במדינה בהשוואה לשנה הקודמת. בינתיים, העניינים נראים קודרים עבור ספקי מערכות חימום ידידותיות לסביבה. מכירות קולטי חום סולאריים ומשאבות חום הן כבר עתה שוק קשה, שתחול בו האטה נוספת בגלל הירידה החדה במחירי הנפט. אפילו חימום באמצעות חשמל סולארי איבד את הברק שלו, למרות העובדה שהוא הפך לכל כך זול שחברות מחברות את הפנלים הפוטו-וולטאיים שלהן לצינורות החימום או למשאבות החום כדי להמיר כל חשמל שלא מנוצל באופן מידי למים חמים למקלחת או לחימום. בעוד שהמערכות היעילות ביותר מסוגלות לייצר חום בעלות של 8 יורו-סנט לקילוואט שעה (קו"ש), הן עדיין יקרות בהרבה מדוודים המופעלים בנפט שעלותם 5 יורו-סנט לקו"ש. "אנו יכולים לשכוח לעת עתה מהרעיון שמערכות חימום ירוקות ישתוו בעלויות לאלה המבוססות על נפט", אומר הפרופסור לאנרגיה וולקר קואשנינג.
למרות זאת, Power to Heat יכולה להפוך שוב לנושא לוהט. קודם כול, מומחים צופים שמחיר הנפט יתאושש בעתיד הנראה לעין. שנית, קיימים יעדים להגדלת חלקן של האנרגיות המתחדשות בצריכת החשמל הכוללת משליש כיום ל-100% עד 2050. למעשה, קואשנינג מאמין שהשיעור שבו אנרגיות מתחדשות גדלות יהיה גבוה יותר מבעבר, ושהמגמה תונע באמצעות מרווחים מהותיים. "אם הממשלה הפדראלית רצינית בנוגע להתחייבות שלקחה על עצמה בפריס להגביל את ההתחממות הגלובלית ל- C°1.5, אספקה של אנרגיה מתחדשת מוכרחה להיות מוקמת ומבוססת בכל המגזרים, כולל ענפי התחבורה והחימום".
כדי להתמודד בהצלחה עם התנודתיות הגדלה של חשמל המוזן מחוות סולאריות ומטורבינות רוח לרשת, נדרשים מתקני אחסון נוספים כדי לקזז שינויים אלה באספקה ולהבטיח את יציבות הרשת. Power to Heat מציעה פתרון לפיו מערכות חימום חשמליות כמו משאבות חום או דוודים חשמליים ינוצלו לאגירת אנרגיה: חשמל יומר לחום שניתן אחר כך לאחסן במערכות אחסון חום קונבנציונאליות או ברשת חימום אזורית.
טיעון אחד בזכות Power to Heat הוא שהטכנולוגיה מוכנה ליישום בקנה מידה גדול. על פי "תכנית החימום" (Heating Roadmap) של מכון פראונאופר לאנרגיית רוח וטכנולוגיית מערכת אנרגיה (Iwes) בקאסל, ההליך מציע כבר היום דרך אפשרית לאחסון חשמל ירוק בעלויות נמוכות. החוקרים ב- Iwesצופים שלושה תחומי יישום עבור Power to Heat: איזון שוק האנרגיה, מניעת צווארי בקבוק ברשת האזורית ופעילות מתמשכת של מתקני אנרגיה מתחדשת כאשר מחירי החשמל שליליים (מתחת לאפס, כלומר הרשת משלמת לצרכנים על החשמל). פעילויות אלה יושגו גם באמצעות שימוש במתקני Power to Gas, הממירים חשמל למימן ומתאן, שהינם תוצרים בעלי מגוון שימושים כולל תחבורה, חימום או המרה חוזרת לחשמל בתחנת כוח משולבת של חום וחשמל (CHP). בדרך זו, Power to Gas יכולה ליצור גשר בין סקטור החשמל לענפי התחבורה והחימום, ולהביא לשילוב יעיל של אנרגיות מתחדשות במערכת הכוללת. המגרעת היחידה היא ש- Power to Gas נותרה טכנולוגיה יקרה יחסית, והיא אינה צפויה להפוך לאפשרית מבחינה כלכלית בזמן הקרוב. כדי לשנות זאת חייבים לפתח גישות חדשות עבור התהליך העיקרי, האלקטרוליזה, היות שהאלקטרוליזרים הזמינים כיום אינם גמישים מספיק כדי להתמודד עם התנודתיות של ייצור החשמל הירוק.
רשת חימום חכמה
חימום קל יותר לייצר מאשר מימן. אפשרות אחת היא ליישם Power to Heat ברמה המקומית, באספקת אנרגיה בבניינים. חברת Deutsche Energieversorgung בלייפציג משתמשת בגישה הזאת במיזם "אקונומיק גריד" שמספק איזון חשמל שלילי לשוק החשמל. איזון חשמל שלילי (negative balancing power) מאפשר למפעילי הרשת להיפטר מעודפי חשמל במקרה של נקודות שיא בלתי צפויות באספקה. החברה הגרמנית עושה זאת באמצעות חיבור של סוללות לאחסון חשמל המותקנות במשקי בית פרטיים, שמיוצרות ומסופקות על ידי החברה ויוצרת תחנת כוח וירטואלית. כמה מהסוללות מחוברות לצינורות חימום או משאבות חום. כאשר הסוללות טעונות במלואן ואינן מסוגלות לקבל חשמל נוסף, העודף מנוצל לחימום שבתים המחוברים לאקונמיק גריד מקבלים בחינם. הדבר נעשה אפשרי באמצעות תעריף המשולם ל- Deutsche Energieversorgung בתמורה לאיזון האנרגיה השלילי המשמש אותה לתשלום מיסים, תשלומים והיטלים נוספים הקשורים לעסקי אספקת החשמל שלה. "התהליך מסתכם למשחק סכום אפס שבו הרווח וההפסד של כל הצדדים הוא אפס", מסביר נציג החברה תומס פילגרם.
ספקי האנרגיה משתמשים גם ב- Power to Heat המאפשר להם להציע איזון אנרגטי, ובכך מבטיח להם מקור הכנסה נוסף. אולם במקום חיבור של מאות מחוללי חום מבוזרים לקבוצה אחת, הם משתמשים באופן נרחב בתנורי התנגדות (resistance heaters) או בדודי אלקטרודה electrode boilers)), דוד המנצל חשמל שזורם בתוך זרמי מים לייצור קיטור. לפני שנה, ווטנפול, החלה בהפעלת תנור התנגדות ניסיוני בעל כושר ייצור חשמלי ותרמי של 10 מגה-ואט במתקן קוגנרציה בברלין, המייצר חשמל וחום בו זמנית. כאשר חוות רוח באזור ברנדנבורג הסמוך מייצרות יותר חשמל מהדרוש, המתקן מושך מהרשת חלק מעודפי החשמל. בעיקרון, הוא מתפקד כמחמם מים ענקי שבו מים מחוממים באמצעות צינורות חימום חשמליים לפני שהם זורמים למיכל ענק בעל קיבולת של 10 אלפים ממ"ק, שאליהם מצטרפים מים חמים ממתקן הקונגרציה. לאחר מכן הם מוזנים לרשת החימום האזורית על פי הצורך. ווטנפול מאמינה ש- Power to Heat תמלא בעתיד תפקיד חשוב. טוהומו הטאקה, ראש החטיבה הגרמנית של ווטנפול (יצרנית חשמל ממלכתית שוודית) הצהיר בראיון לעיתון ברלינר צייטונג על השקעה נוספת באזור. "כרגע, חימום אזורי מופק עדיין בעיקר מפחם. בעתיד, מקורות אחרים כמו חשמל מרוח ינוצלו יחד עם מים לחימום".
חלוצות הטכנולוגיה הן חברות השירות הציבורי העירוניות, שכבר התקינו בסך הכול כ-25 מתקני המרת חשמל לחום (Power to Heat). Stadtwerke Lemgo, למשל, מפעילה תנור התנגדות של 5 מגה-ואט מאז 2012, שפועל בעיקר באמצעות אנרגיית רוח מאזור פדרבורנר בורדה הסמוך. "באזור שלנו, כמות ניכרת של אנרגיה תקוצץ בסופו של דבר," מסביר יואה וובר, הממונה על ייצור החשמל והחום. בהשוואה למתקנים אחרים המתוכננים או מוקמים היום בגרמניה, מתקן החימום Lemgo הוא קטן יחסית. לעומת זאת, Stadtwerke Munster תחל בקרוב בהפעלה של דוד אלקטרודה בהיקף של 20 מגה-ואט להשלמת תחנת הכוח הקיימת שלה המונעת בטורבינות גז וקיטור. המתקן, שעלותו 1.7 מיליון יורו, כבר נבנה, והוא דומה לסיר מטבח ענק. הדוד מכיל מספר אלקטרודות להולכת החשמל המחמם את המים, שמופנה לאחר מכן למתקן אחסון גדול המחובר לרשת החימום האזורית.
ההתרחבות הנמשכת של Power to Heat אינה מעמידה שום קושי טכנולוגי רציני. טכנולוגיית החימום החשמלי היא ותיקה ואינה דורשת פיתוח נוסף, בשונה מ- Power to Gas.
"תנורי ההתנגדות שלנו ממירים חשמל לחום עם מקדם יעילות של 99%", אומר טורסטן ווידמן מחברת קלופר-טרם שבדורטמונד, שכבר סיפקה את הטכנולוגיה למספר חברות חשמל ציבוריות. למרות ההצלחה, הכנסות החברה ירדו לאחרונה באופן חד. "זוהי הייתה עסקה גדולה שלוותה בפרסום רעשני ב-2012, אך בימים אלה הביקוש למערכות להמרת זרם חשמלי לחימום מצומצם יחסית", אומר ווידמן. הוא מייחס זאת למצבו של משק האנרגיה. "שוק איזון האנרגיה קרס, ולמעשה אין בו כסף עבור ספקי האנרגיה", אמר.
יואה וובר מ- Stadtwerke Lemgo מסכים שלמתקני Power to Heat יהיה קשה לפעול באופן רווחי בתנאים הנוכחיים. כניסה של ספקים חדשים לזירה דוחפת כלפי מטה את מחיר רזרבת כושר הייצור. לדוגמה, המחיר הממוצע הנוכחי עבור כושר ייצור רזרבי שחייב להיות זמין תוך מספר דקות עומד היום על בין 10 יורו ל-35 יורו למגה-ואט שעה. לפני מספר חודשים זה היה סכום תלת ספרתי, וב-2014 המחיר אף הגיע לארבע ספרות. "אנחנו זקוקים למחיר של 100 יורו לפחות במידה שאנו רוצים להפעיל את המתקן שלנו ברווח", אומר וובר.
הבעיה היא העלויות הרגולטוריות הגבוהות כמו מיסים, תשלומים והיטלים נוספים הנובעים מחוק האנרגיה המתחדשת של גרמניה (EEG) שמתווספות לעלויות הייצור, ומהוות כמעט חצי מהעלות הכוללת. "כתוצאה מכך, איזון האנרגיה שלנו נדרש רק לעיתים רחוקות", אומר וובר.
למרות הקשיים, וובר משוכנע ש- Power to Heat היא השקעה משתלמת. מצד אחד, יש תקווה שהתשלום הדינמי הנוסף של חוק האנרגיות המתחדשות המותאם למחיר השוק לחשמל עשוי להפחית את הוצאות הרגולציה, ובכך להפוך את הטכנולוגיה לרווחית יותר. מצד שני, וובר סומך על היווצרות עודפים בשווקים המתוכננים למנוע צווארי בקבוק ברשת האזורית. זה ייתן למפעילי Power to Heat הזדמנות לקנות עודפים של חשמל ירוק. על פי וובר, ל- resistance boilers יש אורך חיים יצרניים של 20 שנה. במילים אחרות, המתקן ב-Lemago יוכל עדיין למלא חלק חשוב במעבר לאנרגיות נקיות.