Wind- &, Wasserkraft, Photovoltaik, Solar- &, Geothermie und Biomasse werden in Zukunft den Großteil der Energiebereitstellung decken. Jeder Bereich hat sich in den letzten Jahren stark entwickelt. Sowohl in den technologischen Ausprägungen als auch in der Dimensionierung der Anlagen.

Unter konventionellen Kraftwerken werden Kraftwerke bezeichnet, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden. Dies sind vorwiegend Kohle-, Öl- und Gaskraftwerke. Zudem werden abgrenzend Nukleare Kraftwerke differenziert. Hierunter fallen Atom- und Fusionskraftwerke.

Neben den Anpassungen der wirtschaftlichen Handelsformen sind besonders technische Rahmenbedingungen zu schaffen, welche die vorrangige Einspeisung regenerativer Energie ermöglichen. Die dafür notwendigen Netze und Speicheranlagen müssen eine wirtschaftlich relevante Gesamtkapazität sowie mehrere technische Voraussetzungen aufweisen. Indikatoren dafür stellen die Fähigkeit zur ausreichenden Energieveredelung (Umwandlung von Schwachleistung in Spitzenleistung) über kurz- bis mittelfristige Sicht und die Bereitstellung von Systemdienstleistungen in Form von Regelleistungen dar.

Technologien im Bereich der Sektorkopplung haben die Aufgabe Strom in Energieträger umzuwandeln, die leichter zu speichern sind und in Folgeprozessschritten verwendet werden können. Bspw. erfüllen Wasserstoff und Methan diese Anforderungen, da sie etablierten Speichersystemen zugeführt und in allen Sektoren (Elektrizität, Wärme-/Kälteversorgung, Verkehr und Industrie) wiederverwendet werden können.

Auf der energetischen Verbrauchsebene müssen die zur Verfügung stehenden Ressourcen effizient und wirtschaftlich eingesetzt werden. Besonders in den Bereichen der Gebäudetechnik und Industrieprozessen sind Potentiale des optimierten Energieeinsatzes möglich.

Kohlenstoff, der aus Kraftwerks- oder Industrieprozessen freigesetzt wird, kann abgeschieden, eingespeichert und wiederverwendet werden.

In bestehende Strukturen können neue Ansätze eingebracht werden, deren Anforderungsprofil neue Möglichkeiten für den jeweiligen Sektor bedeuten. Der Verkehrssektor kann somit bspw. zur Bereitstellung von Regelleistung herangezogen werden. Zudem sind durch den steigenden, organisatorischen Anspruch mehr Informations- und Kommunikationstechnologien notwendig.

Der Begriff Energiesysteme beinhaltet die Vernetzung unterschiedlicher Einzeltechnologien. In einem gesteuerten Kombikraftwerk sind bspw. Windkraftanlagen, Photovoltaik- und Biogasanlagen miteinander gekoppelte. Spezialisierte Einzeltechnologien bringen sich somit ins Gesamtgefüge mit ein.