Thermische Energiespeicher: Wasserspeicher sind heutzutage bereits kommerziell verfügbar (TRL 9). Weitergehende Forschung erfolgt an Hochleistungsisolationsmaterialien für kleine Systeme, kostengünstigen Behältern und Untergrundlösungen für großskalige Speicher. Systemfragestellungen zu Pufferspeichern für solarthermische Anlagen werden derzeit in Feldtests untersucht. Hochtemperaturflüssigspeicher auf der Basis von Nitratsalzen werden seit einigen Jahren kommerziell in solarthermischen Kraftwerken eingesetzt (TRL 9). Noch gibt es wenige Erfahrungen in Bezug auf die langfristige Stabilität der Salzmischungen. Geforscht wird an einer Erweiterung des Temperaturbereichs, an neuartigen Speicherkonzepten und an der optimalen Einbindung der Speicher in den Betrieb solarthermischer Kraftwerke. Hochtemperaturflüssigspeicher auf der Basis von Flüssigmetallen (Natrium, Blei-Wismut u. a.) sind bisher Nischenanwendungen vorbehalten. Hochtemperatur-Feststoffspeicher werden in einzelnen Anwendungen (z. B. Stahl- oder Glasindustrie) kommerziell eingesetzt. Ihr Einsatz in Kraftwerksprozessen befindet sich im fortgeschrittenen Entwicklungsstadium (Flexibilisierung von Gas- und Dampf-Kraftwerken, Nutzung in Solarthermie-Kraftwerken etc.). Die Technologie steht hier vor der Demonstrationsreife (TRL 4-5). Im Bereich von Niedertemperatur-Latentwärmespeichern kann ein breites Spektrum an Phasenwechselmaterialien als am Markt verfügbar betrachtet werden. Forschungsaktivitäten umfassen u. a. Arbeiten auf dem Gebiet der Materialverkapselung und der Erhöhung der Leistungsdichte. Passive Hochtemperaturlatentwärmespeicher auf der Basis von Nitratsalz mit integriertem Rippenrohrwärmeübertragern für Dampfprozesse wurden in den vergangenen Jahren kontinuierlich weiterentwickelt. Die Integration eines 6 MW/1,5 MWh- Leistungsspeichers zur Dampfbesicherung in einem Heizkraftwerk steht unmittelbar bevor (TRL 5). Laufende Entwicklungsanstrengungen adressieren Kostenreduktion und individuelle Anpassung der Technologie an spezifische Anwendungen. Daneben zielen aktuelle Forschungsaktivitäten auf die Trennung von Leistung und Kapazität und die Stabilisierung der Entladekennlinie. Diese sog. aktiven Konzepte befinden sich in einem frühen Entwicklungsstadium (TRL 1-4). Thermochemische Speicher befinden sich in einem frühen Entwicklungsstadium (TRL 3-4). In den letzten 10 Jahren sind hier z. B. intensive Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Bereich physikalischer Speichermaterialien zur Sorption sowie zu ausgewählten chemischen Reaktionssystemen zu verzeichnen. Zunehmenden Fokus erhielt die Untersuchung kombinierter Materialien zur Funktionsverbesserung sowie Fragestellungen zur Lebensdauer. Im Bereich der Entwicklung von Prototypen (TRL 3-4) wurden in den letzten Jahren einige Forschungsprojekte abgeschlossen, deren Zielstellung der Funktionsnachweis spezifisch auf den Anwendungsfall angepasster Reaktorsysteme war.

Zentrale Stromspeicher (mechanisch und thermisch): Pumpspeicherkraftwerke (PSW) sind eine seit Jahrzehnten erfolgreich betriebene Stromspeichertechnologie (TRL 9). Ausgereifte Komponenten lassen nur noch geringe Verbesserungen bei Leistungsfähigkeit und Kosten erwarten. Die Überprüfung von Ideen nichtkonventioneller PSW – etwa unterirdischer Pumpspeicher – sind Gegenstand von Machbarkeitsstudien. Adiabate Druckluftspeicherkraftwerke (ACAES) sind heute Gegenstand von Entwicklungsprojekten bzw. stehen vor der Demonstrationsreife (TRL 4-5). Zu den Komponenten Verdichterstrang und Wärmespeicher wurden in F&E-Aktivitäten der letzten 10 Jahre erhebliche Fortschritte gemacht. Erfahrungen zum Gesamtsystem stehen noch aus und erfordern einen ersten Experimentalbetrieb. Adiabate Flüssigluftspeicherkraftwerke befinden sich in der Demonstrationsphase. In Deutschland gibt es Entwicklungsanstrengungen in einem nationalen F&E-Projekt. Strom- Wärme-Strom-Speicher (SWS), d.h. Thermopotenzialspeicher und Elektrowärmekraftwerke sind als Gesamtsystem in einem frühen Konzeptstadium (TRL 2-6). Unter Verwendung heutiger Technologie sind Systeme realisierbar, deren Wirkungsgrad jedoch erst durch die Einbindung innovativer Technologien in konkurrenzfähige Bereiche gebracht werden kann. Schwungradspeicher sind kommerziell verfügbar (TRL 9). In Deutschland wird beispielsweise ein 600 kW Speicher betrieben.