Eigentlich bieten natürliche Quellen (z. B. Sonnenenergie) und technische Prozesse (z. B. Heizungen, Feuerungsprozesse) Energie in Hülle und Fülle. Leider steht ein großer Teil davon zum falschen Zeitpunkt zur Verfügung. Energiespeicher machen es möglich, diese Energie dann nutzbar zu machen, wenn sie gebraucht wird.

In unseren Breiten reicht die Natur allein nicht aus, die Menschen während des gesamten Jahres mit Wärme und Licht zu versorgen. Während man es oft im Sommer vor Hitze kaum aushält, zittert man im Winter vor Kälte. Dem solaren Wärme- und Lichtüberschuss folgt im Jahresverlauf ein deutlich spürbares Defizit, das durch den Einsatz von fossilen Energieträgern, z. B. Kohle, Öl oder Erdgas, ausgeglichen werden muss. Heute weiß man, dies erfolgt zu Lasten der Rohstoffvorräte und des Klimas. Angesichts der tages- und jahreszeitlich schwankenden Verteilung der Solarenergie drängt sich ein Gedanke auf: Die solaren Wärmeüberschüsse so zu speichern, dass man mit ihnen den abendlichen oder den winterlichen Wärmebedarf ganz oder zumindest teilweise decken kann. Damit ließen sich fossile Energieträger ersetzen und die Umwelt entlasten.

Die Idee, gespeicherte Energie zu nutzen, ist fast so alt wie die menschliche Kultur. So wird von alters her zum Beispiel das im Sommerhalbjahr wachsende Holz als Vorrat für den Winter gelagert und verfeuert. Dabei wird der chemische Wärmespeicher Holz stofflich verbraucht. Bei den Wärmespeichern, die üblicherweise in technischen Anwendungen eingesetzt werden, wird ein Speichermedium (z. B. Wasser) mit Wärme be- und entladen, aber dabei stofflich nicht verbraucht. Die meisten Hausheizungen decken bei einem Brennvorgang nicht nur die aktuelle Wärmenachfrage, sondern beladen gleichzeitig auch einen Wärmespeicher. Aus diesem Vorrat kann dann über einige Zeit hinweg der Wärmebedarf der Bewohner gedeckt werden. Erst wenn der Speicher zu kalt wird, startet der Brenner der Heizung erneut.

Inzwischen werden auch große, Wochen bzw. Jahreszeiten überbrückende Wärmespeicher- Konzepte erprobt, die z. B. möglichst viel Sonnenenergie oder Abwärme aus Kraftwerken und Industrieprozessen für die Wärmeversorgung nutzen sollen. Diese Großspeicher können sowohl der Versorgung einzelner Großbauten dienen als auch in Nahwärmenetzen für ganze Siedlungen eingesetzt werden. Moderne Wärmespeicher sind eine zentrale Komponente für einen effizienten Energieeinsatz.

Auch beim Strom sind, trotz der in Deutschland hohen Qualität des Netzes, Technologien zur Stromspeicherung gefragt. Methanol Brennstoffzellen können beispielsweise die Versorgung mobiler Geräte (z. B. Notebooks) übernehmen. Zur Überbrückung kurzzeitiger Netzstörungen oder Nachfragespitzen wurden innovative Speichertechniken entwickelt, wie z. B. Super-Kondensatoren und Schwungradspeicher. Kostengünstige Techniken zur Langzeitspeicherung von Strom im Großmaßstab existieren bislang noch nicht.