Energieträger sind die Medien, die die Energie speichern. In der Technik hat das Speichern von Energie den Zweck, Energie abrufbar zu halten und sie transportieren zu können.

Die Idee, Energie für einen künftigen Bedarf vorzuhalten, ist alt. So wird von jeher Holz als Wintervorrat gelagert und bei Bedarf verfeuert. Dabei wird der chemische Wärmespeicher Holz stofflich verbraucht.

Wärmespeicher

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.

Für das thermische Speichern  kommen Flüssigkeiten (oft Wasser) oder Feststoffe (Gestein) als Medium infrage. Eine Wärmedämmung verhindert das rasche Abkühlen des Speichermediums. Die meisten Heizsysteme für Gebäude decken bei einem Brennvorgang nicht nur die aktuelle Wärmenachfrage ab, sondern beladen gleichzeitig auch einen Wärmespeicher. Aus diesem Vorrat kann dann über einige Zeit hinweg der Wärmebedarf gedeckt werden. Sinkt die Temperatur des Speichermediums unter einen Schwellenwert, startet das Heizsystem erneut die Aufheizung.

Inzwischen werden auch große, Wochen bzw. Jahreszeiten überbrückende Wärmespeicherkonzepte erprobt, die z. B. möglichst viel Sonnenenergie oder Abwärme aus Kraftwerken und Industrieprozessen für die Wärmeversorgung nutzen können. 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 den effizienten Energieeinsatz.

Eine Alternative zur Speicherung fühlbarer (sensibler) Wärme, bei der sich die Speicherwirkung in einer Temperaturerhöhung des Speichermediums bemerkbar macht, sind so genannte Latentwärmespeicher . Hier wird der Phasenübergang eines Stoffes, z. B. von fest nach flüssig genutzt, um Wärme zu speichern. Das Speichermaterial (z. B. Paraffin) beginnt beim Erreichen der Temperatur des Phasenübergangs zu schmelzen und erhöht danach, trotz weiterer Einspeicherung von Wärme, seine Temperatur solange nicht, bis das komplette Material geschmolzen ist. 

Der Vorteil von Latentwärmespeichern: Es kann etwa doppelt so viel Energie im gleichen Volumen des Speichermediums gespeichert werden wie in einem sensiblen Wärmespeicher. Daher ist die Rede von der höheren Energiedichte des Latentwärmespeichers. Die Wärmespeicherfähigkeit lässt sich am Beispiel von Wasser leicht vor Augen führen: Um gefrorenes Wasser, also Eis, von 0 °C zu flüssigem Wasser von 0 °C zu schmelzen, wird in etwa so viel Energie benötigt, wie um Wasser von 0 °C auf 80 °C zu erhitzen. Noch mehr Energie wird für den Phasenübergang von Wasser zu Wasserdampf benötigt. Hier ist die 5,4-fache Menge der Energie nötig, um Wasser von 0 °C auf 100 °C zu erhitzen.

Latentwärmespeicher sind bisher nur in kleinen Größen verfügbar und kommen z. B. als Material für die Wärmedämmung in Gebäuden zum Einsatz.

Speicherung elektrischer Energie

Elektrische Energie kann beispielsweise in Batterien oder Akkus (chemische Energie) gespeichert werden. Diese gespeicherte elektrische Energie lässt sich später vielseitig abrufen, z. B. für den Betrieb von Notebooks  oder von Mobilfunkgeräten.

Elektrische Energie kann aber auch als Lageenergie gespeichert werden. So verfügen Pumpspeicherkraftwerke  über ein oberes und ein unteres Staubecken. Bei geringer Stromnachfrage oder bei einem großen Angebot von z. B. Windenergie wird Wasser mit elektrischer Energie gegen die Kraft der Erdanziehung in den höher gelegenen Speichersee gepumpt. Bei einem hohen Energiebedarf kann das im oberen Stausee gespeicherte Wasser zum Antrieb der Kraftwerksturbinen genutzt und so Strom erzeugt werden. Pumpspeicherkraftwerke unterstützen so die Regelung der Netzauslastung  und die Netzintegration erneuerbarer Energien.

Zur Überbrückung kurzzeitiger Netzstörungen oder Nachfragespitzen wurden innovative Speichertechniken entwickelt, wie z. B. Super-Kondensatoren und Schwungradspeicher. Genau wie Schwungradspeicher bieten auch Druckluftspeicherkraftwerke  und Pumpspeicherkraftwerke  die Möglichkeit der indirekten Stromspeicherung. Kostengünstige Techniken zur Langzeitspeicherung von Strom im Großmaßstab existieren allerdings noch nicht.

Wasserstoff als Universalspeichermedium

Als Universalspeichermedium bietet sich Wasserstoff  an. Über die Elektrolyse kann Wasserstoff mithilfe jedes Energieträgers erzeugt und in flüssiger oder gasförmiger Form gespeichert und transportiert werden. Bei der Verbrennung kann Wärmeenergie freigesetzt oder in Brennstoffzellen Strom erzeugt werden.