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Energiespeicher dienen zum Ausgleich zwischen dem schwankenden Energieangebot und der sich verändernden Energienachfrage. In Bezug auf die Stromversorgung muss zu jedem Zeitpunkt in den elektrischen Netzen Angebot und Nachfrage ausgeglichen sein. Dies kann durch die Steuerung der Stromerzeugung, der Stromnachfrage oder der Zwischenspeicherung erfolgen. Stromspeicher können sowohl Angebotsspitzen (Einspeicherung) als auch Nachfragenspitzen (Ausspeicherung) ausgleichen. Energiespeicher stellen in Zukunft für die Stromversorgung aus fluktuierenden und ggf. dezentralen Energiequellen eine unverzichtbare Komponente dar, um einen stabilen Betrieb zu gewährleisten. Dabei gibt es eine Vielzahl möglicher Speichertechnologien mit unterschiedlichen Eigenschaften und Anwendungsfeldern.

Bei solarthermischen Kraftwerken erfolgt durch die Konzentration des Sonnenlichts die Erwärmung eines Wärmeträgermediums, welches wiederum zur Wandlung der thermischen Energie in mechanische Energie auf Basis eines Dampfprozesses oder mittels einer Stirling-Maschine genutzt wird. Die untersuchten Technologien umfassen Parabolrinnenkraftwerke, solare Turmkraftwerke sowie Dish-Stirling Systeme. Die Perspektiven der solarthermischen Stromerzeugung können mittel- und langfristig bzgl. Marktpotenzial und technologischer Entwicklung als sehr gut eingeschätzt werden. Im Rahmen der Weiterentwicklung der erneuerbaren Energietechnologien wird ihr in Zukunft ein größeres Gewicht zukommen. Deutschland hat hierbei eine gute technologische Ausgangsposition. Insbesondere die Erfahrungen zentraler Akteure von Schlüsselkomponenten und die erreichte Weltmarktstellung, die durch die Einbindung dieser Akteure in verwandte Technologiebereiche (Glasspiegel) und durch staatliche F&E gestützt wurden, lassen auch für die Zukunft Erfolge erwarten. Weitere Anstrengungen sind bei der Technologieentwicklung und insbesondere bei der besseren Nutzung möglicher Synergien im Innovationssystem – z. B. hinsichtlich der Einbindung weiterer Akteure - nötig. Allerdings bestehen auch strukturelle Hemmnisse. Deutschland besitzt keinen eigenen Binnenmarkt, so dass sich keine Anwendererfah-rungen und damit einhergehende User-Producer-Interaktionen im Inland herausbilden können und die deutschen Unternehmen von Beginn an auf Exportmärkten tätig werden müssen. Für die Zukunft wäre vor allem eine Realisierung und finanzielle Absicherung eines gesamten Projektes durch einen entsprechenden Akteur ein wichtiger Schritt. Neben der Entwicklung und Fertigung von Schlüsselkomponenten sollten deutsche Unternehmen eine stärkere Rolle bei der Projektentwicklung übernehmen, um so dem möglichen Ausverkauf der Technologie besser vorbeugen zu können. Aus der europäischen Perspektive bietet die solarthermische Stromerzeugung sehr große industriepolitische Chancen, da neben Deutschland auch Spanien verstärkt Kompetenzen aufgebaut hat und damit zwei EU-Länder die weltweite Führung bei der technologischen Entwicklung wie bei der Projektentwicklung eingenommen haben. Hierbei profitiert Spanien – und damit auch die EU – von den Erfahrungen mit den durchgeführten Projekten. Demgegenüber haben die USA – nicht zuletzt aufgrund der gegenüber der zweiten Hälfte der 1990er Jahre zurückgefahrenen öffentlichen F&E-Mittel – zwischenzeitlich an Boden verloren. Bei entsprechenden Anstrengungen bietet die Solarthermie eine hervorragende Chance, auf einem zukunftsträchtigen Gebiet die in der Lissabon-Strategie formulierten industriepolitischen Ziele zu erreichen.

Mit dem Ansatz des ⁠CO2⁠ Capture and Storage (⁠CCS⁠), der Abscheidung von CO2 aus Energieumwandlungsprozessen und der Ablagerung in geologischen Formationen außerhalb der ⁠Atmosphäre⁠, steht eine potenziell sehr wirkungsvolle Technologie für den ⁠Klimaschutz⁠ zur Verfügung. Die jährlichen weltweiten Emissionen allein aus großen Kraftwerken, wo CCS hauptsächlich ansetzen würde, liegen bei mehr als 10 Mrd. t CO2. Die wirtschaftliche Bedeutung der Technologie ist mit einem potenziellen Marktvolumen von mehreren Mrd. Euro pro Jahr allein in Europa ebenfalls hoch.

Die Nanotechnologie ist eine breite Querschnittstechnologie mit einer Vielzahl von Verfahrens- und Technologieplattformen. Nanotechnologien können dazu beitragen, Wasserverschmutzungen vorzubeugen (z. B. durch Substitution wasserbelastender Prozesse) oder zu beseitigen (z. B. durch Nanomaterialien/-membranen zur Aufbereitung von Abwässern). Darüber hinaus können Nanotechnologien zur Überwachung der Wasserqualität eingesetzt werden (z. B. durch Nanosensoren).