电网级电力储存
由于电力无法直接储存，因此电网管理者必须时刻确保消费者的整体电力需求完全相当于发电站为电网提供的电力供应量。由于煤炭和天然气中的化学能可以进行相对大量的储存，传统的火力发电站可以按照需求进行能源调度，因此相对简化了电网管理工作。但是，化石燃料会产生温室气体，导致气候变化。目前许多国家都计划在发电系统中使用可再生能源、核能或其他非化石燃料等清洁能源，以取代高碳能源。
清洁能源，尤其是风能和太阳能，具有高度的间歇性，无法按照消费者和电网管理机构的意愿生产电力，而只有在天气条件允许的时候才能产生不定量的电力。核能的发展也面临着挑战，因为它要求电站始终满负荷运行。因此，发展电网级电力储存技术早已成为清洁能源行业的目标。截至目前，只有抽水蓄能水力电站发挥了重要作用，但其价格昂贵，容易给环境带来挑战，并完全依赖于理想的地理环境。
有迹象显示，随着新型技术的不断发展，我们很快便能克服这项挑战。一些技术(比如液流电池)未来将能够像储存煤炭和天然气那样，储存大量的液态化学能。多种固态电池技术也在竞相发展，旨在通过富含能源、价格适中的材料储存电力。新发明的石墨烯超级电容器有望实现超速充电和放电，可使用数万次。其他技术包括大容量飞轮储能器以及压缩空气地下空间存储等动能和势能储存技术。
德国目前正在研发一种更加新型的储能技术，即通过电解制氢实现二氧化碳的甲烷化，用多余的电力将水分解成氢原子和氧原子，然后让氢原子和废弃的二氧化碳发生化学反应，产生可以燃烧的甲烷——在必要的情况下，可以通过这个过程产生电力。这种技术目前处于中等规模研发阶段。虽然这种技术和其他技术的循环效率相对较低，但储能技术无疑将在未来创造巨大的经济价值。判断谁将在这场技术竞赛中胜出还为时尚早，但是据我们估测，这一领域的技术正在经历前所未有的进步，很有可能在不远的将来实现重大突破。
纳米线锂电池
作为电力储存工具，电池在现代生活的许多方面都非常重要。能量密度(能量/重量或体积)较高的锂电池一般用于手机、笔记本电脑和电动汽车。但是，撇开手机和笔记本电脑的电池寿命不谈，要想提升电动汽车的续航里程，使之能够与传统的燃油汽车相抗衡，则必须大幅提高电池的能量密度。
电池一般由两个电极组成，正极(阴极)和负极(阳极), 在正极和负极之间是电解质。在电解质的作用下，离子在两个电极之间流动，产生电流。锂离子电池的阳极由化石墨构成，这种材料相对便宜，且更持久。但是，研究人员已经开始试验硅阳极电池，这种电池的容量有望得到大幅提升。
一个工程学的挑战在于，硅阳极电池容易在充电和放电期间发生膨胀和收缩现象。在过去一年中，研究人员已经研发出潜在的解决方案，创造出硅纳米线或纳米粒，有望解决硅在与锂发生反应时容量膨胀的问题。使用纳米粒和纳米线导致表面积增大，进一步提高了电池的电力密度，从而实现快速充电和电流输送。
这种新一代的电池能够更加快速地充电，并能比当前的锂电池多产生30%-40%的电力，有望改变电动汽车市场，并实现太阳能电力在家庭层面的储存。硅阳极电池预计将在未来两年首先用于智能手机。
