Eine nachhaltige Energieversorgung erfordert ein verstärktes Umsteuern hin zu erneuerbaren Energien. Bis zum Jahr 2050 sollen bei gleich bleibenden Anforderungen an die Versorgungssicherheit mindestens 60 Prozent des Bruttoendenergieverbrauchs in Deutschland aus erneuerbaren Energien gedeckt werden. Eine große Herausforderung ist die naturbedingt schwankende Leistungsabgabe vor allem der Wind- und Solarkraft. Um die Versorgung mit elektrischer Energie stets gewährleisten zu können, stehen verschiedene Flexibilitätsoptionen zur Auswahl, die dabei helfen, die Differenz zwischen Energieangebot und -nachfrage auszugleichen. Dazu gehört neben dem Netzausbau, dem Lastmanagement und dem Einsatz hochflexibler konventionelle Kraftwerke die Nutzung geeigneter Speicher. Nanotechnische Innovationen tragen bereits heute zu verbesserter Energiewandlung, -speicherung und –übertragung bei. Zukünftig können nanotechnische Lösungsansätze (unter anderem durch gezielte Verwendung von Nanomaterialien) im Energiesektor und speziell auch bei der Entwicklung innovativer Ansätze der Energiespeicherung eine herausragende Rolle spielen.