Ein wichtiges Instrument für eine effiziente Energienutzung und Bereitstellung ist die Speicherung thermischer Energie mithilfe eines Wärmespeichers. Ein Speicher kann immer da sinnvoll sein, wo die produzierte Energie im Moment der Produktion keinen Abnehmer findet. Anders ausgedrückt also dort, wo eine gewisse Zeitspanne zwischen Bereitstellung und Bedarf überbrückt werden muss, wie etwa bei der Integration von Solarthermieanlagen in Heizungsanlagen oder in ganze Heizwerke. Dies kann nicht nur bei großen Heizwerken erforderlich sein, sondern auch bei kleinen Heizungsanlagen im Einfamilienhausbereich.
Der Speicher dient zunächst der hydraulischen Trennung von Wärmeerzeugung und Wärmeverteilung. In aller Regel reagieren die Heizungsanlagen meist zu träge, um den schwankenden Leistungsanforderungen der Verbraucher unmittelbar korrekt folgen zu können. Der Speicher sorgt hier für einen Ausgleich. Ohne Speicher müsste die Energie in dem Moment abgenommen bzw. genutzt werden in dem sie anfällt, oder der Anbieter müsste in dem Moment Energie produzieren in dem der entsprechende Bedarf besteht. Dies entspricht i. d. R. allerdings nicht den realen Bedingungen.
Der Wärmespeicher sorgt für einen kontinuierlicheren Betrieb der Heizung, egal ob es sich hierbei um eine Holzfeuerung, eine Wärmepumpe oder sogar die Kombination eines der beiden mit einer Solarthermieanlage handelt. Dies schlägt sich nicht nur in verminderten Schadstoffemissionen bei Holzheizungen, sondern auch in verringerten Instandhaltungskosten und in einer besseren Auslastung der Heizung nieder.
Wärmespeicher schonen daher den Geldbeutel des Anlagenbetreibenden und können durch verminderte Schadstoffemissionen bei Biomasse-Heizungen deren Akzeptanz in der Bevölkerung erhöhen.