Grundsätzlich wird in jedem Pumpspeicherkraftwerk mehr Energie zum Hochpumpen benötigt als beim Herunterfließen wieder zurückgewonnen werden kann. Weil somit bei Pumpspeicherkraftwerken elektrische Energie verloren geht, sind sie ökologisch umstritten, zumal der Bau von Pumpspeicherkraftwerken einen teilweise erheblichen Eingriff in Natur und Landschaft darstellt. Sie sind jedoch zurzeit das großtechnische Verfahren mit dem höchsten Wirkungsgrad, elektrische Energie bei Schwankungen der Nachfrage und des Angebotes zwischenzuspeichern. Bei modernen Werken werden zwischen 75 % und 80 % der zugeführten Elektroenergie wieder zurückgewonnen. Hinzu kommen noch geringe Leitungsverluste für Hin- und Rücktransport der elektrischen Energie.
Das Hoch- und Herunterfahren konventioneller Kraftwerke würde wesentlich größere Verluste als diejenigen der Pumpspeicherwerke verursachen.
Neben Pumpspeicherkraftwerken, die Wasser verwenden, gibt es auch Druckluftspeicherkraftwerke, die mit Druckluft arbeiten. Diese haben jedoch einen insbesondere bei großem Druckunterschied deutlich schlechteren Wirkungsgrad von nur 42 % (siehe Carnot-Kreisprozess).
Eine Alternative zu Speicherkraftwerken sind Spitzenlastkraftwerke, die aber sehr unwirtschaftlich arbeiten, weil sie nur kurzzeitig laufen und trotzdem ständig betriebsbereit gehalten werden müssen. Dezentrale Blockheizkraftwerke sind nur bedingt eine Alternative, da die Wärme nur für kurze Zeit zwischengespeichert werden kann.
Die Speicherung von - volkswirtschaftlich gesehen - sehr geringen Mengen Elektroenergie ist auch direkt mit Doppelschichtkondensatoren oder chemisch mit Akkumulatoren möglich. Die Speicherung mit Doppelschichtkondensatoren hat zwar einen höheren Wirkungsgrad, erfordert jedoch einen unvergleichlich höheren Anlagenaufwand (Wechselrichter), sie wird daher nur vereinzelt in Gleichstrom-Oberleitungsnetzen von Stadtbahnen zur Pufferung eingesetzt, um eine Rückspeisung von Bremsenergie zu ermöglichen.
Akkumulatoren böten ähnliche Wirkungsgrade wie Pumpspeicherwerke, erforderten jedoch ebenfalls einen weit höheren Anlagenaufwand, daher werden sie nur in Photovoltaikanlagen im Inselbetrieb eingesetzt.
Aus der Tabelle ist aber klar erkennbar, dass diese Techniken bei weitem nicht mit den Pumpspeicherkraftwerken bei Aufgaben der allgemeinen Stromversorgung konkurrieren können. Insbesondere sind die Erwartungen in die Energiespeicherung in Wasserstofftanks meist sehr übertrieben, denn die Berechnung ergibt eine Speichereffizienz von weniger als 20 %.
Eine weitere Alternative stellt ein Hubspeicherkraftwerk dar. Hubspeicherkraftwerke verwenden Masseträger, die mit Hilfe von elektrischer Energie angehoben werden. Die Energie dieser Masse wird durch deren Absenken über die Schwerkraft mittels Generatoren wieder in Strom umgewandelt.