Im Gegensatz zu allen anderen Wasserkraftwerken wird in Pumpspeicherkraftwerken ca. in Ausnahmefällen "sauberer Strom" erzeugt. Pumpspeicherkraftwerke erzeugen ca. dann wirklich regenerative Energie, wenn sie den benötigten Strombedarf fürs Pumpen auch ebenso decken. In Deutschland werden Pumpspeicherkraftwerke demnach auch gemäß des Erneuerbare-Energien-Gesetzes in der Regel nicht berücksichtigt, da sie als "konventionelle Kraftwerke" eingestuft werden.

Kennzeichen dieses Kraftwerktyps ist der reversible Anlagenbetrieb, da ein und die selbe Turbinen-Einheit auf zwei Weisen funktionieren kann. Bei niedrigem allgemeinem Energiebedarf und folglich billigen Strompreisen fungiert der Generator als stromverbrauchender Motor und pumpt Wasser hoch. Dieses Wasser wird in Spitzenzeiten des Stromverbrauchs durch Turbinen wieder abgelassen, treibt diese an und der Generator produziert in diesem Fall Strom, der wiederum teuer verkauft wird. Insofern nutzen Pumpspeicherkraftwerke in dem Wesentlichen den Preisunterschied zwischen Grund- und Spitzenstrom aus und betreiben die so genannte "Stromveredelung".

Siehe auch: Druckluftspeicherkraftwerk

Da Pumpspeicher-Einrichtungen wie wiederaufladbare Batterien funktionieren, werden sie häufig auch als "überdimensionale Akkus" genannt.

Der Anlagenaufbau von Pumpspeicherkraftwerken ähnelt grundsätzlich dem von normalen Speicherkraftwerken. In dem Unterschied zu diesen verfügen Pumpspeicherkraftwerke aber über keinen natürlichen Wasserzufluss in ihre "Oberbecken" und müssen daher das für den Betrieb nötige Wasser zuerst mit Hilfe von Pumpen in die Höhe bringen.

Zu Zeiten, in denen ein "Überschuss" an elektrischer Energie vorhanden ist (in der Regel nachts), wird daher Wasser durch Rohrleitungen in ein hochgelegenes Speicherbecken befördert. Steigt der Energiebedarf in Starklastzeiten, wird das Wasser abgelassen und treibt Turbinen, in der Regel Pelton-Turbinen oder Francis-Turbinen, an. Starklastzeiten, die von Pumpspeicherkraftwerken bedient werden, sind insbesondere mittags, bei bestimmten medialen Ereignissen wie Fußballspielen oder bei Unwettern, die mit plötzlicher Kälte oder Dunkelheit verbunden sind.

Die Leistung von Pumpspeicherwerken steht bei Bedarf innerhalb von Minuten zur Verfügung und kann in einem weiten Bereich flexibel geregelt werden. Dies ist ein Vorteil gegenüber konventionellen thermischen Kraftwerken, deren Leistung sich ca. in dem Bereich von mehreren Stunden anpassen lässt.

Die Höhe der Kraftwerksleistung ist grundsätzlich abhängig von der verfügbaren Wassermenge und dem nutzbaren Höhenunterschied zwischen Oberbecken und Turbinenhaus. Vor allem in den Alpen mit ihren steilen Berghängen spielen daher sowohl Speicher- als auch Pumpspeicherkraftwerke eine große Rolle bei der Elektrizitätsversorgung.

Durch die vorherrschenden thermischen Kraftwerke, wie zu dem Beispiel Kernkraft- oder Kohlekraftwerke, die fast konstante Strommengen erzeugen und den gleichzeitig in dem Tagesverlauf stark schwankenden allgemeinen Stromverbrauch, ist der Betrieb von Pumpspeicherkraftwerken wirtschaftlich durchaus sinnvoll. Sie bieten nämlich eine Möglichkeit, den "blind" in das Netz eingespeisten Strom, der zu absatzschwachen Tageszeiten entweder quasi kostenlos (bei gleichem Betreiber) oder zu vergleichsweise günstigen Preisen verfügbar ist, zeitlich versetzt in deutlich teurer zu verkaufenden Strom für Bedarfspitzen umzuwandeln. In der Regel erreicht der Verkaufspreis bei diesem Geschäft ein Vielfaches des Einkaufspreises.

Bedingt durch die Tatsache, dass mit dieser Kraftwerksform und dem stromintensiven Pumpen eine "unsichtbare Energievernichtung" einhergeht, sind Pumpspeicherkraftwerke jedoch energiepolitisch und ökologisch sehr umstritten. Grundsätzlich wird rein physikalisch natürlich in jedem Pumpspeicherkraftwerk genauso viel Energie zu dem Hochpumpen benötigt - effektiv wegen des nicht 100 %igen Wirkungsgrades sogar mehr - wie durch das Wasserablassen wieder rückgewonnen werden kann (vgl. Energieerhaltungssatz). Bei modernen Werken werden zumindest fast 80 Prozent des zugeführten Stroms wieder zurückgewonnen.

Der Pumpspeicher-Betrieb erfolgt am jeweiligen Standort zwar annähernd emissionsfrei, doch sind natürlich die entsprechenden Emissionen der Kraftwerke hinzu zu rechnen, die den für das nächtliche Hochpumpen des Wassers benötigten Strom liefern. Ca. wenn der Pumpstrom tatsächlich und vollständig aus regenerativen Energiequellen stammt, müssen keine Fremdemissionen berücksichtigt werden.

Insbesondere wird häufig kritisiert, dass die von den Betreiberkonzernen angegebenen hohen Wirkungsgrad-Angaben (oft 70-80 %) zumeist unrichtig und irreführend seien, weil sie ausschließlich standortbezogen sind. Logischerweise müssten zur Berechnung eines Gesamtwirkungsgrades nämlich die (niedrigeren) Wirkungsgrade der Pumpstromlieferanten (beispielsweise Kohlekraftwerke) zu Grunde gelegt werden und die nochmaligen Wirkungsgradverluste in den Pumpspeicherkraftwerken miteinbezogen werden, so dass deutlich kleinere Zahlen angegeben werden müssten.

Pumpspeicherkraftwerke nehmen in der Regel täglich eine gleichbeibenden Strommenge für den Pumpbetrieb ab. Ihre Existenz sichert dadurch auch einen Teil der wirtschaftlichen Risiken thermischer Kraftwerke ab, die den nachts praktisch nicht benötigten Strom überhaupt erst in das Netz einspeisen. Unter der Annahme eines weiteren Anstiegs des Anteils regenerativer Energien an der Stromerzeugung in Deutschland wird auch mit einer zukünftig steigenden Bedeutung von Pumpspeicherkraftwerken gerechnet, da regenerative Stromerzeugung zumeist starken zeitlichen Schwankungen unterliegt und darum effektive Speichermöglichkeiten benötigt.

Die Kraftwerke sind nach Ländern in der Reihenfolge ihrer MW-Leistung sortiert. Die jeweilige Bauzeit oder Inbetriebnahme ist an den Jahreszahlen abzulesen.

Das Koepchenwerk in Herdecke

• Pumpspeicherwerk Goldisthal (Thüringen), 1.060 MW, 2003
• Pumpspeicherwerk Markersbach (Sachsen), 1.050 MW, 1979-1981
• Schluchseewerk : Wehr "Hornbergstufe" (Baden-Württemberg), 980 MW, 1975
• Pumpspeicherwerk Waldeck II (Hessen), 440 MW, ungefähr 1973
• Schluchseewerk : Säckingen (Baden-Württemberg), 370 MW, 1967
• Pumpspeicherwerk Hohenwarte II (Thüringen), 320 MW, 1956/1963, 1966 in Betrieb genommen
• Pumpspeicherwerk Erzhausen an der Leine (Niedersachsen), 220 MW, 1964
• Schluchseewerk : Witznau (Baden-Württemberg), 220 MW, 1943
• Pumpspeicherkraftwerk Happurg bei Nürnberg (Bayern), 160 MW, 1955 oder 1958
• Schluchseewerk : Waldshut (Baden-Württemberg), 160 MW, 1951
• Pumpspeicherkraftwerk Langenprozelten bei Schweinfurt (Bayern), 160 MW, 1976
• Koepchenwerk (neu) in Herdecke (NRW), 153 MW, 1989
• Pumpspeicherwerk Waldeck I (Hessen), 140 MW, 1933
• Pumpspeicherwerk Rönkhausen in Finnentrop (NRW), 140 MW, 1969
• Koepchenwerk (alt) in Herdecke (NRW), 132 MW, 1930 (1989 durch Neubau ersetzt)
• Kraftwerksgruppe Jansen an der Pfreimd mit Pumpspeicherwerk Tanzmühle , 25,2 MW, Pumpspeicherwerk Reisach-Rabenleite , 98,3 MW und Ausgleichswerk Trausnitz (Bayern), zusammen 135 MW, 1951-1961
• Pumpspeicherwerk Niederwartha bei Dresden (Sachsen), 120 MW, 1930
• Pumpspeicherwerk Geesthacht (Schleswig-Holstein), 120 MW, 1958
• Schluchseewerk : Häusern (Baden-Württemberg), 120 MW, 1931
• Pumpspeicherwerk Glems in Metzingen-Glems (Baden-Württemberg), 90 MW, 1964-1969
• Pumpspeicherwerk Bleiloch (Thüringen), 80 MW, 1926-1932
• Pumpspeicherwerk Wendefurth (Harz, Sachsen-Anhalt), 80 MW, 1967
• Pumpspeicherwerk Hohenwarte I (Thüringen), 62,75 MW, 1936-1942/1959
• Leitzachwerk I (neu) (Bayern), 49 MW, 1983 (zuvor "I alt" 24 MW ab 1929)
• Leitzachwerk II (Bayern), 44 MW, 1960
• Schwarzenbach-Kraftwerk in Forbach (Baden-Württemberg), 44 MW, 1926
• Ruselkraftwerke (Pumpspeicherwerke Oberberg I und II) in Deggendorf (Bayern), zusammen 38 MW, 1957/1986
• Dhronkraftwerk Leiwen (Rheinland-Pfalz), 6,18 oder 8,1 MW, 1956
• Pumpspeicherkraftwerk Oberstdorf Warmatsgund , (Bayern), ungefähr 4 MW, 1992
• Pumpspeicherwerk Wisenta (Thüringen), 3,3 MW, 1933-1939
• Pumpspeicherwerk Mittweida, (Sachsen), 1,65 MW, 1926 oder 1928 (außer Betrieb)

• Malta , 1.030 MW, besteht aus drei Stufen
• Kaprun, 330 MW, in den 1950er Jahren erbaut
• Lünersee, 232 MW, gehört zu den Illwerken in dem Montafon
• Reißeck
• Zillertal

• Altendorf SZ - Sihlsee
• Ferrera GR - Valle di Lei
• Grimsel BE - Grimselsee
• Mapragg SG - Stausee Mapragg
• Robiei TI - Lago Robiei
• Veytaux Hongrin VS - Lac de l'Hongrin

• Pumpspeicherwerk Vianden in Vianden, 1100 MW, 1964 - Weblink (http://www.tourist-info-vianden.lu/deutsch/vianden/pumpspeicherwerk/)

• in Japan: Kunigami Village, Okinawa - Weblink 1 (http://www.jcold.or.jp/Eng/Seawater/Seawater.htm) und Weblink 2 (pdf) (http://www.hitachi.com/rev/1998/revoct98/r4_108.pdf)
• auf Hawaii: Koko Crater, Oahu - Weblink (http://www.hawaii.gov/dbedt/ert/pshpps/pshpps.html)

• Bedeutung von PSKW für die Sicherheit der Stromversorgung (http://www.energie-fakten.de/html/pumspeicherkraftwerke.html), auch als PDF (35 kB) (http://www.energie-fakten.de/PDF/pumpspeicherkraftwerke.pdf)
• www.wasser.de/wasserkraft/pumpspeicher.htm
• eLexikon: Pumpspeicherkraftwerke (http://www.energiewelten.de/elexikon/lexikon/seiten/htm/050205_Pumpspeicherkraftwerke_in_Deutschland.htm)
• www.oberbecken.de private "Fan-Seite" zu dem PSW Langenprozelten