压缩空气储能（CAES）是一种基于气体热力学特性的大容量长时物理储能技术，核心本质是电能与空气压力能、热能之间的双向转换与存储，通过对空气的压缩升压、高压封存、膨胀做功三个核心环节实现电能的时空转移，是支撑电网调峰、新能源大规模消纳的关键技术路线。
充电储能阶段是能量的正向转换过程。用电低谷期或新能源大发时段，电网富余电能驱动多级压缩机组，对过滤净化后的常压空气进行逐级压缩，将电能转化为空气的压力能与内能（热能）。根据热力学规律，空气绝热压缩时体积缩小、压力升高，同时温度会显著上升，单级压缩温升可达几十摄氏度。针对压缩产生的热量，不同技术路线处理方式不同：传统补燃型 CAES 通过冷却器将压缩热直接散入环境，仅储存高压空气，能量损耗大；先进绝热型 CAES（AA-CAES）则通过导热油、岩石、熔盐等储热介质将压缩热回收并储存，留到放电阶段复用，是当前主流的零碳技术路线。压缩后的高压空气（通常 7-15MPa 级）通过管路输送至储气单元长期封存，储气单元可以是天然盐穴、硬岩洞穴，也可以是地面高压容器、模块化集装箱储气装置。
放电释能阶段是能量的反向转换过程。用电高峰期，储气阀门开启，高压空气从储气单元释放，经调压后进入透平膨胀机，推动叶轮高速旋转并带动同步发电机发电，将空气的压力能重新转化为电能输出。空气在膨胀过程中体积增大、压力降低，同时温度会急剧下降，若无热量补充会降至零下，甚至出现水汽凝结，冲击叶轮、影响设备安全。传统补燃型通过燃烧天然气补热提升进气温度，存在碳排放；绝热型则将充电阶段回收的压缩热回补到膨胀进气中，全程无燃烧，系统综合效率可提升至 60%-70% 以上。做功后的低压废气经消音、调压后排入大气，完成完整的充放循环。
热的回收与管理是整个系统的效率核心。压缩热的回收利用率越高，放电过程的温降补偿越充分，系统整体效率就越高，这也是绝热型技术替代传统补燃型的核心原因。此外，空气压缩过程中，原空气中的水汽会随压力升高达到饱和并凝结析出，易造成管路腐蚀、叶轮冲蚀、仪表精度漂移，因此系统进气端需配置深度干燥净化单元，现场电气控制柜也需配套除湿防凝露装置，保障系统长期稳定运行。
