壓縮空氣儲能技術在電力系統中應用前景廣闊，典型應用場景包括如下幾個方面。

1)削峰填谷。集中式的大型CAES電站的單機容量可達百兆瓦量級，發電時間可達數小時，可在電力系統負荷低谷時消納富余電力，在負荷高峰時向電網饋電，起到“削峰填谷”的作用，從而促進電力系統的經濟運行。

2)消納新能源。分散式CAES電站的容量配置為幾兆瓦到幾十兆瓦，可與光伏電站、風電場、小水電站等配套建設，將間歇性的可再生能源儲存起來，在用電高峰期釋放，緩解當前的棄風、棄光和棄水困局。

3)構建獨立電力系統。CAES還可用于沙漠、山區、海島等特殊場合的電力系統。該類地區對儲能系統的壽命、環保等方面有特殊需求。在此情況下，若配合風力發電、光伏發電、潮汐發電等清潔能源，結合非補燃CAES的冷熱電聯供特點，則有望構建低碳環保的冷熱電三聯供獨立電力系統。

4)緊急備用電源。由于非補燃CAES技術不受外界電網、燃料供應等條件的限制，對于電網出現突發情況如冰災造成的斷網等，該技術的應用將能確保重要負荷單位如政府機關、軍事設施、醫院等的正常運行。

5)輔助功能。壓縮空氣儲能具有功率和電壓均可調節的同步發電系統，且響應迅速，其大量應用可以增加整個電力系統的旋轉備用和無功支撐能力，提高系統電能品質和安全穩定水平。