含水层压缩空气储能在理论上是可行的，在技术上是可实现的和可借鉴的，在经济和推广上是可进行商业化的。其是指利用分布式清洁能源（如风能、太阳能等）产生的多余电量使空气以高压的状态储存在地下含水层孔隙介质中，在需要供电时，重新抽采高压空气进行发电，其系统模型如图 1
1）初始气囊建造过程： 为向选定的目标含水层介质中注入一定量的缓冲气体（空气，氮气，CO2等），缓冲气体注入含水层后会形成一个大的初始气囊，气囊的作用主要是为后续工作气体提供压力支持和防止水涌发生；根据美国Iowa计划的前期调查报告，初始阶段注入含水层中的缓冲气体量应该为循环过程中空气量的10-100倍。 2）储能释能阶段： 为根据储能规模和调峰工作制度通过工作井向选定含水层中循环注入-储存-抽出压缩空气，工作气体的循环周期一般为日循环或者周循环。
在工程实践方面，1980年开始，美国能源部在美国伊利诺伊州的匹兹菲尔德开展了向某含水层注入和抽提空气的试验，结果表明空气注入到含水层中可以以一定规模进行能量的储存，井的设计对于提高能效非常重要。2006年，美国能源部计划在Iowa背斜系统的含水层建立270MW规模的压缩空气地质储能电站，但由于目标含水层渗透性的问题，暂时停止了该项目。2013年，美国太平洋西北实验室的研究人员评价了太平洋西北地区进行含水层压缩空气储能的可能性。此外，美国也在进一步实施利用地下孔隙介质的PG&E 300MW和Nebraska 100-300MW的压缩空气储能示范计划。
含水层压缩空气储能适宜性评估技术
含水层压缩空气储能地下全过程模拟技术
地下储气空间改良技术
先进耦合储能优化技术
习总书记多次强调中国力争在2030年前二氧化碳排放达到峰值，2060年前实现碳中和的目标。
公开数据显示2020年下半年至今已经有36个一体化项目签约落地，规划总规模近85GW，投资总额超过3700亿，包括风光水火储、风光储等。因此大规模储能的发展潜力和市场空间在我国十分巨大。
近日出台的我国“十四五”规划纲要全文中着重强调了大力提升风电、光伏发电规模，提升清洁能源的消纳和储存能力。
压缩空气储能技术储能规模的关键在于储气库的选择，利用地下空间进行储能的压缩空气地质储能系统工作时间长，可以持续工作数小时，甚至可实现电能跨季度存储。目前，地下储气库的选择主要有地下盐穴、含水层和废弃矿洞。
截至 2020 年底，已有18 个省市出台了鼓励或要求新能源配储能的有关文件，配置储能的比例从 5%到 20%不等。
抽水蓄能和压缩空气储能（CAES）是国际上比较认可的储能技术。相比抽水蓄能来说，压缩空气储能具有投资少、运行维护费用低、占地面积小、环境影响小、动态响应快、运行方式灵活、能效高等有利特点。
风能、太阳能等该类新能源发电具有间歇性和随机性，电力系统调峰能力不足，调度运行和调峰成本补偿机制不健全。
德国的Huntorf（290MW，图2）和美国的McIntosh（110MW，图3）两个利用地下盐穴的压缩空气储能电站已经商业运行了几十年，其是在风力发电厂的基础上接入储能系统设备，能够很好的根据实际电量峰值需要进行调节，取得了较好的经济效益。
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