压缩空气储能技术在电力系统中应用前景广阔，典型应用场景包括如下几个方面。
1)削峰填谷。集中式的大型CAES电站的单机容量可达百兆瓦量级，发电时间可达数小时，可在电力系统负荷低谷时消纳富余电力，在负荷高峰时向电网馈电，起到“削峰填谷”的作用，从而促进电力系统的经济运行。
2)消纳新能源。分散式CAES电站的容量配置为几兆瓦到几十兆瓦，可与光伏电站、风电场、小水电站等配套建设，将间歇性的可再生能源储存起来，在用电高峰期释放，缓解当前的弃风、弃光和弃水困局。
3)构建独立电力系统。CAES还可用于沙漠、山区、海岛等特殊场合的电力系统。该类地区对储能系统的寿命、环保等方面有特殊需求。在此情况下，若配合风力发电、光伏发电、潮汐发电等清洁能源，结合非补燃CAES的冷热电联供特点，则有望构建低碳环保的冷热电三联供独立电力系统。
4)紧急备用电源。由于非补燃CAES技术不受外界电网、燃料供应等条件的限制，对于电网出现突发情况如冰灾造成的断网等，该技术的应用将能确保重要负荷单位如政府机关、军事设施、医院等的正常运行。
5)辅助功能。压缩空气储能具有功率和电压均可调节的同步发电系统，且响应迅速，其大量应用可以增加整个电力系统的旋转备用和无功支撑能力，提高系统电能品质和安全稳定水平。
