超临界压缩空气储能系统原理见下图。其工作原理为：在初始条件下，低温储罐中注满液态空气；在用电高峰，液态空气经低温泵加压至超临界压力后，输送至蓄冷/换热器被加热至常温，再吸收储能过程中的压缩热后经膨胀机膨胀做功，同时液态空气中的冷能被回收并存储于蓄冷/换热器中；在用电低谷，空气被压缩到超临界状态，并在蓄热/换热器中冷却至常温后，利用存储的冷能将其等压冷却液化，经节流降压后常压存储于低温储罐中，同时空气经压缩机的压缩热被回收并存储于蓄热/换热器中。超临界压缩空气储能于2009年首次被提出，2013年国际首台1.5兆瓦级超临界压缩空气储能试验台在中国廊坊搭建成功。

超临界压缩空气储能系统原理图

超临界压缩空气储能系统无需燃烧室，空气以液态形式储存，兼具蓄热式压缩空气储能和液态压缩空气储能系统的特点，摆脱了传统压缩空气储能系统依赖大型储气室和化石燃料、受地理条件限制和燃料限制的科技问题，同时具有高效、高能量密度、环境友好等优点。