压缩空气储能
压缩空气储能系统通过压缩空气储存多余的电能，在需要时，将高压空气释放并通过膨胀机做功发电。在储能时，系统中的压缩机耗用电能将空气压缩并存于储气室中;在释能时，高压空气从储气室释放，进入燃气轮机燃烧室同燃料一起燃烧后，驱动透平发电。在释能过程中，由于没有压缩机消耗透平的输出功，因此相比于消耗同样燃料的燃气轮机系统，压缩空气储能系统可以多产生1 倍以上的电力，由此实现压缩空气能量和电力之间的转换。
自从 1949 年Stal Laval 提出利用地下洞穴实现压缩空气储能以来，全球已有两座大型电站分别在德国Huntorf 和美国McIntosh 投入超过20 年的商业运行。由于传统压缩空气储能系统需要大型储气装置和依赖燃烧化石燃料，这在很大程度上限制了该技术的推广应用。
为解决常规压缩空气储能系统面临的主要问题，目前国际上先后出现了一些改进的技术，包括：
先进绝热压缩空气储能系统(Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage System,AACAES)，系统将空气压缩过程中的压缩热存储在储热装置中，并在释能过程中回收这部分压缩热，系统的储能效率可以得到较大提高，理论上可达到70%以上。
小型压缩空气储能系统的规模一般在 10MW 级，它利用地上高压容器储存压缩空气，从而突破大型传统压缩空气电站对储气洞穴的依赖，具有更大的灵活性。微型压缩空气储能系统的规模一般在几 kW 到几十kW 级，它也是利用地上高压容器储存压缩空气，主要用于特殊领域(比如控制、通讯、军事领域)的备用电源、偏远孤立地区的微小型电网、以及压缩空气汽车动力等。
液化空气和超临界压缩空气储能系统是最近才提出的新型压缩空气储能系统。由于液态空气的密度远大于气态空气的密度，该系统不需要大型储气室。我国中科院工程热物理所在2009 年又在国际上首次提出并自主研发了超临界压缩空气储能系统，进一步提高了系统的能量效率。
近年来，压缩空气储能已经在全球范围内获得了进一步的发展，规模最大的项目包括美国Ohio 州从2001 年起开始建设的一座2700MW压缩空气储能系统和Iowa 州正在规划建设过程中的300MW 压缩空气储能项目。我国虽然对压缩空气储能系统的研发起步较晚，但压缩空气储能系统已经得到相关科研院所、电力企业和政府部门高度重视。
飞轮储能
飞轮储能是利用互逆式双向电机(电动/发电机)实现电能与高速旋转飞轮的机械能之间相互转换的一种储能技术。飞轮储能和传统的化学储能不同，是一种纯物理的储能技术。现代意义上的飞轮储能的概念最早在 20 世纪50 年代才被提出，其后到20 世纪70 年代，美国能量研究发展署(ERDA)和美国能源部(DOE)开始资助飞轮系统的应用开发，日本和欧洲也陆续开展了相关技术和产品的研发。进入20 世纪90 年代以后，由于磁悬浮、碳素纤维合成材料和电力电子技术的成熟，飞轮储能才真正进入了高速发展期。
从 20 世纪90 年代开始，德国的Piller 公司、美国的Active Power 公司陆续推出了商用的飞轮产品。到今天，基于永磁悬浮和电磁悬浮轴承技术的飞轮产品已经比较成熟，稳定性和可靠性已经大大提高，在全球范围内已经有数千套产品投入了正式的商业运行，应用领域主要包括企业级UPS、电力调频、航天、军事等领域。飞轮储能产品可以从不同的角度分为很多类型，如果从飞轮转子转速来分，可以分为低速飞轮产品和高速飞轮产品。低速飞轮储能产品中，转子主要由优质钢制成，转子边缘线速度一般不会超过 100 米/秒。产品主要靠增加转子的质量，这类产品可采用机械轴承、永磁轴承或者电磁轴承，整个系统功率密度较低，主要通过增加飞轮的质量来提高储能系统的功率和能量。
高速飞轮产品的转子转速能够达到每分钟5 万转以上，转子边缘线速度能够达到800米/秒以上。如此高的转速要求高强度的材料，因此主要采用玻璃纤维、碳纤维等作为制造转子的主要材料。这类产品中无法采用机械轴承，只能采用永磁、电磁或者超导类轴承。目前国外对永磁和电磁轴承的研究和应用已经比较成熟，最新的研究热点是基于超导磁悬浮的高速飞轮产品。
今天在全球范围内能够提供飞轮商用产品的公司主要包括：Active Power、BeaconPower、Piller、Flywheel Energy System 等多家公司。我国在此领域内距国际水平尚存在很大的差距。
