本发明公开了一种以二氧化碳为工质的压缩气体储能系统，该系统利用二氧化碳的超临界特性和二氧化碳在临界点附近的状态变化特性，不需要借助外界环境（如地下、海底空腔）条件即可实现储能系统在定压储能、定压释能、定容储能和定容释能之间的切换，实现不同方式的电力存储和释放。该系统利用二氧化碳由气态转化为超临界或液态的特性完成二氧化碳的存储，相比气体存储有效降低了系统复杂程度和设计难度，减少了储能系统成本；同时利用双存储器的方式，不借助外界环境（如地下、海底空腔）可灵活完成系统在储能/释能方式之间的切换，通过控制二氧化碳的存储/释放方式改变系统的储能和释能特性，增强了系统的灵活性。该系统可与太阳能、风能等可再生能源联合使用，无其他污染物的产生，有良好的环保特性。