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气候变化是人类面临的全球性问题，为了减轻气候变化的影响，《巴黎协定》明确提出将全球平均升温控制在相对于工业化前水平2℃以内 [1] 。“欧盟2020—2030年气候与能源政策框架”提出，到2030年温室气体排放比1990年减少40%，可再生能源在能源消费结构中的比重至少提高到27%。为避免气候变化造成的严重后果，如何有效解决碳排放问题成为全球关注的焦点，世界各国积极承诺实现碳中和目标，纷纷设定碳中和时间表。2020年9月22日，习近平主席在第七十五届联合国大会上承诺，中国“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”。在发展低碳社会和减缓气候变化的努力下，新能源将成为未来电力供应的重要组成部分。各国都在积极研究和发展新能源技术，特别是风能、太阳能等用于发电的可再生能源大幅度增加。根据国际能源署统计数据，世界风能发电量从2005年的104TWh增加到2019年的1427TWh，太阳能发电量从2005年的4TWh增加到2019年的681TWh。可再生能源越来越多地纳入电网，将有助于实现温室气体减排目标。但同时也面临着一些问题，风能和太阳能等可再生能源发电具有波动性、不确定性，难以根据需求进行调整，其大规模并网将对电网的安全和稳定运行带来挑战。
储能技术是解决可再生能源大规模接入及提高常规电力系统和区域能源系统效率、安全性和经济性的迫切需要，是能源革命的关键支撑技术 [2] ，得到世界各国的广泛关注。储能系统提供了平衡电力供应和电力需求的能力，可以改善电网性能，提升输电线路容量，缓解电压波动，提高电能质量和可靠性，即增加发电、传输和消费方式的灵活性，实现能源的弹性供给。大规模的储能系统可以容纳过多的非高峰期能源，在高负荷期间提供高功率能源，使发电厂全年以最高效率运行，实现能源分配和传输的灵活性，以及能源的安全供给。
为了有效利用需求低谷期的过剩能源，需要发展更多的能源储存形式。地下储能作为一种大规模能源存储技术具有广阔的应用前景。据估计，到2060年，我国地下储能工程将有3万亿～4万亿元的市场规模，全球市场规模将达到10万亿元以上 [3] 。谢和平等人 [4] 提出深部开采及能源储存研究已经成为紧迫任务，需要研究建立深部资源开发与能源储存理论和技术体系，如何安全、可靠地开展深部能源储存，需要寻求理论和技术的重大突破。地下储能可以充分利用地下闲置空间，实现多种形式能量的大规模高效存储，对于优化能源结构、促进清洁能源生产、保障国家能源安全具有重要意义，是实现国家可持续发展和绿色发展战略的重要选择。