在節能減排中，中國面臨的最大挑戰是以煤炭為主的能源結構。在中國能源消費結構中，一次能源中69%靠煤，發電量的80%以上來自火電，優化能源結構勢在必行。對此，我們必須開發和利用面向未來的清潔能源。國家已相繼頒布《可再生能源法》、《可再生能源中長期發展規劃》和《核電中長期發展規劃》，明確了優化能源結構的目標和方向。此外，還將發布能源產業振興規劃，到2020年將逐步降低煤炭在中國能源結構中的比重，提高水電、風電、太陽能和核電等清潔能源的比重。根據有關法律和規劃，中國將繼續積極發展水電、風電、太陽能和核電等，并將進一步推進煤炭清潔利用，發展高效、潔凈發電技術，研究二氧化碳捕獲、資源化利用和封存技術。我國已啟動了“大型油氣田及煤層氣開發”和“大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電站”重大科技專項工程。“大型油氣田及煤層氣開發”重大專項的實施，將提升中國油氣裝備技術創新能力，提高油氣田及煤層氣的勘探開發水平，實現油氣裝備制造業的產業升級和煤層燃氣的規模開發，為保持中國原油產量穩中有增、天然氣產量快速增長提供科技支撐。通過實施“大型先進壓水堆及高溫氣冷堆核電站”專項，將帶動中國核電裝備制造業水平的提升，進一步提高核電比重和產業創新能力。
多元化的能源結構是未來發展的必然趨勢，同時也給我們提出了新的挑戰。風能和太陽能發電受氣候條件影響較大，核能發電效率高，但動態性能不足。因此，保障多種能源的穩定供應和安全運行問題，需要我們現在就開始認真研究：
一方面要發展智能電網技術，提高對電網的監控和調控能力，研發高效儲能機制，為靈活應對大規模清潔能源接入電網創造條件。另一方面，要增強電網的內部調峰能力。在此情況下，燃氣發電便是最佳的區域性調峰發電形式之一。通過調節燃氣輪機機組的負荷能力和速率，可以滿足不同條件下的需求，提高供電系統的效率和安全性。
天然氣具有高效、潔凈、傳輸方便的特征，是一種較理想的能源，然而中國是一個富煤、少油、貧氣的國家，目前一次消費能源中天然氣僅占3%。但市場對天然氣的需求快速增長，預計到2010年需求缺口將達到200億立方米以上，以后還將進一步擴大。在滿足日常需求尚嫌不足的情況下，重視發展和積極利用清潔燃氣資源將成為我們的一個重要選擇。生物質制氣以及煤基合成氣都可以作為天然氣的有效補充。中國制取生物質氣的資源非常豐富。據統計，全國目前農村戶用沼氣利用每年將超過120億立方米，可利用的禽畜糞便、城市有機排放物等的潛力達1200億立方米。為此，我們將加大對厭氧發酵、生物脫硫等關鍵技術，以及集中式沼氣成套裝備、沼氣提純、質量檢測及儲存輸運等系統集成的研發投入和應用示范。
中國的能源特色在煤，解決中國能源問題的關鍵是如何清潔高效利用好煤。現階段要大力發展整體煤氣化聯合循環技術，也就是IGCC技術。相對于各類煤制液體燃料，煤基合成天然氣具有能量轉換效率高、耗水量低、運輸損耗小且成本低、廢棄物處理成本低等優勢。應充分利用中國豐富的煤炭資源，加大煤基合成天然氣在氣化甲烷化、二氧化碳的搜集和資源化利用方面的研發。
面向未來，一些新能源的技術正在豐富著人類對于各種能源的利用，特別值得關注——
(一)太陽能熱發電技術。太陽能熱發電技術通過聚集太陽光聚焦所產生的熱能，推動發電機發電。太陽能熱發電的效率較高，且可以通過熱量的存儲，在晚上繼續發電。目前各國已在此方面作了積極探索，我國也在進行試點。
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