满足我国经济社会发展需要的能源可持续发展体系，必须站在时代的高度，以世界眼光，从我国国情出发，面向未来，综合考虑需求、资源、环境、技术和经济等多方面因素，作出未来30年－50年战略规划。
首先，要明确我国能源发展的战略目标。2005年，我国一次能源总耗量65.3EJ，万元GDP能耗35.7GJ，一次能源结构为：煤占69.6%，石油和天然气占23.8%，水电和核电占6.6%。综合分析全球及我国化石能源可开采储量和环境承受能力，同时实现到2050年GDP增长的目标，我国能源消耗必须实现大幅度节能减排，比较理想的目标是:化石能耗总量比2005年增加不超过50％，单位GDP能耗相当于2005年发达国家的中等水平。为实现上述目标，我国能源结构必须向大幅度增大可再生能源份额的方向调整，比较理想的结构是：可再生能源至少占25%－30%，水电和核能至少占15%－20%。
其次，要制定我国能源科技发展路线图。
近期（至2020年），重点发展节能和清洁能源技术，提高能源效率，力争突破新一代零排放、多联产整体煤气化联合循环、增压流化床联合循环技术等，解决二氧化碳捕捉、储存与利用的关键技术并进行技术示范，推进煤炭高效液化技术、煤基醇醚和烯烃代油技术进入工程示范和大规模应用阶段，积极发展安全清洁核能技术和非水能的可再生能源技术，前瞻部署非传统化石能源技术。
中期（2030年前后），重点推动核能和可再生能源向主力能源发展。突破快中子堆技术并实现其核电机组商业示范发电，核乏料有效利用和安全处置技术等；突破太阳能高效转化技术及太阳能电热集成应用系统；突破光合作用机理并筛选或创造高效光生物质转换物种，实现农业废弃物、纤维素、半纤维素高效物化/生化转化技术的工业示范和规模产业化；突破智能能源网格和发展氢能体系。
远期（2050年前后），建成我国可持续能源体系，总量上基本满足我国经济社会发展的能源需求，结构上对化石能源的依赖度降低到60%以下，可再生能源成为主导能源之一。重点发展可再生能源技术规模化应用和商业化，力争突破核聚变能技术。
第三，要完善我国能源可持续发展体系的基本框架。近年来，中科院学部已就能源问题进行了战略研究，并就能源结构的调整、建立我国能源可持续发展体系的发展战略进行了深入研讨，对综合性、前瞻性与战略性的一些重大问题形成了一些共识，提出了我国21世纪上半叶能源可持续发展体系的五个方面，包括：1.继续发挥煤的重要作用；2.开源节流，保障石油与天然气供应；3.充分发展水电与核电；4.大规模发展非水能的可再生能源；5.大力支持未来新型能源的研究发展。本世纪上半叶，要统筹这五个方面的发展，使我国2050年前的能源供应更加节约、安全、可靠、清洁，并为建立未来能源可持续发展体系奠定坚实的基础。
第四，要采取切实措施促进我国能源可持续发展体系建设。能源结构优化应坚持煤的清洁高效利用，逐步减少燃煤份额，大幅度增大可再生能源与核能份额的方向；设立大规模非水能的可再生能源国家重大专项及研发基地；设立以快中子堆和钍资源利用为重点的先进核能系统与核燃料循环的研究开发和产业化国家重大专项及研发基地等，以保障2050年前后我国能源的合理结构和供应。同时，还要制定并实施节能减排应对气候变化和构建新的能源技术创新体系和行动计划，持续进行聚变能的研究和国际合作。
中国科学院作为国家战略科技力量，必须要在我国能源可持续发展体系建设中发挥基础性、前瞻性、战略性的科技支撑和引领示范作用。
当前和今后一个时期，中国科学院要重点致力发展能源节约、先进/清洁/可再生/可替代能源等关键核心技术，并前瞻部署对未来有重大影响的战略性、引领性的研究方向。
1.发展先进清洁煤技术，引领清洁煤产业发展；突破先进清洁高效能源系统工艺与过程，开发煤/生物质和天然气/煤层气转化为合成气的规模化工艺及相关关键技术，形成经济、技术、资源、环境协同优化的系统集成方案；解决先进煤多联产系统的关键技术，完成液体燃料合成、蒸汽燃气轮机高效经济发电技术集成与示范，形成气化—煤基合成液体燃料/化工原料—蒸汽燃气发电联产系统。
2.开展太阳能电热转化、燃料电池、氢气制备与储运中的关键材料与部件研究，解决低成本、高可靠性与长寿命等关键问题，发展新型能量转换与储存材料与技术等。要组织物理、化学、材料和工程技术专家跨学科协同，探索突破高效太阳能光电/热转化原理、材料及其器件，发展集成应用系统，实现示范带动。
3.大力发展生物质能源。筛选培育能量密度高、抗逆性强、不与人畜争粮、争耕地、争水以及不危及生态的高产优质能源植物新品种，筛选和创造高效微生物、生物催化、生物炼制等工艺，发展生物质液化等转化关键技术；基因调控创造高效光/生物质转换物种，发展农业废弃物、纤维素、半纤维素高效物化/生化转化技术，实现工业示范和规模产业化。
4.发展先进、安全的风能、海洋能技术及应用系统；发展先进、高效、清洁、安全核能技术，促进核技术在工农业、医疗和环境技术的应用。
5.发展节能技术，依托我院综合科技优势，突破先进电力系统和节能核心关键技术，开展交通节能、建筑节能、照明节能、过程节能、通用动力节能等关键技术研究。
6.探索建立可再生能源经济模式，实现零排放，如在城市地区开展零排放建筑试验示范，选择光照条件好、居住分散的农村、海岛和牧区开展以太阳能、风能为主体的试验示范区。利用可再生能源进行海水淡化和原材料可再生循环利用等。
7.加强先进能源科技领域部署。重点是分布式电源系统核心技术、煤/生物质热解液及气化一体化技术、燃煤污染物一体化脱除、燃料电池关键技术、天然气与液体燃料现场分散制氢关键技术、兆瓦级风电场系统控制与应用示范、水合物成藏机制与高效开采关键技术、节能关键技术、太阳能和核能关键技术等，要将先进、高效的太阳能转化和生物质能作为面向未来能源的重中之重进行战略部署，基础研究基地、纳米与先进材料基地、生物基地和能源基地要统一协调与合作。
