進入21世紀，中國能源面臨著五大嚴峻挑戰：能源需求總量的急劇增加和能源供應的巨大壓力、液體燃料短缺、環境污染嚴重、溫室氣體排放、8億農民及快速城鎮化所需的清潔能源供應，這五大挑戰嚴重制約了中國的可持續發展。因此，能源戰略、能源科技、能源政策都應以解決以上五點為出發點。
從中長期來看，中國能源有以下幾個無法改變的事實。煤的開采和直接燃燒已引起嚴重的生態和環境污染問題，70%-80%以上的SO2、NOX、Hg、PM2.5-10、CO2等都是由于煤炭直接燃燒所引起的。但根據對能源需求和能源供應的預測，煤炭現在以至將來（直到2050 年或更晚）仍將在中國能源消費中起主導作用，預計到2050 年煤炭將占中國能源消費總量的50%-60%（目前為70%），但總量不會低于20億噸標準煤。并且，煤炭用于發電的比例會越來越大，目前為50%，預計到2020 年將達到70%以上。這意味著燃煤電廠排放的CO2將占中國CO2排放總量的60%以上，而從燃煤電廠尾氣中捕捉CO2成本高昂。
面對能源資源緊張、環境污染、生態退化、全球變暖等日益緊迫的危機，大力發展可再生能源，尤其是大規模風力發電是中國能源系統的重要發展趨勢之一。
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