未来中国新能源开发利用的战略目标是：到2020年，核能、风能、太阳能等新兴能源要成为能源总需求中增量部分的主力军，加上水能共提供约6亿吨标准煤，占一次能源消费总量的15％；到2030年，新兴能源要成为主流能源之一，加上水能共提供20％以上的一次能源消费量。要顺利实现这一目标，“十二五”期间新能源开发利用的重点包括以下方面。
加强核电安全体系建设，加快核电发展。核电技术已经非常成熟，与其他新能源相比，核电是能量密度极大的高效能源，是供电最为稳定的优秀电源。若要实现2020年非化石能源占15％的发展目标，从现阶段技术发展来看，只有核电和水电。由于核电和水电建设周期长，一般在5年以上，因此，必须要加快核电的建设步伐。日本东京电力公司的核电事故，对世界核电发展产生了相当大的负面影响。我国在发展核电的过程中，要在观念、制度、措施上强化核安全监督管理，建成与国际接轨的核安全监督管理体系。
规范市场秩序，大力推广太阳能热利用。无论是规模、市场成熟度，还是核心技术、品牌实力等，我国太阳能光热产业都称雄于世界，是我国少数拥有自主知识产权的民族产业之一，但产业集中度低，而且许多企业没有相应的质量保证和售后服务体系，严重影响了产业的平稳健康发展。为此，要扶优扶强，逐步提高太阳能热水器产业的集中度。规范太阳能热水器产品市场，鼓励和推进太阳能热利用企业的重组、整合和规模化经营，提高太阳能热利用产品质量和企业技术水平。进一步开发太阳能与建筑结合的集成技术，包括工程规划、产品设计与供热、采暖和制冷的三位一体系统设计，使太阳能成为安全、稳定、可靠的建筑用能。
稳定陆上风电运行，积极开发海上风电。“十二五”期间，风电发展的战略任务是：突破风电关键技术，强化产业体系建设。着力在以下关键技术领域取得突破：大功率风电机组总体优化设计、风电机组关键零部件的智能化加工和质量控制、风电与电网相互影响评估、风电并网高压直流输电技术、风电场大规模蓄能、大功率海上风电机组研发、海上风电机组基础设计和施工、海上风电机组运输与安装等风电产业关键技术。加紧制定风电行业标准，规范制造业的发展，提高我国风机的质量。
启动国内光伏发电市场，消除太阳能光伏产业软肋。我国是光伏太阳能生产大国，产量连续3年居世界第一。光伏产业已经成为我国具有国际竞争力的新兴战略产业之一。但相对于光伏产业和国际光伏发电市场，我国光伏市场发展缓慢。要积极推动国内光伏市场，由光伏生产大国变为光伏消费大国。当前要重点加强太阳能级硅材料提纯，加强高效太阳电池、光伏系统以及多晶硅浇铸炉、线切割机、等离子体增强化学气相沉积设备（PECVD）等关键设备的研制，提高晶硅原材料的自给率。启动国内市场，不仅需要加强智能电网建设，为光伏入网运行打下基础，同时也要借鉴日本、德国、美国等发达国家的做法，制定光伏发电上网电价，推动国内太阳能电站建设。
加大煤层气勘探理论与技术研发投入，提高煤层气开发利用。与油气资源相比，我国对煤层气勘探投入开发及利用方面的科技投入明显不足，而企业的投入更少，外商投资呈观望态度，从而造成许多煤层气利用关键技术迟迟不能突破，制约了煤层气产业化的发展。我国煤层气利用只达到1／3。目前，煤矿瓦斯抽采利用的技术已经成熟，一些煤矿瓦斯抽采利用示范矿已取得一些经验。当前要深化改革，消除制约煤层气抽采利用的体制机制性障碍。一是要解决矿业权重叠的问题，加强沟通和协调，实行煤、气开发主体的统一。二是创新组织形式，鼓励成立专业的瓦斯抽采公司。三是完善抽采利用考核激励机制。四是落实瓦斯抽采财政补贴政策。按照可再生能源上网电价标准制定瓦斯上网电价。
因地制宜发展生物质能和地热能产业。生物质能的多样化决定了我国生物质利用的多种技术路线和多种模式。一是要大力发展沼气，根据我国的国情，把发展沼气作为解决农村能源问题的重要途径。以沼气为纽带的生态农业建设不仅能够获得高效清洁能源，而且可以有效地治理环境污染，恢复自然生态。要积极探索沼气工业化发展模式。现阶段政府要持续地对沼气工程给予政策和资金方面的支持，等培育市场成熟后再通过宣传、培训，把沼气产业推向完全化的市场。二是积极发展生物液体燃料。从长远的技术发展方向和技术选择来看，燃料乙醇技术发展的重点是纤维素制乙醇；生物柴油发展的重点是生物质气化生产，费托合成技术生产柴油或其他生物质液化生产生物柴油技术。地热能利用重点放在发展大型公建和居民的地源热泵空调系统。
推动纯电动汽车发展，加快智能电网的研发及示范项目建设。从长远来看，电动汽车和燃料电池汽车是发展的方向。我国电动汽车整车水平已经进入国际先进行列：纯电动汽车开始批量生产，在经济性方面已经达到商业化运作要求，进入道路运营并开始出口。电动汽车的发展和电动汽车能源供给技术的发展是相互影响和相互促进的。未来电动乘用车电能供给将以分散式小功率家庭充电为主、电池租赁和快速充电网络为辅，电动汽车与电网储能技术相结合是电动汽车技术发展的重要方向之一。