2010～2020年，我國應重點加大對水電、核電及風電的開發利用力度，建設堅強智能電網，大力發展抽水蓄能電站，積極研發示范儲能新技術，努力提高新增能源供應的清潔化程度。

水電未來發展面臨的主要挑戰是生態環境保護和移民安置等問題。研究表明，為實現2020年我國非化石能源占一次能源消費比重15%的目標，水電開發規模需要達到3.2億～3.5億千瓦，水電在我國清潔能源結構中的貢獻率超過50%。我國核電已經具備規模化發展的基礎和條件，未來核電發展面臨的主要挑戰是管理體制機制、核燃料供應、核科研水平、廠址資源規劃與保護等問題。為實現2020年15%的非化石能源消費目標，核電規模需要達到7000萬～8000萬千瓦，核電在我國清潔能源結構中的貢獻率約30%。風電是目前除水電之外技術最成熟、成本最接近常規能源的可再生能源。目前，我國風電發展仍面臨風能資源詳查和評估、風電并網技術和規劃、自主創新的風電機組設計和制造技術等問題。到2020年，我國技術可行、經濟性相對合理的風電裝機規模為8000萬～1億千瓦，在清潔能源中的比重10%左右。太陽能發電技術基本處于發展的起步階段，需要不斷改進技術、提高經濟性。近期主要是在大中型城市發展屋頂并網系統，地面光伏電站近期以示范為主，努力促進技術成熟與經濟性進一步提高。預計2020年，我國太陽能發電裝機規模將達到1000萬～2000萬千瓦。

到2020年，我國將建成以“三華”（華北、華中、華東）電網為核心，通過直流和東北、西北、南方電網互聯，聯接各大煤電基地、水電基地、核電基地、可再生能源基地與主要負荷中心的堅強智能電網。跨區電網優化配置資源能力超過4億千瓦，其中特高壓電網超過3億千瓦；電動汽車充電站大量布局。抽水蓄能最具有規模化應用條件，液流電池、鋰離子電池、鈉硫電池和鉛酸電池等化學儲能技術在我國仍處在實驗室示范和應用示范工程起步階段。到2020年，抽蓄建設規模將達到5300萬千瓦左右，不僅能夠提高電力系統安全、穩定、經濟、高效運行水平，而且可以促進清潔能源的大規模發展。