实现“双碳”是当前中国实现可持续发展和高质量发展的重要目标，也是推动生态文明建设的关键动力。

地球表面的变暖主要是由燃烧化石能源和排放二氧化碳等温室气体引起的。温室气体会对气候产生一些不利影响，如海洋变暖/酸化、冰川融化和一些极端天气的形成。因此，全球政府计划减少二氧化碳排放，遏制气温上升趋势。因此，2030年前二氧化碳排放峰值的目标是尽快使二氧化碳排放峰值处于较低水平，为后续碳中和留有时间和空间。

当前，我国能源转型面临着煤炭能源结构偏多、实现碳中和时间短等诸多挑战。

在我国能源结构以煤炭为主的情况下，短时间内加快能源体系低碳转型，提高可再生能源在未来能源结构中的比重，是减少二氧化碳排放、实现二氧化碳排放峰值和碳中和目标的关键条件之一。在碳中和目标下，到2060年，中国非化石能源消费比重将从目前的16%左右提高到2060年的80%以上。能源结构转型需要依靠先进的能源技术。有鉴于此，我国非化石能源目前主要包括水电、核电、生物质能、太阳能和风能，并在新能源、储能和能源互联网三大领域开展了科研布局和研发。

在建设清洁低碳、安全高效能源体系的背景下，以风能、太阳能为代表的新能源技术发展加快。然而，这种新能源技术面临着新能源的波动性、间歇性和不确定性。于是，能储存和释放间歇性、波动性新能源的储能技术，以及“新能源加储能”的模式应运而生。

然而，实现碳中和的目标不仅取决于非化石能源的大规模使用，还取决于对化石能源燃烧产生的二氧化碳排放的有效管理。目前，二氧化碳捕获、利用和封存(CCUS)是中和二氧化碳和减少温室气体排放的技术途径之一。二氧化碳捕集与封存主要涉及捕集技术、资源利用和地质封存。其中，捕集主要集中在煤化工行业，其次是火电行业等。地质利用和储存项目主要侧重于提高石油采收率。我国已经开展了多项CCUS技术的示范工程，但该技术的高技术成本限制了其大规模推广。

随着新能源为主的自动化能源结构与信息技术的更深层次融合，未来将形成以智慧能源系统/能源互联网为代表的能源网络体系。这个系统以电为主，基于大数据的人工智能可以以各种能量形式互补。此外，能源互联网还具有可再生性、分布性、互联性、智能性、开放性和商业化等基本特征。