推动“两个替代”、形成以清洁能源为主导，以电为中心的能源格局，决定了电源技术在未来能源发展中的关键性作用。其核心是不断提高清洁能源的开发效率和经济性，重点领域包括风力发电、太阳能发电、海洋能发电及分布式电源技术等。这些技术突破是构建全球能源互联网的动力之源，对推动全球能源开发清洁化、低碳化十分重要。
风力发电技术
风力发电是将风的动能转换为电能的技术，利用风轮收集风能，再将其转变成旋转机械能驱动发电机发电。目前风力发电技术发展比较成熟，风力年发电量达到6400亿千瓦˙时左右，占全球能源消费总量比重不足3%。按照控制碳排放的要求，到2050年前后风电比重有望提高到30%，年发电量可达到22万亿千瓦˙时，发展潜力巨大。未来40年内，风电技术还将进一步突破，发电成本随技术进步有望下降50%以上，将为人类提供更加经济的清洁能源。
进入21世纪，随着电力电子、材料和控制等技术的创新发展，风电装机容量和效率大幅提升，商业化应用规模不断扩大。
总体来看，风电技术发展将进一步提高风能利用效率、降低成本。根据当前研发进展看，风电技术有望在2030年前后全面成熟，成为支撑全球能源互联网构建的重要电源技术。
太阳能发电技术
太阳能发电主要有光伏发电和光热发电。光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳能光伏电池，将太阳光能直接转化为电能。光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，再推动汽轮发电机发电。太阳能是地球上最丰富的能源资源，随着太阳能发电技术和全球能源互联网发展，太阳能发电将成为未来潜力最大、增长最快的能源。按照清洁能源加快发展的情景预测，预计到2050年前后，太阳能发电量将超过26万亿千瓦˙时，其中光伏和光热发电基本各占一半，太阳能发电量占全球总发电量的比重达到36%左右。
太阳能发电是朝阳产业，尚处于起步阶段。随着新材料的广泛应用，太阳能发电在提高转化效率、降低发电成本、实现大规模商业化应用方面有着巨大的技术创新空间和广阔的发展前景。
海洋能发电技术
海洋能可分为波浪能、潮汐能、潮流能、海流能、温差能、盐差能等。
海洋能开发的历史虽然已有上百年，但技术并不成熟，尚处于研究摸索阶段。相对其他可再生能源，海洋能受能量密度和建设条件限制，开发利用技术难度大，成本极高。目前技术最成熟的潮汐能电站，投资成本高于3万元/千瓦，相当于太阳能光伏发电成本的3倍、风电成本的4倍，波浪能、温差能、潮流能、海流能发电的成本更高，实现大规模商业化应用前景尚不明朗。
分布式电源技术
分布式电源是指位于用户侧，就近接入低电压等级电网的发电设施或能量综合梯级利用的多联供设施，包括风能、太阳能等清洁能源分布式发电，以及余热、余压、余气发电和小型天然气冷热电多联供等。其本质是就近开发、并网、消纳的小容量发电机组。
现阶段分布式电源主要应用于以下领域：一是给海岛、农村等偏远地区独立供电，解决上述地区的电力供应问题；二是为用户提供备用电源，在大电网故障时，为具有高供电可靠性要求的用户提供电力供应；三是削峰，在高峰时段发电以减轻峰值负荷；四是采用冷热电多联供形式，提供多种能源产品，满足用户多样化需求，提高综合能源利用效率；五是支持电网电压调整，减少功率损失，改善功率因数；六是用户投资分布式电源接入电网，实现经济收益。未来，分布式电源发展将以开发负荷中心附近的太阳能、风能、小水电等清洁能源为主。
未来分布式电源技术创新重点主要集中在分布式电源并网保护、控制、电能质量监测技术，分布式电源、储能、可控负荷与配电网同步运行技术，适应大规模分布式电源接入的需求侧响应和电源、电网、负荷互动技术，分布式电源与配电网信息交互标准化技术，基于虚拟电厂的高渗透率分布式电源消纳技术。
