从目前到2020年，全国一次能源消费量仍将保持持续上升趋势。2009年，我国人均能源消费量为2.32吨标准煤，约相当于世界平均水平的77.3%，美国的18.2%。综合各机构的预测结果，到2020年，我国一次能源消费需求约为40亿-49亿吨标准煤，人均能耗水平约为2.8-3.4吨标准煤，约相当于当前世界人均能源消费的平均水平（约3吨标准煤）。
多方案分析表明，2020年非化石能源占能源消费总量15％的目标，必须通过多元并举才能实现。初步分析，在发电利用的非化石能源总量中，水电的贡献率约占50％以上（其中18-28个百分点来自于新增水电的贡献），核电约占22％-29％，风电约占10%-17%，其余5％左右来自于太阳能发电、生物质发电。
全国水能资源的技术可开发装机容量是5.42亿千瓦，截至2009年年底，全国水电装机容量达1.83亿千瓦，开发利用率为34%。
经过进一步选址勘察，核电厂址资源可满足3亿-4亿千瓦的核电装机。截至2009年年底，全国已建核电装机容量908万千瓦，在建容量2192万千瓦。风能资源丰富，10米高度可开发和利用的风能资源总储量超过10亿千瓦。来自中电联的数据显示，2009年全国风电并网总装机容量为1613万千瓦。预计2010年年底风电装机将达到约2800万千瓦。全国太阳能年辐射量达933-2330千瓦时/平方米。截至2009年年底，光伏系统的累计装机容量大约为30万千瓦。
目前，生物质资源可转换为能源的潜力约5亿吨标准煤，今后随着造林面积的扩大和经济社会的发展，生物质资源转换为能源的潜力可达10亿吨标准煤。但就国情而言，生物质资源是具有综合利用价值的资源，而不宜仅以“能源资源”来看待。因地制宜采用沼气等方式解决农村地区的能源、生态环境等综合利用问题，可能是更好的利用方式。
综合考虑，2020年前具备规模化开发潜力的非化石能源主要是核能、水能、风能，以转化为电力为主。假如核电、水电、风电均达到其最大开发规模，即核电8000万千瓦、水电3.5亿千瓦、风电1.7亿千瓦，非化石能源可贡献约合6.7亿吨标准煤（含太阳能及生物质能发电），对应可支撑约44亿吨标准煤的一次能源消费总量。如果再计及0.4亿吨非发电利用的非化石商品能源，相应可支撑的一次能源消费总量大约在47亿吨标准煤。即使计及1.3亿吨标准煤非发电利用的非化石能源量，相应可支撑的一次能源消费总量最多也只有53亿吨标准煤。因此，必须坚定不移地贯彻实施“节能优先”战略，力争将2020年的能源消费总量控制在45亿吨标准煤以内。
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