（1）催化过程和工艺革命性创新推进碳基能源高效催化转化。针对化石能源最本质的碳资源清洁高效转化利用问题，前沿热点方向包括：碳基能源催化转化反应途径、催化剂及工艺开发、复杂催化转化系统的集成耦合与匹配，以及转化过程多点源复杂污染物控制等。目前，碳基能源高效催化转化已经探索出一些新的路线，部分已实现工程示范。预计未来10—20年煤炭分级分质转化利用技术、二氧化碳催化转化技术将得到优先发展。

　　（2）新型热力循环与高效热功转换实现清洁燃烧与高效发电。先进高效低排放燃烧发电技术能够有效减少化石能源作为燃料利用的碳排放，前沿热点方向包括：灵活多源智能发电系统集成与协调控制、超高参数燃煤发电高效热功转换机制、新型工质热力循环与高效热功转换创新技术，以及多污染物协同控制等。未来持续朝着高效、节能、节水和低排放/零排放方向发展。预计到2030年，燃煤发电超低排放等先进技术得到全面推广，将有望使燃煤发电实现近零排放，从而显著降低煤炭全产业链的环境影响。