為貫徹落實科學發展觀，加快轉變能源發展方式，用無限的科技潛力解決有限的能源和資源約束，2011年，國家能源局正式發布國家能源科技“十二五”規劃，提出了“重大技術研究、重大技術裝備、重大示范工程、技術創新平臺”四位一體的科技創新體系，并依照體系建設的要求開展了一系列卓有成效的工作，顯著提高了我國能源科技創新水平。

一是結合當前能的源形勢和發展需求，開展了一批能源關鍵技術研發工作。組織中核、中廣核及清華大學在總結和反饋3.11福島核電事故經驗教訓的基礎上，研究并開展了11個旨在提高我國在運和在建核電站安全技術水平和應對極端災害疊加能力的科研項目；組織開展了700℃超超臨界燃煤發電關鍵技術和設備研發及應用示范等13個制約我國當前及今后一段時期能源發展的應用技術研究及工程示范科研項目。

二是著力搭建自主創新研發平臺，建設了一批國家能源研發中心（重點實驗室）。組織評審認定了第三批21家國家能源研發中心（重點實驗室），總數達到60家，形成了基本覆蓋主要能源技術領域的國家能源科技創新平臺。先期已設立的國家能源研發中心在實驗快堆臨界和并網發電、風電并網技術與標準化、煤炭清潔轉化及發電等重點領域取得重大技術突破。

三是加快構建能源行業標準化管理體系，發布了一批重點領域具有自主知識產權的行業標準。2011年組建了9個新的標準化技術委員會，發布372項能源行業標準，自國家能源局成立以來已累計發布1142項。在核電、風電、智能電網等重點能源領域分別開展了先進標準體系建設及重要標準研究制定工作，為促進行業健康有序發展起到了重要推動作用。同時，我國成功當選國際標準化組織（ISO）國際煤層氣標準化技術委員會主席國和秘書國，大大增強了我國在能源標準化領域的國際話語權。