各個部門的經濟活動都會有直接或間接的能源消費，能源消費所產生的碳排放對大氣的溫室效應影響最為直接。碳中和的目標是對現有能源系統的挑戰，而能源使用中的循環經濟理念能夠助力能源系統轉型以及低碳發展。中國現有的能源結構以化石能源為主，煤炭、石油、天然氣在2020年能源結構中的占比分別為56.8%、18.9%、8.4%，而其他包括水電、風電、光伏、生物質能源等在內的可再生能源占比僅為15.9%。

實現能源系統的清潔、低碳轉型，不僅是應對環境問題時所必須要考慮的，更是產業發展的需要。循環經濟的模式能從兩個方面落實并促進能源部門的低碳發展。傳統能源的減量化以及可再生能源的開發利用都可以從很大程度上減少能源產業的碳排放。加強煤炭等傳統能源的深度、清潔利用是首先要考慮的問題。雖然傳統能源具有高碳特征，但是隨著超超臨界發電等技術的研發和推廣，傳統化石能源也能實現更高效的利用。

除此之外，可再生能源的低排放以及可再生的特征是最為明顯的優勢所在。能否充分利用可再生能源的優勢，對能源結構進行調整與升級是現有的傳統能源存量與今后的清潔能源增量之間的權衡問題。長遠來看，在保障中國能源供應以及能源安全的情況下調整能源結構，使能源增量更多地向清潔能源傾斜。