燃煤发电与太阳能复合发电技术路线是把太阳能作为燃煤机组回热系统的热源，全部或部分替代汽轮机抽汽；或把太阳能发电和风力发电引入厂用电系统，降低机组自身的厂用电率，实现燃煤机组和可再生能源发电共同发展，以燃煤电站庞大热力系统的汽水特性来吸纳不稳定的可再生能源资源。2010年，美国科罗拉多州Xcel电站建成了世界上第一座太阳能集热与燃煤集成互补电站，设置了8列150 m的槽式太阳能集热系统与1台 49 MW燃煤机组进行集成。2012年10月，澳大利亚新南威尔士州配置了9.3 MW的太阳能蒸汽发生装置的Liddel火电站Noval光热-燃煤混合发电项目正式投运。国内尚无示范电站运行，目前仍处于理论探索和试验研究阶段。华北电力大学、中国科学院工程热物理研究所、华中科技大学以及浙江大学等国内科研院所从互补发电系统的能量迁移和能耗规律、系统集成优化设计以及性能评价等方面开展了大量研究。理论结果显示，600 MW燃煤机组吸纳最大容量太阳能热量时，耦合系统的最大节煤量为8~14 g/(kW•h)。

此外，燃煤与生物质、固废耦合发电技术是未来经济高效、易于实施的燃煤电厂减碳的重要方向之一。一方面通过燃料部分替换可降低煤电机组的碳排放量，另一方面可综合利用生物质、固废等资源，提高耦合机组发电灵活性。英国Drax电厂4台660 MW燃煤机组经过近15年的掺烧试验改进，已改造成为100%燃烧生物质颗粒燃料的机组。中国2018年批准84个燃煤电厂生物质耦合发电试点项目，其中大唐长山热电厂超临界660 MW燃煤机组耦合20 MW生物质发电示范工程开始运行，燃煤机组度电CO2排放约减少6%。未来在燃用生物质的基础上再采用CO2捕集和埋存，可实现负碳排放，是先进发电技术的可选择方式之一。