电网规模的电池储能：降低成本是关键
当电网在20世纪初被设计和建造时，每个国家的能源需求迥然不同。近几年，智能电网的使用以及可再生能源的融合产生了使传统基础设施快速现代化的需求。业内专家一直主张，工业规模的大容量储能电池将提高电网的安全性和可靠性，并且促进风能或太阳能等可再生能源的融合。实际上，许多人表示，如果不采用大规模储能技术，将无法向可再生能源过渡。但大容量电池的价格一直居高不下，让人望而却步。而现在，新型廉价电池材料正在将电网规模的大容量电池带到市场。
燃料电池汽车：杨家有女初长成
燃料电池汽车可以将氢的化学能转变成电能，电池可驱动汽车行驶300英里(约合480公里)。不过，燃料电池汽车面对和电网规模电池一样的“拦路虎”——高昂的价格，这使它们犹如那在水一方的佳人，尽管有心之人想溯洄从之，但道阻且长。不过，随着技术的不断发展，这些“拦路虎”也在慢慢变得软弱。
高空风能发电：早有蜻蜓立上头
理论上讲，高空风能项目因为密度高、设备轻量化、年利用小时数高，效益要显著高于低空风电项目。2013年全球风能理事会已经做出预测，认为高空风能很有可能是改变世界的能源技术。高空风能可在不同程度上消除现有新能源技术的缺点，且具新的优点，将部分代替传统风能，是新能源领域的投资热点和发展方向。近年来，高空风力发电技术引无数资本竞折腰，致力于研发此项技术的初创公司获得了谷歌和三菱等大公司以及瑞士和德国政府等的投资。
可持续生物燃料：节能环保保应用
生物燃料一直被视作可替代传统化石燃料用于汽车和飞机的潜在燃料，但这种能源的可持续性究竟如何仍然存在疑问。有研究人员指出，生物燃料的生产会导致森林滥砍乱伐，进而助长全球变暖，而且许多植物在转变成燃料时需要大量水和能源。
不过， ARPA-E目前正在研发一些新技术，使生物燃料的生产过程实现碳中和以及环境可持续性。威廉姆斯说：“我们正在研究如何通过机器人、大数据分析以及遗传学领域的最新知识来指导我们种植更好的植物。”在这些实验中，机器人会收集一些作物数据，随后，科学家们可以通过这些数据获悉如何用更少的肥料和水种植出生物燃料作物。
核聚变：我的未来不是梦
核聚变通常被认为是人类清洁能源领域的“圣杯”，是解决未来能源问题的主要选择之一。核聚变反应产生的能量远高于裂变反应产生的能量，所需的氚和氘在自然界中广泛存在。另外，核聚变反应堆比目前的核裂变反应堆产生的核废料更少，放射性污染也会在短期内消失。数十年来，科学家们在实验室中苦心孤诣地研究原子的聚合，以模拟太阳产生能量的方式。
