尽管燃料电池车还需要解决很多问题，但日本普及燃料电池车的工作已有了明确的时间表：2011年至2015年是社会实验阶段，让百姓了解燃料电池车的新性能。矢野久介绍，目前日本有60台燃料电池车正在试验当中，实验内容主要是行驶汽车、收集信息，因此所有用车者都是免费加氢。15个加氢站主要分布在福岗、大阪、东京、横滨等地。从2015年开始提高燃料电池车和加氢站的数量，到2025年全日本将建立1000个加氢站，有200万台电池车在路上行驶。
据了解，为了尽快研发、推广燃料电池车，日本政府采取了全额投入经费的办法，就是一切费用由国家包办。该项目从2002年开始运行至今，日本政府已累计投入了1000亿日元。
清洁能源技术
清洁能源是指不排放污染物的能源，包括核能和可再生能源。核能虽然属于清洁能源，但消耗铀燃料，不是可再生能源。
城市极度依赖能源供应，如果没有稳定、安全、清洁的能源，未来的城市将无法运转，我们必须尽快找到适当的技术开始推广和发展，未来能源的需求非常惊人。
城市居民消耗的资源远远超过乡镇人口，城市的大量食物供应需要依赖交通，能源消耗巨大，如何缩短城市食物供应链是很多科学家关心的问题。
蔬菜气培技术
新加坡是一个人口稠密的国家，新加坡被消耗的蔬菜中，仅有5%是自己种植，其余全部通过海陆空从五大洲运来，红薯来自日本，辣椒、咖喱叶是马来西亚的，南瓜是澳大利亚的，玉米笋和小洋葱来自泰国。运用冷藏和其他手段可保持食物的新鲜度，而这些也需要耗费能源，新加坡全国都酷爱美食，节食是不太现实的方法，只能让新加坡出产更多。
唯一的问题是土地，新加坡只有1%的土地用来耕种。新加坡国立教育学院生物系主任李战光教授开发出一种气培法。气培法是一种现代化的农耕方式，它们将作物栽种在温室的生物箱内，不需要土壤。植物的根基悬在箱内，其所需养料是用气体的形式喷射在根茎上的。气培法也不需要很多水，植物箕生长箱内仅根部需要水分，灌溉水由电脑控制且可循环使用，通常是种3次菜换1次水，大大降低了用水量。倒如，一种在美国加利福尼亚州生长的小白菜在原产地需要100天方可收获，而在温室生物箱内只需45天。大量实验证明，气培与水耕、土耕的蔬菜在质量上没有大的区别。事实上，使用水耕和气培栽培的蔬菜含有更高的钙和钾。从营养的角度来看，气培蔬菜对人体健康更有益，因为气培蔬菜干净，没有病虫害发生，因而也就不需要农药。
但是部分蔬菜喜好凉爽的天气，而新加坡却很热，如果采用空调降温，则依然耗费能源。新加坡一所理工大学的曹强国运用一项创新的“气雾培植”技术将李教授的创意朝前推进一大步，在高压的作用下，营养液变成气雾喷洒在植物根部，生物箱内的气温也不会上升。利用气体而非液体输送养分，能将气培法的能耗减少90%。李教授说：未来楼与楼之间也可以搭起“绿色桥”，甚至整个大楼都会变成巨大的都市农庄，生产水果，蔬菜甚至猪肉。一座49层的建筑的产出与6．8平方公里农田旗鼓相当，能够为5万人提供食物，而且根本不存在运输问题。
核聚变
燃烧矿物燃料发电是地球上最大的二氧化碳排放源，它还将是在2050年前增长最陕的排放源，而燃煤发电又是发电行业中碳排放的最主要来源：全球发电行业燃煤发电占40%。全球有大量的化石燃料电厂在运行，在发展中国家如印度和中国，新建电厂仍以化石燃料为主。这就需要找到一种针对化石燃料发电的脱碳解决方案。低碳能源不是没有，比方说传统的核裂变发电，但切尔诺贝利和美国的三里岛一类的事故，以及如何处理核废料的问题，为这一技术蒙上了阴影。一旦发生泄漏事故就会很严重，它会改变地貌，改变城市，甚至改变整个国家。
现在有一个提出安全利用电子能的方案，它在地球上复制出宇宙中最强大的一种力量，而且只用很少的原料就可以解决，它就是核聚变。科学家—直幻想靠它来获得安全、清洁、经济的能量，是核聚变点燃了太阳以及宇宙中的其他星球。欧洲共同体核聚变物理研究中心位于英国乡间腹地，一只跨国科研队伍力求再现太阳的巨大威力。托卡马克装置造价15亿美元，是世界上最大的核聚变反应堆。
太阳一类的星球，就像用氢做燃料的巨大的核聚变反应堆，为了在实验室里制造核聚变，科学家需要一种更容易发生聚合反应的氢，可喜的是，普通人家就有，用电池中常用的锂可以提取出氚，用一般的水可以提取出氘，核科学家马克伯斯肯斯确信，这种简单的原料就是解决未来能源问题的关键，“拿笔记本电脑的电池板来说，它是锂离子电池，其中含有6克锂，将这里提取到的全部氚与一浴缸的水里提取的氘混合得到的原料，能满足普通人一辈子的电力需要。”理论上，一卡车这样的燃料就能为2050年的未来之城用10年的能量，意味着核废料远远少于传统的裂变，而且与传统核裂变相比，辐射微乎其微。“使用核聚变发电确实会产生核废料，但是它发生辐射的时间相当短”，不过，要酝酿一次核聚变反应，并不那么容易，太阳就是一座巨大的核聚变反应堆，它由等离子组成，也就是大片闪闪发光的带电颗粒，这些颗粒大部分是氢，深入太阳的核心，在重力的挤压下，等离子体被加热至1500万度，在这种极端环境下，氢颗粒开始撞击、融合，形成一种新元素：氦，并释放出巨大的能量。地球上不可能达到这样的反应规模，科学家必须另寻出路，解决办法就是将温度继续升高，这正是托卡马克装置的任务，为了完成任务，欧洲共同体核聚变物理研究中心要得到1．05亿度的高温，比太阳的温度高10倍，然而维持这样的高温极为困难，科学家要确保等离子体不要碰到托卡马克的钢板，否则，热量会流失，导致反应中断，利用磁力作用于管体，只要使用得当，可以让等离子体远离管壁，在托卡马克装置内，高能线圈能控制等离子体，不让它接近舱壁，从而能维持能够启动核聚变反应的超高温，超高温等离子体以每秒1．6万公里的速度急速运动，它们彼此撞击、融合，就像在太阳里一样，氢形成了，同时产生出大量的热能，这就是地球上发生的核聚变。但是好景不长，不过几秒钟，一切戛然而止。为了固定燃烧中的等离子体，电子线圈要承受极大的压力，如果温度继续升高，线圈就会融化。因此托卡马克装置只能运行大约30秒。以目前的运行时间，装置产出的能量仍不足以抵消要消耗的能量。为了解决这个问题，34个国家投入130亿美元，制造国际热核聚变试验堆。规模比现有的托卡马克装置大9倍。国际热核聚变试验堆的超强磁铁能更有效地保持等离子体的温度。同时，也更加耐高温，运行时间比托卡马克装置长得多。结果是国际热核聚变堆产生的能量是耗能的10倍。科学家相信未来的城市可以依靠核聚变来提供能量。核聚变是高投入、高风险的活动，在未来，依赖任何一种集中式供热系统都有可能是巨大的失误。
漂浮风能发电技术
随着城市规模越来越大，人口越来越多，输送线路也越来越长，于是非常容易遭到破坏，为城市输入电力的基础设施正是薄弱环节。漂浮发电技术或许能让居民自己发电。
在农村地区应用风能已有数千年，但在城市，由于有建筑物阻挡，很难收集风能，因此在城市里，风轮机难得一见。加拿大人吉姆·罗万正致力于改变这一切，他想利用城市里的屋顶收集风能。在多数专家看来，城市里的屋顶没有足够的风力驱动轮机。但是罗万相信他可以解决这个问题。第一步，模拟城市住房周围的风力模型。这一实验证明了空气不是在房子周围流动，而是上升到屋顶止。在屋顶上风足够大。问题是，空气会形成漩涡，分散到各个方向。即使是平屋顶，也会以同样的方式干扰气流。传统的立式风轮机无法处理这样紊乱的气流。如果风不止从一个方向吹来，那么风轮机将会失速，停止工作。罗万打算抛弃老式风车，设计一个全新的款式。新式风轮机以水平方式旋转，它的叶片可以捕捉从任何一个方向吹来的风，而且需要的风速比传统风轮机要低。风速大概只有每小时2．4公里。罗万把这个想法应用于用电大户福勒一家。满足这家人的电力并非易事，为了在一个刮不起大风的地方发电，罗万在道格家的屋顶上安装了一个巨大的叶片。但随之而来的问题是这会产生噪音及震动，影响住户的正常生活。罗万从德国磁悬浮列车上获得了灵感，利用一样的磁极互相排斥的原理让风轮机悬浮起来。由于没有摩擦，也就没有震动和噪音，也不会损坏屋顶。罗万接着用磁力将风能转化为电能，一组磁铁架在风轮机外缘上，一座铜线圈放在底座里。当叶片旋转时，磁力经过电圈，形成电流。但是城市毕竟不是一个收集大量风能的好地方，这项技术还有很大的改进潜力。
蝶式太阳能发电系统
发明家们正争先恐后地利用云层上方的高层高能气流。或许在宇宙的某个地方有这样一个发电站，它和宇宙一样取之不尽，用之不竭。澳大利亚人约翰拉西克执着于太阳能光伏技术，也就是太阳能电池，他下定决心要挖掘出太阳中蕴含的能量。澳大利亚阳光充沛，八成国土是沙漠，具有大量的太阳辐射。之所以没有大面积运用太阳能电池，是因为传统的太阳能电池性价比不高，它们是用昂贵的硅做的。而且，转化过程中会流失90%的能量，效率比较低，只有10%左右。而传统的燃煤发电站，系统效率在25%到35%之间。拉西克意识到如果能找到聚集太阳能的办法，就可以用少量电池制造出大量能量。他使用一组曲面镜将照射在镜面上的所有太阳光聚集到接收器上，聚光器的焦点是一组光伏电池，可以将太阳能直接转换成电能。聚光器的直径是15米，上面装有112枚镜子，可以随太阳在空中的位置而转动。镜子收集太阳光，将太阳能集中到一小块太阳能电池板上，但这不是普通的太阳能电池，而是超高效太阳能电池。
2003年，美国国家航空航天局将两台高科技遥控机器人送上火星，分析土壤，岩石样本，火星探测器唯一可行的能量来源就是太阳，但火星接受的太阳射线只有地球的一半，美国国家航空航天局采用了一种新的超高效太阳能电池来捕捉所有可捕捉的太阳能射线，太阳能由光子组成，就是携带能量的光线粒子，当电子接触到太阳能电池中的硅时，便撞击出自由电子，产生电流。但传统的太阳能电池只吸收很少一部分太阳能，美国国家航空航天局用特殊材料制造的多层电池，每一层对应太阳光中不同的波长，更广泛地涵盖了太阳光谱。以前会逃逸的光子也能捕捉得到，这样，探测器就获得了三倍多的电力。
拉西克用的镜子折射性很强，一套蝶式系统能将太阳光放大500倍，光束的温度最高能达到将近1000度。足以在一瞬间焚化拉西克的高科技太阳能电池。拉西克运用一项专利技术，抽走能量，使电池保持低温。它是一套超高效散热装置，能够将电池的温度控制在摄氏60度以下，经过20年的努力，突破性的太阳能聚光器终于在澳大利亚的爱丽斯斯普林斯运用了。这种太阳能电池板要比传统的太阳能电池板强大1500倍。直径15米的蝶式系统，发电量等同于325平方米的太阳能电池板。现在，拉西克又在开发下一代太阳能光伏项目，在维多利亚西北部，太阳能发电站能满足45000户居民的需求，温室气体的排放每年将因此减少40万吨。拉西克的目标是让太阳能发电和传统能源的成本差不多，大约是每千瓦时1毛钱。阳光普照的澳大利亚天生适合太阳能发电，但是在光照不充沛的国家就不适合。或许我们不必等待太阳射线到达地球，总有一天，会有个“空间大坝”追踪太阳，将大量太阳能折射给地球上的接收器。这个项目的缺点是太阳落山后，能源也随之减少。如何存储太阳能是一个关键问题。
二氧化碳捕获及封存技术
到2050年，石油和天然气储存量跌至危险水平，但有一种矿物原料依然廉价而充足，那就是煤。现在世界上已经有很多国家倾向于使用燃煤。我们能在不破坏环境的情况下，从煤里得到电吗？虽然我们想摆脱矿物燃料，想把矿物燃料转换到可再生能源。但是如今，我们的经济依赖矿物燃料，未来几十年，我们仍不可能摆脱这一能源。利用一套高科技炼金术，我们可以将煤转变为清洁的绿色燃料。
煤是所有矿物燃料中污染最严重的，每年，一座普通的燃煤发电站会制造l万吨硫，形成酸雨。会制造l万吨氮，造成呛人的烟雾。最糟糕的是会释放400万吨二氧化碳，这仅仅是一座发电站。科学家卡尔追认为，可以用一种更环保的方式燃烧煤，收集燃煤产生的二氧化碳，然后将其深埋地下。
澳大利亚南部的维多利亚罗伊杨煤矿是南半球最大的煤矿，每天发电站消耗6．5万吨褐煤，排放的二氧化碳相当于6000万辆汽车的尾气。科学家做了一种特殊的二氧化碳捕捉装置，装置里面含有胺，二氧化碳一进去，便与胺结合，然后溶液被加热到120℃，打破两者的结合，胺可以重复利用，重复上述过程。而二氧化碳则被压缩，冷却成液体。但是这个过程需要耗费很多的能量。使得工厂效率降低，不会被工厂采用。科学家在溶剂中混入二氧化碳萃取剂，不耗费大量能源，就能从废气中去掉90%的二氧化碳。其他的二氧化碳捕获系统需要改动大部分基础设施，但福隆的设施却可以加载在现有设施上。如何处理这些二氧化碳是一个巨大的挑战。科学家卡尔迪想把碳送回到地下2000米深处，如果让二氧化碳逸进大气层，那么耗资巨大的过程就是在浪费时间，卡尔迪在澳大利亚南部的奥特韦盆地做实验，地表层下2000米是一度曾储有大量天然气的岩层，这里的岩层不透水，它们封存天然气达数百万年之久，直到被发现开采为止，这是完美的二氧化碳储藏室。
