再生能源創新技術的發展，在製程改善與降低成本上仍有很大進步的空間，聯合國貿易及發展會議（United Nations Conference on Trade and Development）為此探討科學、技術和創新在促進再生能源應用上所扮演的角色，以創新技術和新材料為基礎，聚焦研究關鍵再生能源的技術至2030年的發展，期優化再生能源的開發與應用。主要重點如下：

一、主流能源發展

太陽能一向佔有舉足輕重的地位，而太陽能的未來取決於新舊技術的結合，技術與材料創新應相輔相成，例如：太陽能電池技術在材料科學上的持續創新。目前太陽能電池已邁入第三代研發進程，雖然第一代矽晶太陽能電池仍在商業應用中居於主導地位，第三代薄膜電池因使用以地球儲量豐富的元素材料，如銅鋅錫硫（copper zinc tin sulfide, CZTS）、鈣鈦礦太陽能電池（perovskite solar cells）、奈米材料（nanomaterials）的有機太陽能電池（organic solar PVs）、與量子點太陽能電池（quantum dot solar cells），前景亦備受看好。第三代太陽能電池的研發目的，力求兼具高功率轉換效率、降低生產成本和材料使用、減少製造複雜性。預期伴隨技術升級，太陽能光伏技術將有望實現更大規模的佈局。

二、開闢新興再生能源

包含海洋能，微生物燃料電池（microbial fuel cells）和氫。其中海洋能源(如：波浪能（wave energy）、潮流發電（tidal currents）、潮汐能（tidal power）、海水鹽差能（salinity gradients）和海水溫差發電（ocean thermal energy conversion），具有穩定性高與可預測的特質，且海水覆蓋面積高達近四分之三的地球表面，雖技術發展尚未成熟，但未來發展潛力不容小覷。再者，微生物燃料電池乃利用有機廢棄物(如廚餘、廢水、河川底泥、畜牧廢棄物)產生電能，可使汙水回收再利用，因此在過去的10到15年中，被視為具備多元面向的再生能源技術。至於氫的產熱與運輸的應用，在再生能源發展中都日益受到關注，如同電能方面，氫是一種能源載體，可以被運輸或儲存。但製造氫的過程中消耗能源所產生的碳足跡，同樣對氣候變遷造成影響。因此，若能低碳產氫，將能大幅減少製程中的碳排放。目前有三大主要產氫技術：透過甲烷蒸氣重組、煤或生質物的氣化或水的電解。

三、新創再生能源技術

新創再生能源技術的興起，支持能源系統轉型邁向永續發展，像是人工光合作用（artificial photosynthesis），模擬植物的光合作用捕捉和儲存來自太陽的能量，並將其轉化為可用燃料，以拓展新的能源供應來源；另外從木材、草，或農作物不可食用部分產生的生物燃料纖維乙醇（Cellulosic ethanol ），則能替代固有以糧食作物（如玉米、小麥、甘蔗）作為能源作物來生產酒精，消弭備受爭議的食物與燃料之爭。

四、能源共享

產業技術層面的成熟驅使能源共享成為可能，例如：善用與整合電動車的儲能優勢，將電動車併入電網，帶動能源系統走向數位化與激勵電力儲存技術的發展。當電動車併入電網技術加速發展，系統需能提供車輛載具與電網雙邊穩定的雙向電流，換言之電動車將成為儲存裝置，當車輛不使用又適逢在電力需求的高峰時段時，能將電力賣回電網。因此，創新技術的成熟建立起嶄新的商業模式，電動車的應用範疇不再侷限於自用駕駛，更融入參與城市智能基礎設施。

五、能源系統的數位化

能源系統的數位化將是未來關鍵的研究方向，再生能源技術與數位技術勢必相互依存，透過數位化，使能源系統更具連貫性、智慧化、可預測性與永續，並開啟跨能源部門的合作契機，例如：智慧電網除了兼具整合間歇性電力來源（如：太陽能和風力）亦可整合電動車的儲能優勢，將電動車併入電網，帶動能源系統走向數位化與激勵電力儲存技術的應用並促進交通運輸智慧化發展。數位技術也與建築部門息息相關，例如透過建築物設置感測器傳達即時數據，亦能利用智能設備進行管理和監控，或是利用學習演算法（learning algorithms ）來預測用戶行為，有效平衡消費者需求和公共供電之間的能量負荷。