第四种选择是氢能源车。其动力源包括氢内燃机和氢燃料电池。从原理上看，氢内燃机与传统的汽油或柴油机没有本质上的差别。所不同的是氢能的品质更高，不仅能量密度更大，而且更加清洁高效。这对汽车引擎的结构设计、材质、安全性等方面提出了更高的要求。技术上看，氢内燃机距离实际应用并不存在难以逾越的屏障。人类社会对氢动力的开发利用经历了半个世纪的技术积累，应用程度上已经达到了一个较高的层次。导弹、火箭、航天飞机等高速、超高速飞行器都是以氢能为主要动力的典型代表。可以说，普通大众对于氢能既熟悉又陌生。之所以这些航天军工领域的能源技术没有现身于日常生活中，原因很简单，经济因素制约了氢能的民用推广。在军事战争或外太空探索等体现国家意志层面的较量中，经济成本通常是让位于政治战略的。尽管氢能的开发与应用成本极其高昂，仅提取液氢燃料的代价就不菲，但在军事或航天领域，为了在对抗中获得优势，这些成本几乎是不予考虑的，甚至某些时候被认为是必不可少的。这正是一些先进的导弹每枚造价动辄上百万美元，一些航天飞机每次飞行的燃料费用就高达数千万美元的原因之一。这样高昂的能源成本在民用领域显然没有竞争力。从经济性的角度来说，获得廉价、稳定、持续的氢燃料供应是氢能得以具备竞争力，大规模应用于民用领域的关键，氢燃料电池的开发利用上同样面临这一突出问题。
燃料电池的诞生具有划时代的意义，其足以与内燃机的诞生相提并论。尽管燃料电池比内燃机早半个世纪问世，但在社会认知与应用程度上看，燃料电池却与内燃机相去甚远。自从1839年燃料电池被英国人格罗夫发明以来，其一直处于缓步发展的过程中。上世纪50年代由于美苏两国展开太空竞赛，燃料电池的开发与应用才得到了长足的进步，由此也受到了更广泛的关注。此后，各种新型燃料电池相继被开发出来，以氢为原料的燃料电池更成为其中的翘楚。
毫无疑问，燃料电池的发展是极为缓慢且滞后的。从燃料电池发明到1959年完成第一台工程样机，其间经历了120年，而通常一项新技术经历这个阶段，所需的时间大约也就60年左右。而从完成第一台样机到实现商品化，大约需15～30年的时间。假如按照这个开发周期衡量的话，那么燃料电池最迟在上世纪90年代初就应该进入商业化阶段。但现实情况是，这一过程推后了近20年。之所以出现这种状况，主要还是由于以石油燃料为基础的内燃机工业发展得太顺畅了，低廉的油价使得内燃机动力设备遍地开花，客观上阻碍了其他技术的发展。此外，在能源利用方面，人们习惯于以内燃机为主导的热力学思维模式，而忽视了电化学在动力设备上的应用和开发，这使得以电化学技术为代表的燃料电池开发被大大延缓了。如果人们在20世纪的前半叶，就注意到燃料电池动力设备的价值，以及相关基础研究的重要性，比如着手研究电极反应速度、超电压、电催化等有关的基础问题和解决方案。那么，燃料电池产业和技术的发展或许就不是现今这样的窘境了。从某种意义上说，人们今天对燃料电池的大量基础研究正是在补昨天落下的课。
