수소연료전지는 수소와 산소의 화학반응에서 전기에너지를 발생시킨다. 수소연료전지가 보급되면 발전원을 최종 소비자 가까이에 배치할 수 있다. 수소연료전지는 설치와 증설이 용이하고 용량이 다양하며, 수소, 천연가스, 석탄가스, 바이오가스, 매립지가스, 메탄올, 석유 등 다양한 종류의 연료 사용이 가능하다. 연료전지는 가정용, 발전용, 운송용으로 구분되는데, 일본은 가정용 중심으로 발전했고, 한국은 발전용 연료전지를 중심으로 발전하고 있다. 수소경제 로드맵 상의 가정용 연료전지 수소 수요는 2030년까지 약 15만 톤에 이를 것으로 예상된다. 연료전지발전소에 대한 수소 수요는 2030년 기준 약 120만 톤, 2050년에는 약 260만 톤에 이를 것으로 예측되며, 운송용으로 사용되는 연료전지의 수소 수요는 2030년 기준 약 70만 톤, 2050년에는 약 540만 톤에 이를 것으로 보인다. 가까운 2030년까지 수소 수요가 가장 많이 일어나는 곳은 발전용 수소연료전지로 예측된다.