美国能源科技计划的组织实施包括决策、咨询、管理、执行四个层次。按三权分立与相互制衡原则，科技战略决策分散在立法、行政和司法系统。在行政系统中总统具有最高决策权，在白宫科技政策办公室、国家科学技术委员会、管理和预算办公室等内阁机构辅助下进行包括能源在内的重大科技计划决策和相关预算编制。国会通过立法推动包括能源领域在内的科技活动的制定和实施，政府所有重要的科技计划和预算须经国会两院审议通过，形成法案经总统签署后才能生效，形成了有法可依、依法办事的制度，不因政府换届而转移。司法部门则拥有对各项法律的解释权，不受行政和立法系统干预。
第三方咨询和评议机构是美国能源科技计划组织实施结构中的重要组成部分，许多重要的科技决策都起源于第三方智库的建议。如总统科技顾问委员会（PCAST）主要包括总统直接任命的来自非政府机构的知名科学家与企业界人士，从非官方角度对包括能源领域在内的政府科技计划进行评述并提供反馈意见，同时还积极提出事关国家发展的科技问题建议。PCAST在2010年提出开展跨部门的4年期能源评估工作的建议已被奥巴马政府采纳。此外，通常受国会委托，美国国会下属的研究服务局和政府审计署（GAO）等第三方咨询评价机构发挥着重要作用，对能源科技计划实施、学科领域发展和科研项目开展独立的评估工作。美国国家科学院系统的身份虽是官方立法成立的民间组织，但其也是政府和国会的重要科技智库，通常受政府和国会委托提供科学决策咨询，如先进能源研究计划署（ARPA-E）即是在国家科学院的建议下成立的。
ARPA-E的成立充分体现了美国能源科技计划组织实施体系的特点。2005年，美国国会委托国家科学院分析“美国在保持关键技术领域领先地位上所面临的最迫切挑战”。美国国家科学院在由此提交的《在风暴之上崛起：开创美国经济的光明未来》报告中表达了对于美国经济和技术竞争力现状的担忧。出于对颠覆性创新、具变革意义和潜在巨大应用价值的高风险能源研究的激励和开发清洁、低廉与可靠能源的强烈需求，该报告建议布什政府仿效国防部先进研究计划署（DARPA）的成功模式在能源部（DOE）设立ARPA-E，借此推动革命性能源技术的开发。2007年美国国会通过、布什总统签署生效的《美国竞争力法案》即授权DOE创建ARPA-E，以立法形式明确了机构使命、职责、人员权责利，使得有法可依，避免了政府换届产生的不确定性。2009年《美国经济复苏与再投资法案》专门为ARPA-E拨款4亿美元正式开展工作。截至2014年9月，ARPA-E已为19项主题领域研究计划和2轮开放式申请下的375个项目资助了超过10亿美元。
对我国借鉴意义
能源领域是资金密集型和技术密集型产业，具有投资大、风险高、周期长、惯性强的特点，一旦方向选错或技术落后，将会长期处于受制于人的被动局面，因此政府主导科技计划建立正确的战略导向至关重要。我国能源科技管理涉及部门多，缺乏科学高效统一协调的决策与管理机制；科技计划投入口多、面广、总体水平低，引领作用不明显；缺乏总体规划和部署，资源分散，产学研缺乏有效整合；促进创新的财税政策不健全，缺乏体制机制保障。借鉴美国能源科技计划专业管理机构ARPA-E的管理创新经验，针对我国在能源领域的科技计划组织提出建议如下。
1.建立高层次、有实权的能源科技发展决策机构。我国应在国家能源委员会领导下，由国家能源局牵头，有科技资助职能的部委和能源领域各行业参加，组建国家能源科技发展领导小组作为决策与协调机构，负责能源科技发展的重大方针政策、科技体制改革、科技发展战略和规划的审定，以及重大科技计划实施的决策，逐步建立起能源领域各行业间科学、有效、协调的运行机制，并通过立法形式来保障能源科技战略的实施，不因政府换届而转移，对发展创新能源技术形成强有力的支持。
2.着眼于能源科技创新全价值链进行重点研究计划布局。先进技术的应用部署和商业化，是能源科技创新成功的最终评价标准。必须以应用目标为导向，整合现有的基础研究、能源领域应用研究和工业示范各阶段资源投入，调动大学、研究机构和产业界创新单元开展集成化创新和联合攻关，打通原始创新—技术开发—商业化—推广应用的整个创新链条。其中，需要重视现有条块分割的资助计划对于创新各阶段之间存在的（科学到技术、技术到市场）空白/鸿沟的忽视，推动技术成功跨越知识创新和产业创新的“死亡之谷”。
3.敢于投资高风险、高回报的革命性能源技术。这种投资风险过大，作为创新主体的企业不愿投资，必须在国家层面设立基金支持。一旦这些技术开发成功，将会产生巨大的商机，其中一些突破性的技术最终将会创造新的产业和工作机会，引领经济高速发展，改变社会面貌。对于在商业上具有高风险的能源科技创新项目，重点是利用政府资源投入来撬动民间资本，推动技术走向市场。
4.必须有管控风险机制。项目管理机构必须能够承担和管控风险，其选择的项目要同时满足“技术推动”和“市场拉动”两个条件。在投资计划的申请、评估和筛选过程中，建议引入与市场相关的成本和效益评价标准；在项目开发过程中，管理机构应该组织科学、工程和商业领域的精英通力合作；对项目进程要有所监控，必要时快速中止项目，将资金转向那些更有希望的项目。
5.灵活高效的专业化项目组织管理模式。政府负责抓规划、定政策、管布局、做监督，不具体管项目组织实施，而依托专业机构招聘专业高级人才来负责。高级人才包括具备丰富的能源科技领域专业知识和项目管理经验的技术与管理专家，以及具备技术转化和商业领域成功实践的市场专家，拥有快速决策的权限。减少层级的扁平式组织管理架构可以加快计划制定的进度和项目的遴选执行流程，也保证了在严格的时间限制下完成目标和使命。
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