氫是宇宙中最豐富的元素。作為能源，氫有兩個極具競爭力的特征：高能量密度，單位質(zhì)量熱值約是煤炭的4 倍，汽油的3.1 倍，天然氣的2.6 倍；可存儲且無碳，可以實現(xiàn)跨時間及地域的靈活運用。因此，在全球能源轉(zhuǎn)型中，氫是最佳的碳中和能源載體。

氫可廣泛用水、化石燃料等含氫物質(zhì)制取，但能提供全程無碳的技術(shù)路線是有限的。綠氫用可再生電力或核能來生產(chǎn)，但依賴可再生能源發(fā)電成本的大幅下降；藍氫可由煤或天然氣等化石燃料制得，并將二氧化碳副產(chǎn)品捕獲、利用和封存（CCUS），從而實現(xiàn)碳中和；灰氫由以焦爐煤氣、氯堿尾氣為代表的工業(yè)副產(chǎn)氣制取，可利用規(guī)模小僅適合市場啟蒙階段用。

目前，工業(yè)產(chǎn)生的氫主要還是碳基（灰氫）。隨著時間的推移，制氫面臨的挑戰(zhàn)將是用無碳或碳中性（綠氫或藍氫）的技術(shù)來替代，但其仍處于技術(shù)成熟的早期階段，正在實施小規(guī)模的試驗，亟需更大規(guī)模推廣應(yīng)用，這樣才有助于降低生產(chǎn)成本，并產(chǎn)生經(jīng)濟效益。

世界能源理事會發(fā)布的《氫能—工業(yè)催化劑（加速世界經(jīng)濟在2030 年前實現(xiàn)低碳目標）》認為：藍氫可減少排放，推動建立氫能經(jīng)濟。通過捕獲和儲存制造過程中排放的二氧化碳獲得的藍氫提供了一種更快減少排放的方法。目前帶有CCUS 的化石能源制氫已接近商業(yè)應(yīng)用水平。國際可再生能源機構(gòu)發(fā)布的《氫能：可再生能源的前景》報告指出，通過可再生能源制取的氫（綠氫）將在全球能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮核心作用，預(yù)計2050 年綠氫將占全球能源消費的8%，尤其將在鋼鐵、化工、航運、卡車和航空業(yè)等難以脫碳的行業(yè)發(fā)揮重大潛力。2050年全球16%的發(fā)電量將用于生產(chǎn)氫氣，有4～6 TW 太陽能和風(fēng)能發(fā)電容量用于生產(chǎn)綠氫和氫基產(chǎn)品。