氫，作為一種能量密度極高的清潔可再生能源，常溫常壓下呈現為極易燃燒、無色透明且無臭無味的氣體。氫氣燃燒的唯一產物是水，因此被譽為世界上最干凈的能源。

尤為值得一提的是，氫氣可通過電解水制取，而水作為地球上最為豐富的資源，為氫氣的生產提供了源源不斷的原料。

氫能，作為一種二次能源，需通過特定方法利用其他能源制取，這與煤、石油、天然氣等可直接開采的一次能源形成鮮明對比。作為公認的清潔能源，氫能正逐漸滲透到生產生活的各個領域，帶來前所未有的變革與助益。

在化工領域，氫是生產合成氨和甲醇等重要化工品的原料。合成氨，由一個氮原子和三個氫原子組成，是化肥工業（氮肥）和基本有機化工的核心原料。

在交通領域，氫能源的有效利用對于減少碳排放、降低對化石能源的依賴具有重要意義。其中，氫能源汽車以其廣闊的發展前景備受矚目，而氫燃料電池則是其核心部件。

此外，氫能還可助力可再生能源的消納，實現對電網的調峰調頻、平滑電網輸出，提升電網的穩定性和可靠性。

氫原子量最小、導熱性最佳、含量最豐富、燃燒熱值高、燃燒性能卓越、能量轉化效率高，這些特性使得氫在多個領域展現出獨特優勢。液氫，作為火箭的主要燃料之一，更是彰顯了氫的強大能量。

在醫療領域，氫氣因其抗氧化、抗炎癥和抗細胞凋亡的作用，對人體呼吸系統、消化系統、心腦血管、皮膚、慢性病乃至癌癥等200余種疾病（模型）均展現出顯著的治療和修復效果。

在農業領域，氫能源同樣發揮著重要作用。氫能可調節植物的生長發育、增強植物對逆境的抵抗能力、延長果蔬貨架期和花卉的保鮮期。氫水稻、氫火龍果、氫草莓、氫中草藥、氫保鮮等氫農業實驗的成功實踐，為氫能在農業領域的應用開辟了廣闊前景。

中國氫能聯盟發布的《低碳氫、清潔氫與可再生氫的標準與評價》中，將氫氣分為低碳氫、清潔氫與可再生氫三類，即俗稱的灰氫、藍氫和綠氫。

灰氫：以天然氣等化石燃料為原料制備，是目前的主流制氫方式，占全球商業產量的95%以上。

藍氫：同樣使用化石燃料制備，但通過碳捕獲系統有效減少排放。

綠氫：利用清潔電力電解水制取，制備過程中幾乎不排放溫室氣體，但成本相對較高。

在制氫原料方面，天然氣（甲烷）因其含一個碳原子和四個氫原子、氫含量高的特點，成為制氫的理想選擇之一。天然氣制氫的工藝流程包括原料氣處理、蒸汽轉化、CO變換和氫氣提純四大單元。

而在我國，由于煤炭資源豐富，煤氣化制氫成為國內氫氣生產的主導方式。煤氣化制氫通過煤炭與氧氣的燃燒反應及后續的水反應，得到以氫氣和CO為主要成分的氣態產品，再經分離、提純等過程獲得高純度氫氣。

然而，值得注意的是，煤炭制氫的二氧化碳排放量約為天然氣的4倍。

此外，工業副產氫也是一種重要的制氫方式。在煉油工業催化裂化重整、化學工業乙烯裂解、鋼鐵冶金工業焦化等生產過程中，富含氫氣的終端廢棄物或副產物可作為原料，通過碳捕集、利用與封存（CCUS）等先進技術，采用變壓吸附法（PSA）回收提純制取氫氣。

電解水制氫則是通過在電極、電解質與隔膜組成的電解槽中通入電流，使水在電解質水溶液中電解，在陰極產生氫氣，在陽極產生氧氣。

在儲氫技術方面，根據存儲原理可分為物理儲氫和化學儲氫兩大類。目前較為成熟且前景廣闊的儲氫技術包括高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫、固態材料儲氫和有機液態儲氫四種。

加氫基礎設施作為氫能利用和發展的中樞環節，是為燃料電池車充裝燃料的專門場所。不同來源的氫氣經氫氣壓縮機增壓后儲存在高壓儲罐內，再通過氫氣加注機為氫燃料電池加注氫氣。

加氫站作為氫能源戰略中的關鍵一環，以其氫燃料的儲備輻射周邊區域，為車輛提供及時、便捷的能源補充服務，推動燃料電池技術的持續發展。