氢是宇宙中最丰富的元素。作为能源，氢有两个极具竞争力的特征：高能量密度，单位质量热值约是煤炭的4 倍，汽油的3.1 倍，天然气的2.6 倍；可存储且无碳，可以实现跨时间及地域的灵活运用。因此，在全球能源转型中，氢是最佳的碳中和能源载体。

氢可广泛用水、化石燃料等含氢物质制取，但能提供全程无碳的技术路线是有限的。绿氢用可再生电力或核能来生产，但依赖可再生能源发电成本的大幅下降；蓝氢可由煤或天然气等化石燃料制得，并将二氧化碳副产品捕获、利用和封存（CCUS），从而实现碳中和；灰氢由以焦炉煤气、氯碱尾气为代表的工业副产气制取，可利用规模小仅适合市场启蒙阶段用。

目前，工业产生的氢主要还是碳基（灰氢）。随着时间的推移，制氢面临的挑战将是用无碳或碳中性（绿氢或蓝氢）的技术来替代，但其仍处于技术成熟的早期阶段，正在实施小规模的试验，亟需更大规模推广应用，这样才有助于降低生产成本，并产生经济效益。

世界能源理事会发布的《氢能—工业催化剂（加速世界经济在2030 年前实现低碳目标）》认为：蓝氢可减少排放，推动建立氢能经济。通过捕获和储存制造过程中排放的二氧化碳获得的蓝氢提供了一种更快减少排放的方法。目前带有CCUS 的化石能源制氢已接近商业应用水平。国际可再生能源机构发布的《氢能：可再生能源的前景》报告指出，通过可再生能源制取的氢（绿氢）将在全球能源转型中发挥核心作用，预计2050 年绿氢将占全球能源消费的8%，尤其将在钢铁、化工、航运、卡车和航空业等难以脱碳的行业发挥重大潜力。2050年全球16%的发电量将用于生产氢气，有4～6 TW 太阳能和风能发电容量用于生产绿氢和氢基产品。