2H₂+O₂=2H₂O——这个有关氢气和氧气合成水的方程式，是无数人关于化学的第一道印象，也启发了人们关于氢能塑造清洁社会的美好想象。氢气作为能源，最终只有水一个产物，可以说是一个零碳、零污染的理想能源。数十年来，人们孜孜不倦探索利用氢能的各种可能，也将氢能利用视为双碳进程中的重要路径。那么，氢能究竟有何魅力？我们真的可以利用它来实现降碳吗？今天让我们一起走近氢能。

氢能，顾名思义指的就是氢的化学能, 即氢元素在化学变化过程中所释放的能量，可以通过直接燃烧或燃料电池的电化学反应进行利用。氢能具有零碳、无毒、低污染、单位质量热值高的特点，相比电力又具备储运方式多样的优势。

氢在地球上主要以化合态的形式出现（即氢气 H₂），虽然其分布十分广泛，但我们很难像开采煤、石油那样直接获取氢气，仍需要从水、化石燃料等含氢物质中制得，因此氢能属于二次能源。一般来说，可以根据制备方式和碳排放情况将制得氢气分为三类：

① 灰氢。指的是以化石燃料为原料制备的氢气，生产过程中存在一定的碳排放。目前全球绝大多数制得氢气为灰氢。

② 蓝氢。不同专家学者对其定义并未完全统一，相对狭义的说法中，仅将利用蒸汽甲烷重整制备，并且在生产过程中配合碳捕集、封存和利用技术（即 CCUS，点击查看：什么是 CCUS？）的氢气，称为蓝氢；更广义的说法中，所有在灰氢基础上采用了 CCUS 技术的制得氢气都被称为蓝氢。

③ 绿氢。指的是通过可再生能源制氢，生产过程中没有碳排放产生。绿氢是氢能利用的终极目标，主要通过电解水制备获取。

除上述三类制得氢气之外，也有部分专家学者进一步提出了褐氢（或称“棕氢”，指煤气化法制氢）、紫氢（或称“红氢”，指核能制氢）等概念，但事实上也没脱离前述范畴，此处便不再赘述。

氢能产业正处于发展阶段，其产业链主要包括氢气的制备、储存、运输和利用四大环节，每一环节都有多条技术路线可供选择。以当前研究水平来看，不同技术都有其优缺点，技术路线的最优选择尚无定论。

据中国科学院院士欧阳明高判断，氢能具备对可再生电力利用更充分、规模化储存更经济、与电池放电更互补、制运储方式更灵活等特点，是集中式可再生能源大规模、长周期储存的最佳途径。从政策保障和应用场景来看，我们已经为氢能的广泛发展做好了准备。

我国氢能产业发展动能强劲，现有加氢站总量已是世界第一，但我国的加氢站仍大量依赖政府补贴，相比加油站和加气站的竞争力不足。事实上，放眼国际视角，氢能产业的核心技术和关键材料都还有待进一步发展，氢能大规模商业化应用的成熟解决方案也未成型，氢能应用仍存在许多问号。不过，有关氢能的种种优势，早已为我们擘画出一个曼妙未来，相信随着技术和材料研究的持续突破，“氢”这个引领我们步入化学世界的重要元素，也终将敲开零碳社会的大门。