氢，作为一种能量密度极高的清洁可再生能源，常温常压下呈现为极易燃烧、无色透明且无臭无味的气体。氢气燃烧的唯一产物是水，因此被誉为世界上最干净的能源。

尤为值得一提的是，氢气可通过电解水制取，而水作为地球上最为丰富的资源，为氢气的生产提供了源源不断的原料。

氢能，作为一种二次能源，需通过特定方法利用其他能源制取，这与煤、石油、天然气等可直接开采的一次能源形成鲜明对比。作为公认的清洁能源，氢能正逐渐渗透到生产生活的各个领域，带来前所未有的变革与助益。

在化工领域，氢是生产合成氨和甲醇等重要化工品的原料。合成氨，由一个氮原子和三个氢原子组成，是化肥工业（氮肥）和基本有机化工的核心原料。

在交通领域，氢能源的有效利用对于减少碳排放、降低对化石能源的依赖具有重要意义。其中，氢能源汽车以其广阔的发展前景备受瞩目，而氢燃料电池则是其核心部件。

此外，氢能还可助力可再生能源的消纳，实现对电网的调峰调频、平滑电网输出，提升电网的稳定性和可靠性。

氢原子量最小、导热性最佳、含量最丰富、燃烧热值高、燃烧性能卓越、能量转化效率高，这些特性使得氢在多个领域展现出独特优势。液氢，作为火箭的主要燃料之一，更是彰显了氢的强大能量。

在医疗领域，氢气因其抗氧化、抗炎症和抗细胞凋亡的作用，对人体呼吸系统、消化系统、心脑血管、皮肤、慢性病乃至癌症等200余种疾病（模型）均展现出显著的治疗和修复效果。

在农业领域，氢能源同样发挥着重要作用。氢能可调节植物的生长发育、增强植物对逆境的抵抗能力、延长果蔬货架期和花卉的保鲜期。氢水稻、氢火龙果、氢草莓、氢中草药、氢保鲜等氢农业实验的成功实践，为氢能在农业领域的应用开辟了广阔前景。

中国氢能联盟发布的《低碳氢、清洁氢与可再生氢的标准与评价》中，将氢气分为低碳氢、清洁氢与可再生氢三类，即俗称的灰氢、蓝氢和绿氢。

灰氢：以天然气等化石燃料为原料制备，是目前的主流制氢方式，占全球商业产量的95%以上。

蓝氢：同样使用化石燃料制备，但通过碳捕获系统有效减少排放。

绿氢：利用清洁电力电解水制取，制备过程中几乎不排放温室气体，但成本相对较高。

在制氢原料方面，天然气（甲烷）因其含一个碳原子和四个氢原子、氢含量高的特点，成为制氢的理想选择之一。天然气制氢的工艺流程包括原料气处理、蒸汽转化、CO变换和氢气提纯四大单元。

而在我国，由于煤炭资源丰富，煤气化制氢成为国内氢气生产的主导方式。煤气化制氢通过煤炭与氧气的燃烧反应及后续的水反应，得到以氢气和CO为主要成分的气态产品，再经分离、提纯等过程获得高纯度氢气。

然而，值得注意的是，煤炭制氢的二氧化碳排放量约为天然气的4倍。

此外，工业副产氢也是一种重要的制氢方式。在炼油工业催化裂化重整、化学工业乙烯裂解、钢铁冶金工业焦化等生产过程中，富含氢气的终端废弃物或副产物可作为原料，通过碳捕集、利用与封存（CCUS）等先进技术，采用变压吸附法（PSA）回收提纯制取氢气。

电解水制氢则是通过在电极、电解质与隔膜组成的电解槽中通入电流，使水在电解质水溶液中电解，在阴极产生氢气，在阳极产生氧气。

在储氢技术方面，根据存储原理可分为物理储氢和化学储氢两大类。目前较为成熟且前景广阔的储氢技术包括高压气态储氢、低温液态储氢、固态材料储氢和有机液态储氢四种。

加氢基础设施作为氢能利用和发展的中枢环节，是为燃料电池车充装燃料的专门场所。不同来源的氢气经氢气压缩机增压后储存在高压储罐内，再通过氢气加注机为氢燃料电池加注氢气。

加氢站作为氢能源战略中的关键一环，以其氢燃料的储备辐射周边区域，为车辆提供及时、便捷的能源补充服务，推动燃料电池技术的持续发展。