氢是宇宙中最轻、最丰富的元素，其热值在除核燃料外的所有燃料中排名第一。作为清洁、高效和可持续的能源，氢能被认为是21世纪最有前途的清洁能源。致力于加速氢能转型的全球首席执行官联盟氢能理事会（Hydrogen Council）表示，氢能是“瑞士能源解决方案之剑”，在全球向低碳经济转型过程中发挥着关键作用。氢能的多功能性及其脱碳潜力可广泛应用于运输、建筑和重工业。与天然气一样，它可以储存和运输，并且可以很容易地转换成电、热或其他产品。

然而，氢能目前面临许多缺点，如生产成本高和能源效率低。美银美林（Bank of America Merrill Lynch）也表示，氢技术已经存在了几十年，尚未达到主流使用的临界点。怀疑论者认为，使用清洁和可再生能源产生的绿色氢在能源结构中的未来作用被夸大了，不能在供暖、运输和重工业的脱碳中发挥主要作用。

由于全球约98%的纯氢是使用天然气或煤炭原料使用碳密集型手段（即“灰色”氢）生产的，因此氢能的生产已成为大型石油公司在未来几十年继续使用化石燃料的借口。《金融时报》最近报道称，氢气可以作为“储能的未来”，以解决太阳能、风能和其他清洁能源在电网中扩散的可变性问题。这似乎为氢气在全球零二氧化碳转化中的实际应用增加了一个可行的选择。例如，在需求疲软期间产生的多余可再生电力可以被转换为为电解机提供用于制氢的电力。储存的氢气对应于无碳清洁能源的长期储能方法，因此在未来需求达到峰值时，可以将其用于处置和分配。

德国能源供应商Uniper希望能够在四小时内使用每天产生的可再生电力来产生氢气，储存在汉堡的地下建筑中，而这些地下建筑之前储存着天然气。该公司前董事总经理安德烈亚斯·席伦贝克（Andreas Schierenbeck）承认，该项目依赖于国家补贴，但储存在证券交易所的氢气可以出售给工业客户，也可以用于调峰任务的调峰电厂发电。

上文提到的氢能理事会执行董事达丽尔·威尔逊（Daryl Wilson）表示：“可再生能源的间歇性是一个问题。需要一些大型存储容器才能使风能和太阳能的性能平稳，而氢能是一个非常大的容器。”三菱电机美国公司（Mitsubishi Electric America）首席执行官保罗·布朗宁（Paul Browning）也表示，与其他形式的能源储存相比，绿色氢能具有竞争力：“当可再生能源在发电组合中占最大份额时，长期储存的需求变得更加迫切，太阳能和风能将不会持续运行，锂离子电池将在数小时内消耗殆尽。”

当然，从清洁能源生产氢气、储存和再利用氢气发电的整个过程被称为“低效和昂贵”。当水被电解成氢气并在涡轮机中燃烧时，能量就会损失。马萨诸塞州能源技术研究所的科学家达里克·马拉普拉加达表示，整个过程中产生的电力不到原始输入的40%。这使得一些业内人士认为，利用电力生产氢气，然后再利用氢气发电是“愚蠢的”。关于氢基燃料电池的主题，特斯拉首席执行官马斯克在2015年表示，氢燃料汽车在新能源汽车领域没有机会赢得与电动汽车的竞争，完全没有恐惧。他称称燃料电池汽车是一种“难以置信的愚蠢”行为。

然而，发展氢能以支持全球脱碳转型仍然是最重要的趋势之一。欧盟、中国、澳大利亚和其他国家政府已经开始提供强有力的政治支持，提高二氧化碳的价格，并为绿色氢的开发提供资金支持。老牌投资银行也对氢能发展持乐观态度。美银美林（BofA Merrill Lynch）认为，氢气可以满足全球能源需求，为汽车提供燃料，为家庭提供热量，并有助于管理气候变化。它比光伏更像是“全球新能源的希望”；到2050年，市场份额预计将增加六倍，产生2.5万亿美元的直接收入，间接基础设施市场的潜力将达到11万亿美元。汇丰银行表示，2020年是氢能。

预计到2030年，电解液总装机容量将达到126GW，将交付1500万吨绿色氢（2018年全球纯氢需求将增长22%）；预计到2050年，氢能需求将以6.4%的年增长率增长，到2050年氢能将占全球能源需求的18%。欧盟计划在未来十年内投资240亿至420亿欧元安装氢电解质电池。摩根大通表示，炼油厂、氨、钢铁和重型汽车等行业将以更快的开发速度和更低的成本引领氢的转型。氢气目前在供暖、水泥生产和发电方面落后。电网规模的氢储能仍然比其他储能系统更昂贵，氢燃料电池的成本必须降低约45%才能与内燃机竞争。然而，世行对降低绿色氢能成本持积极态度。如果二氧化碳捕获政策支持这一点，使用天然气产生和捕获二氧化碳排放的“蓝色”氢能将在2030年之前保持成本竞争力。