氢能是以氢气作为能源载体的二次能源，将会像电力一样广泛应用于生产生活的各个领域。据《中国氢能产业发展报告2020》预计，2050年中国的氢气需求将达到6000万吨/年。
氢气的生产和利用在中国十分广泛，中国是世界第一大产氢国，2020年全国的氢气产量大约为3300万吨。但目前氢气的主要用途都是作为工业原料使用，主要用在石油化工行业，比如合成氨、合成甲醇、炼焦、炼油、氯碱及轻烃利用。而未来氢的应用将向能源方向扩展，广泛应用于工业、交通、建筑等领域，像电力一样无处不在。
但是，中国氢能产业化还有很长的路要走，在氢能产业建设过程中，必然会遇到许多困难与问题，需要逐个加以解决。
中国的制氢以灰氢为主，并且绿氢的制造成本远高于灰氢。在中国，煤制氢加天然气重整制氢占比接近81％，另有18％来自工业副产制氢，电解水制氢及其他仅占1．5％。这种来自高碳化合物的氢会在其生产过程中形成数量可观的碳排放，与碳中和目标背道而驰。因此，未来作为能源的氢需要从可再生能源的技术路线获得，只有绿氢的推广才有社会价值，这一点是由推动氢能发展的清洁低碳的内在逻辑决定的。而在绿氢制造技术成熟以前，需要依赖碳捕集技术支撑灰氢的利用，同时应积极开展绿色制氢技术研究及应用。
随着氢的应用向能源领域扩展，其输送和储存的基础设施需求，将与目前企业自产自用的情况截然不同。企业自用氢通常可以即产即用，不需要大规模的储存与输送。而在未来，氢的需求十分广泛，必须要专门建设一整套储存、运送及供应的基础设施和商业体系。与电力、燃气一样，氢能的大规模应用需要发达的由主网和配网组成的基础设施实现输送与供应。由于氢的密度实在太小，所以很难高效储存与输送。如果花同样运输费用得到的能量不能达到煤炭、石油、天然气的效果，那么氢能接替上述传统能源将难以实现。
氢气在空气中最小点火能比甲烷或者汽油小得多，也就是说，氢比天然气或汽油更易于爆炸。所以在基础设施方面，氢能输送的安全性和经济性，是需要解决的技术问题。可供选择的技术路径包括高压气态、液氢、有机化合物储氢和管道输送，不同的技术适合不同的应用场景。天然气与氢气性质接近，可以研究利用现有天然气基础设施输送氢气的可行性，建设氢气专输管线可以借鉴天然气管道建设的经验。
尽管发展氢能产业仍然存在许多困难，但氢能的绿色低碳属性具有强大的吸引力，为了更快实现双碳目标，中国已决心大力发展氢能。2019年氢能首次写入中国政府工作报告，中国的氢能产业真正迎来发展元年。2021年国家出台“碳达峰、碳中和”的政策，氢能产业热度持续攀升，2022年中国发布了《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》，这项规划是碳达峰、碳中和“1＋N”政策体系“N”之一，在氢的生产、供应和应用等方面做出了整体安排。
一是氢的供给。氢能的供给要立足于构建清洁化、低碳化、低成本的多元制氢体系，重点发展可再生能源制绿氢。
二是氢能应用，氢能是用能终端实现绿色低碳转型发展的重要载体。通过“风光氢储”一体化融合发展，氢将为可再生能源规模化消纳提供解决方案。氢能与电能类似，将成为未来清洁能源体系中重要的二次能源。另外，氢能能量密度高、储存方式简单，是大规模、长周期储能的理想选择。另一方面，随着燃料电池等氢能利用技术开发成熟，氢能—热能—电能将实现灵活转化、耦合发展。扩大清洁低碳氢能在用能终端的应用范围，有序开展化石能源替代，能够显著降低用能终端二氧化碳排放。例如，推广燃料电池车辆，减少交通领域汽油、柴油使用；将氢能作为高品质热源直接供能，减少工业领域化石能源供能，直接推动能源消费向绿色低碳转型。
三是氢在工业生产中的应用。氢气是重要的清洁低碳工业原料，应用场景丰富。例如，作为还原剂，在冶金行业替代焦炭；作为富氢原料，在合成氨、合成甲醇、炼化、煤制油气等工艺流程替代化石能源等。通过逐步扩大工业领域氢能应用，能够有效引导高碳工艺向低碳工艺转变，促进高耗能行业绿色低碳发展。
在国家政策鼓励下，中国全国范围内兴起了发展氢能产业的热潮。截至2020年6月，中国各省及直辖市级的氢能产业规划超过10个，地级市的氢能专项规划超过30个。多省市推出了氢能推广补贴政策。在加氢站建设方面，2016年后开始提速，2016—2018年翻倍增长，2019年又是2018年的两倍。截至2021年6月，已建成或在建的加氢站数量有141座。2021年全球氢气产量约7000万吨，中国氢气产量则有3300万吨，约占全球氢气总产量的一半。全国范围内也开始了涵盖工业、交通和建筑领域的多项氢能利用试点示范项目。全产业链规模以上工业企业超过300家。在公共交通领域，佛山实现了氢能燃料电池车的大规模推广。在绿氢化工领域，国内首个太阳能甲醇示范项目于2020年1月在兰州落地。在管道掺氢领域，有国家电力投资集团2019年完工的辽宁朝阳项目和2020年启动的张家口项目。国内的钢铁企业也在2019年开始了氢能冶金的尝试。中国石油、中国石化等央企也下场加快布局氢能源产业。
总体来说，虽然中国氢能产业起步稍晚，但仍然具备很大的后发优势，需要像建立天然气工业一样，建立全产业链的氢能产业。中国可再生能源资源十分丰富，同时还拥有世界最发达的光伏产业，可以充分满足绿氢产业发展需求。同时，中国仍处于高速发展阶段，对清洁能源的需求非常旺盛，氢能发展前景非常乐观。中国的氢能之路已经开启，需要加快构建氢能中国。