氢气（H2）含能高，氢气转化为机械能或电能方便而且效率高。氢气燃烧只产生水，零污染，是绿色环保的清洁能源。氢能被誉为二十一世纪期待的新二次能源，是世界能源转型的一个重大战略方向。

（1）氢（H）位于元素周期表之首，它的原子序数为1，在所有元素中氢重量最轻。在标准状态下，它的密度为0.0899g/L；在-252.7°C时，可成为液体，若将压力增大到数百个大气压，液氢就可变为固体氢。

（2）氢是宇宙中最普遍的元素，构成了宇宙质量的75%。在地球自然界氢主要以化合物的形态贮存于水（H2O）中，在空气中含有很少的氢气（H2）。

（3）氢的发热值为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍，是化工燃料和生物燃料中最高的。与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。

（4）氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，在空气中燃烧生成水和极少的氮氢化物。不产生温室气体，不污染环境。

  2H2 + O2 = 2H2O

（5）所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业中氢是很好的传热载体。

（6） 氢虽能以气态、液态出现，但须极低温或极高压，目前贮存与运输成本较高。

氢是一种高效燃料，利用燃烧产生热能在热力发动机中产生机械功，用氢代替汽油作为内燃机、燃气轮机等热机的燃料，热值高，火焰传播速度快，点火能量低，无污染。只需对现有热机作不大的改造就可使用氢燃料，所以氢是各种交通工具，例如飞机、汽车、机车等优选燃料，效率高无污染。

火箭发动机采用液氢作燃料，与液氧反应，有最大的热值和比冲值，是世界航天首选的燃料。

氢能可以直接发电，氢燃料电池具有能量的转化利用率高、噪音污染较小，无污染，在许多领域得到应用。氢燃料电池汽车加注时间短、续航里程长、是新能源汽车的重要发展方向

氢气和氧气燃烧可达2500～3000℃高温，燃气无味无毒，不污染环境。氢氧焰为无碳火焰，用于金属切割或焊接效果很好，不会影响被切割材料的成分。

氢气是化工生产的重要原料，生产化肥、塑料、化纤、涂料等都需要氢。
目前化工生产中氢多半是中间产物，直接用氢气作原料生产成本较高。

氢是最具活性的原子之一，在大自然环境中氢很难以单独元素的形式存在。在石油与天然气等原料含有氢。通过化学反应可以把氢提炼出来，但制作方法复杂，耗能大，排放温室气体。这是传统的制氢方式。我国煤丰富，采用煤与水在高温高压下生成水煤气，从中分离出氢气与二氧化碳。这样生成的氢称之为“灰氢”或“黑氢”。由于制出的氢价格贵，用它作为普通燃料是不合算的，主要用在化工生产中，例如传统的氮肥生产就是通过水煤气制作产生氢，然后再与氮气合成氨气，再与酸反应生成固态铵盐。

在自然界氢主要存在于水中，水分子（H2O）由2个氢原子与1个氧原子组成。通过电解水的方法可以把水分解成氢（H）和氧（O），由于水分子（H2O）是自然界最稳定的分子结构之一，电解水是要消耗大量电能，目前电能主要来自燃煤电厂，发电产生大量温室气体，而且电解水的成本也不便宜。

怎样得到廉价又环保的氢呢？就是利用风电与光伏发电来制氢。并不是因为这些电力便宜，而是利用不能上电网的风电与光伏发电的电力来制氢。

由于风电场与光伏发电场距离大电网都很远，电网的建设跟不上、输送能力有限，又由于风电与光伏发电受天气变化波动很大、波动频繁，电网运行调峰以及技术与经济原因的制约，风电与光伏发电经常被限制上网电量，造成弃风率与弃光率较高的现象。

2018年，国家能源局发布会说2017年弃风电量和弃风率实现“双降”，但弃风限电造成电力损失仍有419亿k W.h，弃光限电造成的损失电量约为73亿k Wh。这2年全国弃风率与弃光率虽有下降，但由于新装机容量剧增，弃电损失依然很大。

如果在风电场与光伏电场就近建设电解水设备，直接把不能上网的电能用来生产氢气与氧气，氢气与氧气的运输比建设电网与相关技术改造还是便宜的。由于风电与光伏发电无污染，电解水无污染，均无温室气体排放。这样生产的氢气称为“绿氢”或“蓝氢”。随着“绿氢”的大规模发展，电解水设备效率提高，价格降低，今后建设的风电厂与光伏电场与电解水设备同时、同地建设，是氢能的生产的最好方式，是环保能源发展的重大战略方向。