氢是宇宙中最为丰富的元素，根据氢能生产来源和生产过程中的排放情况，人们将氢能分别命名为灰氢、蓝氢、绿氢。
能源是人类活动的物质基础，而随着应对气候变化、实现碳中和的目标逐步成为全球共识，人类对于能源的需求和利用方式也有了新的变化。
2015年12月，《巴黎气候协定》正式签署，核心目标是将全球气温上升控制在远低于工业革命前水平的2摄氏度以内，并努力控制在1.5摄氏度以内。
而根据相关统计，全球温室气体排放量的73%源于能源消耗。为了实现《巴黎气候协定》的目标，全球能源体系必须进行深刻转型，即从主要以化石燃料为基础的能源体系，转变为高效、可再生的低碳能源体系。
而氢能由于其在释放过程中的零碳排放以及灵活便利的储运方式，在改变人类能源体系方面被寄予了厚望。氢是宇宙中最为丰富的元素，氢能则是由氢元素在物理与化学变化过程中释放的能量。与传统的化石燃料不同，氢气和氧气可以通过燃烧产生热能，也可以通过燃料电池转化成电能。而在氢转化为电和热的过程中，只产生水，并不产生温室气体或细粉尘。氢气不仅来源广泛，还具有导热良好、清洁无毒和单位质量热量高等优点。相同质量下的氢所含热量约是汽油的3倍，是石油化工重要原料和航天火箭动力燃料。与化石燃料不同，氢能是二次能源，可以通过分解天然气、石油、煤和水来制造。而除了气态，氢气还能以液态或固态氢化物出现。在-263℃液化时，氢的体积会减少到原来的1/800，在高压罐中压缩后，便于储存和运输。综合众多优势，氢能获得了广泛青睐。根据国际氢能委员会与麦肯锡联合发布的报告，目前已有30多个国家和地区发布了氢能发展路线图，到2030年，全球在氢能项目上的投资将达到3000亿美元。虽然氢能是清洁的可再生能源，在释放能量的过程中没有碳排放，但目前生产氢能的过程却并不是百分之百“零碳”。氢元素在地球上主要以化合物的形式存在于水和化石燃料中，而氢能作为一种二次能源，需要通过制氢技术进行“提取”。目前，现有制氢技术大多依赖化石能源，无法避免碳排放。而根据氢能生产来源和生产过程中的排放情况，人们将氢能分别命名为灰氢、蓝氢、绿氢。灰氢，是通过化石燃料（例如石油、天然气、煤炭等）燃烧产生的氢气，在生产过程中会有二氧化碳等排放。目前，市面上绝大多数氢气是灰氢，约占当今全球氢气产量的95％左右。灰氢的生产成本较低，制氢技术较为简单，而且所需设备、占用场地都较少，生产规模偏小。蓝氢，是将天然气通过蒸汽甲烷重整或自热蒸汽重整制成。虽然天然气也属于化石燃料，在生产蓝氢时也会产生温室气体，但由于使用了碳捕捉、利用与储存（CCUS）等先进技术，温室气体被捕获，减轻了对地球环境的影响，实现了低排放生产。绿氢，是通过使用再生能源（例如太阳能、风能、核能等）制造的氢气，例如通过可再生能源发电进行电解水制氢，在生产绿氢的过程中，完全没有碳排放。绿氢是氢能利用的理想形态，但受到目前技术及制造成本的限制，绿氢实现大规模应用还需要时间。当前，关于氢能利用的各环节研究正在如火如荼地展开，各国也在加紧攻关制氢的技术难题。随着氢能生产和储运技术规模的不断改进，氢能成本还会有很大的下降空间。有研究表明，预计到2030年，氢能产业链整体成本将下降一半。氢能，已经成为未来产业的重要领域。
