自工業革命以來，全球化石燃料的大量使用已使全球大氣中二氧化碳的含量增加了40%，由此引起的諸如全球氣候變暖、局部地區氣候異常、極端天氣等問題逐漸變得嚴重，對人類經濟和社會的發展帶來了諸多不利影響。國際社會為了控制碳排放，將溫室氣體濃度控制在使氣候系統免遭破壞的水平上，最新達成了應對氣候變化的國際法律文本《巴黎協定》，該協定規定歐美發達國家繼續率先減排并開展絕對量化減排，并為發展中國家提供資金支持，而中印等發展中國家應該根據自身情況提高減排目標，逐步實現絕對減排或者限排目標。中國作為負責任的發展中國家，在協定中承諾到2030年，單位國內GDP碳排放較2005年降低60%～65%。要實現《巴黎協定》規定的碳減排目標，必須減少化石燃料的使用量，轉而開發應用清潔的可再生能源。

我國在2013年制定了《能源發展戰略行動計劃（20142020年）》，在該計劃中，我國提出將在未來的能源發展中實施綠色低碳戰略，加快構建清潔、高效、安全、可持續的現代能源體系，到2020年，非化石能源占一次能源消費比達到15%。為實現該目標，必須進行的一項任務就是優化能源結構，積極發展清潔可再生能源。目前，我國已開發的清潔能源主要有風能、太陽能、水能、核能、海洋能、地熱能、生物質能等，其利用形式多是將其轉化為電能，例如風力發電、太陽能發電、水力發電、核能發電等。相對來說，水電和核電比較穩定，可以直接并網使用，而風電和光電的波動性較大，并網輸送會對電網造成沖擊，引起電網的安全性等問題。這就導致了部分風電和光電因不能并網使用而被浪費，由此產生了棄電或垃圾電的說法。

氫能具有使用時不排放二氧化碳并且可以大量儲存的特點，特別是利用可再生能源，通過電解水的方法產生的零碳氫氣能夠對降低環境負擔，提高能量自給率做出巨大貢獻，被認為是未來的終極能源。地熱發電產生的電力對水進行電解，從而制造氫氣的設施。

氫在自然界中分布廣泛，并且在自然狀態下僅存在著極少量的游離態氫。工業氫氣是指通過一定的手段，從工業原料中大規模制取的可燃氣態氫產物。這種通過能量輸入從含氫原料中提取工業氫氣的過程，被稱為人工制氫，包括化石燃料制氫、水分解制氫、生物技術制氫和太陽能制氫等。氫能作為氫的化學能表現為物理與化學變化過程中釋放出能量，是具有二次能源屬性的一種重要的能源類型。這種大規模人工制氫并利用氫能的產業被稱為氫工業，包括上游制氫、中游儲運和下游應用。

氫工業體系中各個產業部門之間基于一定的技術經濟關聯即為氫工業產業鏈，包括氫工業價值鏈、氫工業企業鏈、氫工業供需鏈和氫工業空間鏈。為了更好地閱讀和理解本文的內容，筆者建議首先界定和明確上述5個基本概念（工業氫氣、人工制氫、氫能、氫工業、氫工業產業鏈），并由此建立氫工業概念體系。

儲氫是實現氫能有效利用的關鍵技術之一，包括高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫、金屬氫化物儲氫、有機化合物儲氫、微球儲氫和碳納米材料儲氫等。基于大規模低成本制氫和高密度儲氫，以燃料電池為關聯的氫工業應用將推動能源轉型和新能源汽車、分布式供能等新興產業的發展，從而改變能源結構，進而實現從能源供給端到消費端的全產業鏈轉變。