当前世界能源生产和消费结构正在全球碳排放量依旧加剧与可再生能源比例增加、多种新能源共存这2种趋势的共同作用下形成新的未来能源体系。然而，新体系仍面临许多挑战，包括可再生能源装机规模增加所带来的波动性以及能源供需距离过长等问题。

 

氢能的价值在于可为各种关键性的能源挑战提供应对策略，即为多种能源之间的物质与能量转换提供解决方案，氢能在未来能源结构中的作用如图1所示。《欧洲氢能路线图》中对氢能价值的描述如下：首先，氢是当前交通、工业和建筑等碳排放大户实现大规模脱碳的最现实选择；其次，氢在可再生能源生产、运输、消费过程中发挥着重要的系统性调节作用，可提供一种能灵活地跨领域、跨时间和跨地点的能源流通体系；最后，氢的利用方式更符合当前使用者的偏好和习惯。在未来能源系统中，氢具有替代煤炭、石油、天然气等传统化石能源的潜力。

 

根据各国氢能发展路线所描绘的图景，在制氢方面，利用趋于成熟的PowertoGas(PtG)技术，将“弃风、弃光”等无法并网的可再生能源电解水制氢，以解决可再生能源的消纳问题。在储运方面，氢可通过管道、海上液化运输、汽车等多种方式进行运输，在减少电力基础设施投资的条件下，解决了可再生能源的长期存储与远距离运输问题。在氢能利用方面，由于与天然气性质类似，氢可直接作为燃料，按照一定比例混入天然气中进行混烧或在纯氢燃气轮机中直燃；也可利用氢的电化学性质，作为燃料电池的原料用于燃料电池汽车、分布式热电联产等。氢能可被广泛利用已成为发达国家的一种普遍共识。