2019年6月15日，在日本能源转型和全球环境促进可持续增长的G20部长级会议上，欧盟，美国和日本宣布在氢和燃料电池技术方面开展三方合作，氢和燃料电池是可持续能源的一部分组合对于在运输，工业和其他领域开拓机遇和价值，以及实现可靠，清洁和负担得起的电力至关重要。
该公告恰逢IEA题为“氢的未来”的报告，以及现在有60家主要全球公司签署氢气理事会的公告。
这一切都指向了对氢生产和利用的认真支持，特别是在生产和利用是二氧化碳中性的情况下。
生产和利用
目前，全球大部分氢气生产来自：
天然气; 通过蒸汽甲烷重整(释放大量的二氧化碳)。这种方法约占全球产量的约四分之三，约为7000万吨[1]; 和
煤; 通过气化(使煤与高温蒸汽加氧气在压力下反应，然后使得到的合成氢气和一氧化碳气体与蒸汽反应以分离氢气)。
这两种技术都会导致“灰色”氢气(即产生氢气导致过量的二氧化碳或一氧化碳以及其他污染物)。
鉴于生产二氧化碳中性H2的愿望，各种举措(例如澳大利亚的碳网项目[2]或鹿特丹的H-Vision项目[3])正在研究利用碳捕集储存(CCS)技术隔离产生的二氧化碳或一氧化碳，生成的产品被标记为“蓝色”氢(不是灰色，但也不是'绿色')。
与此同时，水电解(仅需要水和电)正在开发中，作为生产“绿色”氢气的有前景的解决方案，其基础是电力来自可再生能源。目前全球氢气产量中只有0.1%[4]来自电解，其中一小部分来自可再生能源，但随着新技术，成本降低以及众多主要工业参与者的出现，预计这将大幅增加。
目前大多数电解是通过碱性(ALK)电解槽。一种更新的技术可以提供更快的动态响应时间，更大的操作范围，更高的效率以及非常高的气体纯度，是质子交换膜(PEM)电解槽。到目前为止，PEM的主要缺点是使用成本高，尽管这种情况正在迅速下降，IRENA的预测是在未来六年内成本将等于ALK或更低。
用于提取“绿色”氢的其他技术，包括生物质气化，生物质衍生液体重整，热化学水分解，光电化学水分解和光生物过程看起来非常有前途，但主要处于研究阶段，并且超出了本文的范围。同样正在研究潜在生产的是世界各地的天然氢气。
目前生产的氢气被工业客户使用(特别是用于炼油和生产氨，甲醇和钢)，用于运输应用的燃料电池，并且有各种示范项目和计划用于商业建筑和多户住宅单元和用于发电。
一个特别有趣的建议是向现有的天然气网络注入氢气，研究表明氢气可以占混合物的20%，而无需升级网络(例如英国的HyDeploy项目[5]和荷兰的试点项目)和法国)。对于发电，正在进行如何开发用于氢作为燃料的燃气轮机的工作。来自可再生能源的H2被认为是“向天然气供电”概念的一部分，其中过剩的可再生能源生产用于驱动电解用于制氢，其可以存储为用于各种其他应用的燃料，包括当可再生能源不再生产时(例如过夜或无风条件下)进一步发电。
H2价值链发展中的挑战与风险分析
虽然氢的生产和使用看起来非常引人注目。要创建一个完整的基础设施，甚至经济，会带来许多挑战，例如：
H2每单位体积的能量比所有其他燃料少，并且具有较小的分子，并且在某些情况下几乎不了解腐蚀性，因此将其存储，运输和交付给最终用户可能需要新的昂贵设备和技术。
建设燃料电池加油站，能够处理氢气的新管道网络以及新的储存和运输设施将涉及极高的资金成本。然而，由于各种各样的工艺和资源可以产生氢气，区域甚至当地的氢气生产可以最大限度地利用当地资源并最大限度地减少分配挑战，尽管需要进行成本分析以确定当地或区域生产更有意义。
将示范项目转变为商业现实会产生高技术风险，需要加以解决。政府补助或多边支持起着作用，但风险往往需要由开发者自己承担。
在价值链的每个阶段，从生产到运输，再到分销到最终用户，都必须有未来收入来源来证明相关的资本支出。这是“项目风险项目”，第一个项目仅在第二个项目实际构建和启动并运行时才有效。
为了成功开发整个价值链，开发商需要调整可再生能源生产，分析师H2生产工厂，分销网络，存储设施，运输基础设施，工业客户，电力客户和运输客户(所有根本不同的行业)。然后，开发人员需要解决价值链各个组成部分之间的技术和操作界面问题。每个相关方都需要充分了解与整个链条各部分相关的风险，然后在各利益相关方之间适当分配这些风险：东道国政府，开发商，供应商，承包商，任何贷方，客户和供应商。这也需要巨大的政治支持，
减轻这些风险将包括同步完成，测试，调试和验收alkalyser工厂与可再生能源发电设施以及天然气运输和存储基础设施，工业利用和/或加油站基础设施以及任何H2电力设施。这是为了最小化任何潜在的延迟或甚至可能由于例如在特定日期之前供应氢气而失败，或者不能从可再生能源获取电力而引起的惩罚。
目前关于通过使用可再生能源向现有工业客户(例如用于生产矿物肥料，钢，甲醇或氨)的电解槽生产H2的建议，这产生了对产氢的需求，这似乎是保持简单和避免的明智方式现在需要对齐不同的组件。通过这种方式，生产H2的技术可以逐步加工，随着配送网络的发展或升级，运输和更广泛的利用将在以后出现。
监管发展
在考虑技术，法律，财务和政治挑战的同时，利益相关者还需要在每个特定国家或地区制定基础监管框架。
各国政府和利益攸关方需要共同制定法规，允许生产，储存，运输和分配H2，使用氢气作为燃料和车辆，在电网和燃气电网中使用氢气以及在家庭，办公室和工业设施。这包括允许使用H2作为有害物质，调节价值链中组件的标准，特别是在消费者环境中，可能提供“绿色”氢气的原产地证书，为天然气系统和家用标准创建框架。办公室使用系统。
H2经济的发展将是复杂的，但也非常有益，因为它的好处非常明显。
