在制氢领域，化石能源制氢以及工业副产制氢技术已经成熟，目前全球约有占比90%以 上的氢是基于化石能源制氢和工业副产氢这两种技术路线生产而来。但是，工业副产氢的产 能有限，化石能源制氢则存在较大的碳排放。改进现有制氢工艺，或者开发全新的绿色制氢 工艺以减少碳排放，是氢气规模化应用面临的主要挑战。
在氢能储运环节，高压气态和高压液态氢储运技术相对成熟，是现阶段主要的储运方式。 而固态储运因其是以金属氢化物、化学氢化物或纳米材料等作为储氢载体，具有储氢密度高、 安全性好、氢气纯度高等优势，是未来热门的研究方向之一，但目前国内外均仍处于研究开发阶段。长时且大量的氢气可以被储存到盐穴、枯竭油气层或含水层中，其中盐穴储存具备 相对成本较低、污染较小的优势，最适合大规模储氢，但是盐穴储氢技术还存在一定的难点技术问题亟待解决。
管道输氢被视为未来氢气运输的主要方式，包括纯氢管道输送以及天然气掺氢输送，其 特点是面向大规模长距离输送，其运营成本低，管道使用寿命可达40～80年，但是输氢管道建设成本高，安全维护要求高。目前管道输氢技术在国外相对较为成熟，但是全球输氢管道建设里程不足，短期内也难以实现快速新建大量氢气运输管网。
在应用环节，由于燃料电池汽车具备长续航里程、快速加注、高功率密度、低温自启动 等技术特点。因此，氢燃料电池汽车是新能源汽车的最具发展前景的技术路线之一。但整体 而言，氢燃料电池仍处于起步阶段，产业化进程尚需时日。在传统石化、化工领域，例如炼 油化工加氢、化工合成氨、尿素、甲醇等，这些领域技术路线成熟，目前面临的主要挑战为， 在碳排放约束下，如何改进工艺，降低能耗及碳排放，降低成本。
