如果生產和使用得當，氫氣可以在向清潔能源和工業系統的過渡中發揮許多作用。氫氣可以在需要高溫的工業和製造過程中直接取代天然氣和煤炭，取代天然氣和暖氣油為建築物保暖，並取代汽油和柴油為汽車和卡車提供動力。

與CO結合時₂直接從空中捕捉，氫可用於製造碳中和合成燃料，取代汽油、暖氣油、柴油和噴射燃料，以及形成碳中性化學品和塑膠的原料。

氫氣可用作儲存媒體對於電力而言，在每月或季節性時間範圍內儲存大量電力方面，其性能優於電池。但氫也帶來了一些挑戰。

第一個是儲存它。需要能量來加壓或冷卻氫氣。這小分子傾向於擴散到許多材料。有一些有前途的新選擇，利用奈米材料並將氫轉化為其他化學品進行儲存，但這些技術尚未成熟。目前，儲存成本很高。

第二個挑戰是生產它。目前，幾乎所有氫氣都是由天然氣生產的，釋放大量二氧化碳₂進入大氣層。這被稱為灰氫，必須逐步淘汰，因為它會產生二氧化碳₂它造成的排放。

藍氫也是由天然氣生產的，但二氧化碳₂被捕獲並永久儲存在地下而不是被排放出去。不幸的是，這導致大量天然氣洩漏，其中主要是甲烷——一種強大的溫室氣體。

最乾淨的解決方案是綠氫，它利用碳中性能源產生的電力將水分解成氫氣和氧氣。但這是非常低效的。當氫氣最終被消耗為熱或電力時，原始電力的能量含量一半以上會損失掉（另請參閱此部落格文章）。

對氫的新擔憂

最近，第三個挑戰浮出水面：氫氣洩漏。直到最近，洩漏僅被視為一種經濟損失。但還有更多的利害關係。洩漏的氫氣與大氣中稀有的 OH 自由基反應。這樣一來，與甲烷反應的羥基自由基就會減少。因此，洩漏的氫氣延長了甲烷在大氣中的壽命，加劇了對氣候的影響。

研究人員一起研究了這些因素，以評估各種氫氣使用方案的氣候效益。僅涉及綠氫的情景相對於化石燃料假設氫氣洩漏率較低，則將其替換。但一旦將藍色氫引入混合物中，並且假設氫氣洩漏率更高，其好處就會下降，在某些情況下甚至完全消失。例如，如果藍氫含量為 30%，且洩漏率超過 3%，那麼在 20 年內，與氫所取代的化石燃料相比，將導致更嚴重的暖化。

實際上會洩漏多少氫氣？

答案是我們不知道，因為對此進行的研究非常少。有理由相信氫氣的洩漏量比天然氣多，一些天然氣洩漏估計超過 3%。迄今為止最全面的研究估計氫氣的洩漏率可能為 2.9% - 5.6%，但也承認實際情況可能更高。