氫能源工程計(jì)劃的重要組成部分。將重點(diǎn)研究氫能項(xiàng)目的制備、儲(chǔ)存和運(yùn)輸。氫燃料電池的轉(zhuǎn)換效率可超過60%，零污染，本質(zhì)上是原電池。燃料電池的負(fù)極通過催化層失去電子，變成氫離子，通過質(zhì)子交換膜到達(dá)正極。交換膜可以阻擋電子，電子只能與通道另一側(cè)的氫離子復(fù)合。這個(gè)過程形成了電流。產(chǎn)生的被逆變器升壓，驅(qū)動(dòng)電機(jī)。由于到達(dá)陽極的電子將在那里與氫離子和氧復(fù)合形成水，燃料電池將氫和氧的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

　　工業(yè)上氫能源工程主要利用化石能源制氫，利用天然氣或石油產(chǎn)品的裂解反應(yīng)，在制備過程會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。另一個(gè)渠道來自化工行業(yè)的副產(chǎn)產(chǎn)品回收，如合成氨、煉油、脫氫制乙烯、鋼廠尾氣等。煤是中國(guó)豐富的化石資源，煤氣化制氫技術(shù)已經(jīng)成熟。該工藝以煤為還原劑，水蒸氣為氧化劑，在高溫下將碳轉(zhuǎn)化為主要由一氧化碳和氫氣組成的合成氣。在凈化、一氧化碳轉(zhuǎn)化和凈化之后，產(chǎn)生氫氣和合成氣。從成本上看，副產(chǎn)品回收率較低，其次是煤制氫，裂解法較高。

　　氫能源工程在產(chǎn)量方面，每生產(chǎn)一噸乙烯或丙烯，將產(chǎn)生約50kg氫氣作為副產(chǎn)產(chǎn)品。到2023年，脫氫制烯烴生產(chǎn)的氫氣預(yù)計(jì)將超過40萬噸/年。更多的產(chǎn)出來自鋼廠的尾氣，其中含有更多的氫氣和一氧化碳。經(jīng)過脫碳、凈化等操作，得到氫氣和二氧化碳。以我國(guó)年產(chǎn)5億噸鋼計(jì)算，可生產(chǎn)800-1200萬噸氫氣。在煤制氫方面，空氣參與了煤與水蒸氣的反應(yīng)，所以產(chǎn)生的水煤氣中含有二氧化碳和氮?dú)猓卜Q為半水煤氣。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于合成氨、尿素、民用煤氣、烯烴生產(chǎn)、循環(huán)氣發(fā)電等。

　　氫能源工程從來源來看，國(guó)家減少化石能源消耗的計(jì)劃可能會(huì)影響制氫，未來可以關(guān)注基于生物質(zhì)來源的制氫。生物質(zhì)資源豐富，是一種重要的可再生能源。它可以通過氣化或微生物發(fā)酵產(chǎn)生氫氣，是目前轉(zhuǎn)化技術(shù)的一大挑戰(zhàn)。在國(guó)家“雙碳”目標(biāo)的背景下，零排放制氫是未來研究的重點(diǎn)。隨著二氧化碳捕集技術(shù)的提高，煤制氫也在向低碳制氫方向發(fā)展。在新能源方面，太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿燃夹g(shù)也可以在氫氣的轉(zhuǎn)化發(fā)揮作用，但目前轉(zhuǎn)化率仍然較低。更重要的是，這些可再生能源在往往面臨棄電的嚴(yán)重弊端，用電峰谷差大。此時(shí)電解水制氫是解決調(diào)峰棄電的可行途徑。