制氫處于氫能產業鏈的上游，是推動氫能產業發展的基石。氫能制取主要有三種較為成熟的技術路線：（1）基于煤炭、天然氣等化石燃料重整制氫；（2）以焦爐煤氣、氯堿工業、丙烷脫氫、乙烷裂解為代表的工業副產氣制氫；（3）基于新型清潔能源的可再生能源制氫，可再生能源制氫主要分為可再生能源電解水制氫、生物質制氫、太陽能光解水制氫三種，主要是采用電解水制氫。可再生能源制氫處于氫能產業鏈的上游，可再生能源發電的下游。可再生能源轉化的多余電能通過變流器調壓后進入電解水制氫裝置，在電解槽中進行水電解制氫，制備的氫氣經過提純進入氫氣儲存系統。一部分氣體通過燃料電池發電系統實現電網側調峰；另一部分氣體通過長管拖車、液氫槽車或者管網運輸等方式進入用能終端或加氫站，氫氣以滿足交通運輸、發電、化工生產及冶金等行業下游氫能消費需求，解決可再生能源利用和氫能產業發展的區域協調。
我國氫源結構清潔化程度低于國際水平。現階段，我國氫源結構以煤為主, 清潔度低于國際平均水平，與日本等發達國家存在較大差距。我國煤炭資源儲量豐富，占全球煤炭資源的 48%，決定了煤氣化制氫在原料的可獲得性和成本的經濟性上具有很強的競爭力，2020 年煤制氫量占 62%，是我國最主要的氫氣來源。受資源稟賦限制，天然氣制氫是我國第二大氫氣來源，占總制氫量的 18%。天然氣重整制氫技術較為成熟，是國外主流制氫方式，但我國天然氣儲量較少，僅占全球儲量的 6.63%，考慮我國能源“富煤，缺油，少氣”的資源稟賦，僅少數地區，如四川等存在天然氣資源過剩的省份，具有發展天然氣制氫的優勢。
可再生能源制氫是實現氫能低碳制取的有效途徑。煤制氫會產生 SO2，粉塵，廢渣等廢棄物排放，碳排放約 22.66 kg CO2/kg H2，化石能源低碳制氫需要配合 CCS 技術，可將煤制氫碳排放降至 10.52 kg CO2/kg H2。煤炭制氫成本約為 6.77-12.14 元/kg H2，CCS 技術在有效降低煤炭制氫 GHG 排放量的同時，也使制氫成本增加約 5 元/kg H2。按照當前中國電力的平均碳排放強度核算，使用電網電力進行電解水制氫的碳排放約為 30 kg CO2/kgH2，其二氧化碳排放和成本均遠高于使用化石能源直接制氫。可再生電力電解水制氫的單位碳排放量可降低至灰氫（化石能源重整制氫）的 5%-70%、藍氫（工業副產氫、化石能源重整制氫+CCS）的 10%-50%，因此電解水制氫需要配合可再生能源發電才能實現低碳發展的終極目標。
