氢气理论上是一种完美的燃料，拥有优秀的能源效率而且不会有碳排放，但就如同电力一样，如果来源本身不干净，整体减碳效果就不会好，因此绿氢（Green Hydrogen）成为接下来10年的运输产业关键。
绿电是用可再生能源产生的电力，同样道理，绿氢就是由可再生能源产生的氢气，和目前市面上通过化石燃料产生的氢气有所区别。绿氢基本上是通过水电解产生，在电解槽内具有多个电芯（cell），每个电芯包含了两个电极（阴极和阳极），中间由电解质、传输层和双极板（bipolar plate）隔开。传输层协助气体与液体在电解槽内有效流动到正确方向，双极板则负责引导电流，电极负责催化反应，电解质则负责让离子有效传输。
电解槽内有多个电芯模块，电解槽外则要有对应的净水系统、冷却系统、电力管理和气体处理系统，每个系统都要发挥各自效用，才能让绿氢生产效率最大化。
四种水电解决方案式前面提到的是基础概念，但实际运行时各家厂商各有法门，目前已经有4种主要的电解技术，各自以他们分解水分子的方式命名。最早开始使用，技术也最成熟的是碱性水电解（AWE），使用碱性溶液作为电解质，它的系统可靠、金属组件成本较低，并且有大规模应用成绩，是目前最广泛布局的系统。
质子交换膜（PEMEL）则是较新的技术，它使用固体聚合物膜作为电解质，搭配电流输入波动较大的可再生能源时，反应比碱性水电解更快，运行电流也更高，可以在高压状态下产生纯氢。
西门子的质子交换膜电解槽，大约10公升纯水能够生产1公斤纯氢。（Source：Siemens）
阴离子交换膜（AEMEL）则是结合了碱性水电解与质子交换膜技术，同样使用固体膜取代液态电解质，但一样传导负离子。这种技术保留了固态膜的优点，却又不必依赖贵金属作为催化剂，而达到降低成本功效。
和前面三种技术都不相同的固体氧化物电解（SOEC），则采用陶瓷膜，系统在摄氏700～1,000度的高温状态运行，特殊之处在于它能够运用其他工业设施的废热来生产氢气，创造更高的效率，这项技术已经成功在火星中试用，利用火星大气中的CO2运行。
AWE和PEMEL是目前商业运作中的主流，但为了降低电解制氢成本，AEMEL和SOEC则被视为绿氢制程的明日之星。
绿氢的优点与挑战作为化学原料和零碳排能源，绿氢可以替现有的产业完成减碳任务目标。作为电力使用时，氢气与电池不同，它一方面可以替工业制程提供高温能量，一方面它可长期存储，拥有丰沛可再生能源的国家，可以将电力转换为氢气之后成为新的出口资源。
IDTechex分析师认为，在2030年前，绿氢主要采用者会是现有的工业氢气用户为主，像是肥料、炼油、化学制造商等，借此完成减碳目标。在2030～2040年这段期间，钢铁厂和重型运输，会成为绿氢的主要需求用户，特别是在长途运输领域，像是货轮、重型卡车，氢能可以提供比纯电更远的续航和更快的充能速度。
随着进一步的技术发展，2040年后绿氢才会更大规模进入电力产业，构建能源存储设施，甚至提供航天领域使用。
现阶段由于规模小，绿氢成本依然是灰氢的3～7倍，但随着中国、美国、欧洲都陆续推动大规模绿氢生产计划，许多港口也开始部署基础设施，预计到2034年，水电解技术市场产值将达到700亿美元，并且逐渐成为重要的能源方案。
（首图来源：Alfalaval）
