当前，氢及其衍生物大量生产，但作为一种能源载体，它的用途可以忽略不计。然而，为了实现《巴黎协定》的目的，现有的氢工业生产必须脱碳，更关键的是，需要额外大量的低碳氢及其衍生物作为能源载体，包括工业、航运和航空的供暖以及能源储存。
制氢已是一个蓬勃发展的产业，然而现今蓬勃发展的却不是低碳制氢，现在生产的氢主要用于化肥或化学原料，由煤或天然气生产，没有碳捕获。相关的排放量很大：2020年约9亿吨二氧化碳，或高于法国和德国的当年二氧化碳排总量。
全球对作为工业原料的氢及其衍生物的需求量约每年9000万吨（2020年），在能源方面，这相当于大约12EJ或大约2%的世界能源需求，从这个角度来看，直到2040年代初，对氢作为能源载体的需求才会达到这个水平，然而非能源氢在能源转型中发挥作用，解决其排放问题将有助于扩大和加速碳捕获和碳减排技术。
目前，氢用于炼油、化肥和工业流程。
炼油——炼油厂是最大的氢消费者（2020年约为3700万吨），使用氢来降低柴油的硫含量，并将重质渣油升级为价值更高的石油产品。随着全球石油需求保持当前水平，对氢的需求将在未来几年持续存在，然后随着石油需求的下降，从2030年前后开始下降。
氨——每年大约使用3300万吨氢来制氨NH3，其中70%的用作生产肥料的重要前体物，因此，氨需求与持续增长的全球农业生产相关，氨贸易在全球范围内进行，全球出口量约占产量的10%，这表明氨运输和全球氨贸易将成为未来氢生态系统的重要推力。
甲醇——每年约有1300万吨的氢用于生产甲醇，被用于生产化学甲醛的工艺流程以及用于生产塑料和涂料。
钢铁——每年使用近500万吨的氢在钢铁生产中1直接还原铁，目前化石燃料以焦炭形式在整个炼钢过程中用作还原剂，并用于炼钢和炼钢过程的各个热密集阶段，而所有这些都可以被低碳氢取代。
目前生产的氢几乎完全来自化石燃料（灰色、黑色和棕色氢，分别来自天然气和煤炭），然而由于日益上涨的碳价格，尤其是在欧洲，所有行业都面临着越来越大的脱碳压力---尤其是石油和天然气行业。从一个角度来看，在炼油、制氢和其他工业用途中，从灰氢/黑氢/粽氢向蓝氢和绿氢的转型，可以确保对低碳氢的早期需求，帮助氢“生态系统”，即支持氢作为能源载体的价值链，并且扩大规模。从另一个角度来看，这些也都是之后将与能源用户争夺低碳氢的大型产业。
为了实现未来几年绿氢和蓝氢的产量不断增长的雄心壮志，生厂商需要更大的确定性才能对大规模投资和项目充满信心。这将需要雄心勃勃的政策和政府战略，多个行业同时构建氢价值链的需求，并实现可再生能源发电的预期巨大增长。这一增长必须加速到超过对可再生电力的需求，并创造低成本的清洁绿氢生产，以增加对用于储能的氢需求。
根据气候和净零目标，许多行业迫切需要通过重新配置他们的工厂、机器、模型和实践，以替换碳密集型工艺来向氢转型，氢可替代任何一种基于化石燃料的能源或这些行业的原料需求。例如，长途卡车车队可以用氢燃料电池代替柴油；水泥、铝、炼钢中的加热过程可以使用氢作为燃料；制氨的化工企业可以将灰氢/粽氢原料换成蓝氢/绿氢。
现如今氢在某些工业中的应用转化为氨和甲醇一样，氢作为能源载体的广泛使用也将依赖氢衍生物和氢基合成燃料，这些能源载体的特性比纯氢更适合应用。
航空和航运是使用低碳氢衍生物最重要的两个行业，两者共同特点是它们难以电气化而且需要大量的能源，这意味着电气化或纯氢不是它们目前所依赖的化石燃料的可行替代品。纯氢和电池的能量密度都太低，无法广泛用于这些行业。
航空——氢基合成燃料（合成煤油或类似燃料）可能会用于航空，预计纯氢将在中程航班上有所使用，但2040年代之前不会大量使用。
航运——没有相关的电池电力选项可用于使深海航运部门脱碳，合成燃料如氨、氢和生物燃料是最现实低碳替代品，这些燃料将在柴油、燃气推进的混合配制中得到大量使用，2050年将在海上燃料结构中占略高于42%的比例。
随着氢能领域科技的不断突破和破圈应用，氢在未来的使用场景会变得更加丰富多样化，但市场化、规模化还是需要未来的路才能实现。
