近年来，随着工业化、城市化进程的加速，能源需求持续攀升，传统化石能源的大量消耗带来了诸多严峻问题，如环境污染、气候变化等。据国际能源署数据显示，全球碳排放总量逐年递增，对生态平衡造成巨大威胁。在此情形下，寻求绿色、可持续的能源替代方案迫在眉睫，而氢能凭借其独特优势脱颖而出。
从本质上讲，氢能是由氢元素在物理与化学变化过程中释放的能量。氢气来源广泛，地球水体中氢元素储量丰富，通过电解水等技术手段即可制取。不仅如此，氢气燃烧热值极高，约是汽油的 3 倍，能为各类应用提供强劲动力。更关键的是，氢气燃烧的产物只有水，真正实现了零碳排放，这对于缓解全球变暖、减少空气污染意义非凡。
在能源利用体系里，氢能的角色至关重要。一方面，它能作为储能载体，有效弥补风能、太阳能等可再生能源波动性、间歇性的短板。当清洁能源发电过剩时，利用多余电能电解水制氢，将能量储存起来；在能源需求高峰或发电不足时，再通过燃料电池将氢气转化为电能，保障能源供应的稳定可靠。像德国推行的 “电力转化气体” 技术，把风电、太阳能发电转化为氢气存储并远距离输送，优化了能源利用效率。另一方面，氢能具有多样的储运方式，气态、液态或固态氢化物等形态，使其能灵活适应不同场景需求，搭建起电、热、冷乃至各类燃料互联互通的桥梁，助力构建清洁高效能源体系。
在续航里程方面，氢燃料电池汽车展现出了惊人的实力。以丰田 Mirai 为例，该车搭载三个储氢罐，最大续航里程可达 850 公里，轻松超越多数锂电池汽车。再看现代 Nexo，其续航里程也能达到 600 公里以上，满足日常通勤以及长途出行需求绰绰有余。对比之下，常见的锂电池汽车续航里程多在 300 - 600 公里之间，遇到低温、高速行驶等工况，续航还会大打折扣。氢燃料电池汽车续航能力强，得益于氢气的高能量密度，相同质量的氢气相较于锂电池能储存更多能量，车辆携带一定量氢气就能行驶更远距离，减少途中补给频次，长途驾驶优势尽显。
能量密度是衡量电池性能的关键指标，它直接关系到电池能储存多少能量以及为车辆提供多大动力。氢燃料电池作为一种发电装置，能量密度远高于锂离子电池，目前能达到 600Wh/kg，理论上限更是高达 1 - 2 万 Wh/kg，提升空间巨大。而锂电池能量密度相对较低，三元锂电池理论能量密度一般在 300 - 350Wh/kg，磷酸铁锂电池能量密度则在 150 - 200Wh/kg 左右。高能量密度意味着氢燃料电池在相同体积或重量下，能输出更强劲动力，让车辆加速更快、爬坡更有力；或者在保持动力性能的同时，减少燃料携带量，为车辆设计、布局优化创造更多可能，比如可以搭载更多乘客、装载更多货物。
