氢能源被广泛认为是新能源中最为前沿、最具潜力的能源之一，它不仅可以取代传统的化石燃料，减少对环境的污染，而且具备储能、转化效率高等优点。然而，氢能源的开发必须要有相应的基础设施来支撑，而氢能源基础设施包括氢气生产、氢气储存、氢气输送以及氢气应用等几个方面。
氢气生产
氢气生产是氢能源基础设施的第一个环节，在此环节中，氢气可以通过电解水、化石燃料重整或者生物质产生等多种方式来获得。
电解水是将水分解成氢气和氧气，这是目前最为常见的制氢方式，它的核心设备为电解槽。化石燃料重整一般是指利用天然气、煤炭等化石燃料裂解出氢气。生物质产氢则是指通过生物反应将生物质转化成可燃的气体，再通过一些处理方式将其转化为氢气。
氢气储存
氢气储存是氢能源基础设施的第二个环节，在此环节中，储存的氢气可以分为压缩储氢和液化储氢两种形式。
压缩储氢一般是指将氢气压缩成高压氢气，使其占用的空间进一步减小。液化储氢则在常温常压下将氢气冷却到零下 253℃左右的温度，将其中的热量转化成蒸汽，然后通过压缩使其成为液态，使其密度进一步增大。
氢气输送
氢气输送是氢能源基础设施的第三个环节，在此环节中，氢气可以通过管道输送、液化氢船或燃料细胞汽车来进行运输。
管道输送是将氢气通过专门的输氢管道送入目的地，在管道设计上，主要考虑压力、温度和材料等因素。液化氢船则是将氢气压缩成液态后，通过液化氢船进行长距离运输。燃料细胞汽车则是将氢气储存在车载燃料箱中，通过燃料电池将氢气转化成电能来提供动力。
氢气应用
氢气应用是氢能源基础设施的最后一个环节，在此环节中，氢气可以应用于航空航天、燃料电池汽车、锅炉供热、家用电器等领域。
燃料电池汽车是目前氢气应用最为成熟的领域之一，它利用燃料电池将氢气转化成电能来提供汽车的动力。航空航天领域则是将氢气用作火箭燃料和推进剂。在工业领域中，氢气可以被作为燃料和热源用于发电和供热等方面。
相关问题解答
问题一：目前氢能源的开发和应用呈现出什么样的态势？
解答：目前，全球氢燃料电池汽车产量已经逐年攀升，氢能源薄膜燃料电池的技术也在持续进步。目前世界上已经有多个国家相继建成了液化氢船和氢气管道，证明了氢能源基础设施的可行性。此外，氢能源在燃料电池、锅炉供热和家用电器等方面的应用也在不断推进，具有良好的发展前景。
问题二：目前氢气生产和储存存在哪些技术难点？
解答：目前氢气生产和储存的技术难点主要在于高额的成本和低效率，同时也有安全问题需要重视。电解水法制氢的能效和生产成本都需要进一步提高与降低。压缩储氢和液化储氢的成本也较高，需要提升设备的效率和降低设备制造成本。
问题三：氢气输送在实际运输中存在哪些问题？
解答：氢气输送过程中存在氢气泄漏的风险，氢气的燃烧极易引起火灾、爆炸等安全问题。此外，氢气的纯度也需要保证，否则会影响氢能源的使用效果。为了有效降低氢气的损失和提升储存、输送的安全性，需要采用有效的检测和安全措施进行保障。
