对于氢能的规模化储存和运输，尽管迄今已研发出多种技术和手段，但目前工业上最可行的只有高压气态储氢技术和超低温液化储氢技术。
高压储氢一般选用钢制气瓶为容器，商用的贮气瓶可耐受20MPa的氢气压力，从安全角度考虑，一般只贮压至15 MPa以下。由于氢气密度小，钢瓶自身的重量大，质量储氢密度一般都远低于3%。近年来，研究人员研发出铝内胆成型、高抗疲劳性能的纤维全缠绕高压储氢气瓶，可耐受70 MPa高压，体积储氢密度约为18-40 g/L。目前，燃料电池车普遍采用这种技术。
高压储氢现在虽然应用较多，但它并不是理想的储氢方式。首先，由于这种储氢方式需要在加氢站以更高压力的氢气注入（大于98MPa），仅升压过程中不可回收的能量损失就高达30%。更重要的是，高压储氢对于容器的要求高，无法保证在实际应用中各种环境条件下容器的稳定性，存在一定的安全隐患。同时，高压储氢体积密度相对较低，车载应用需要较大的空间。高压储氢技术的商业应用需要建设一系列与之相应的全新的基础设施构架，其所需的建设成本将是极其昂贵的。这也是奥巴马政府的第一任能源部长、诺贝尔奖得主Steven Chu博士上任之初就否决氢能研发项目的主要原因之一。
超低温液化储氢就是利用低温将氢气冷凝成液体，其储氢密度约为70 g/L，大幅高于高压压缩气体储氢密度(约为39 g/L，70 MPa)。因此，超低温液化储氢的体积密度远高于高压储氢。但多级压缩冷却能耗巨大。另外，对储罐的绝热性能要求苛刻，因此，低温储氢罐的设计制造及材料的选择一直存在成本高昂的难题。与高压储氢类似，低温液化储氢也存在相当的安全隐患。
不难看出，上述两种可规模化储氢技术均需要相对极端的条件(超高压或超低温)，安全性的问题尤为突出。可以想象，要在全国范围内建立与之相对应的新型基础设施，使得氢能源能够像石油、天然气和电力一样，以相对容易便利的方式利用，其挑战性将是巨大的。即使不考虑这些氢储存技术实际操作的复杂性，建造适用于大规模应用的储氢系统设备，成本也非常高昂。