ブルー水素は天然ガスから製造された水素である。このプロセスでは、天然ガス中のカーボンを二酸化炭素として分離・回収し、貯蔵または再利用する。分離した二酸化炭素を回収せずにそのまま大気中に排出する場合、製造された水素はグレー水素と称される。
ブルー水素とグレー水素の製造方法に違いはなく、分離した二酸化炭素を回収するかしないかの違いだけである。以下に2種類の水素製造プロセスを紹介する。

一つ目はPSA方式水素製造プロセスです。
天然ガスはまず脱硫され、水蒸気改質とCO転化の工程を経て、主に水素、CO, CO2, CH4,H2Oを含む合成ガスが生成される。このガスはPSA装置に供給され、水素以外の成分が除去され、純度99.999%の水素を製造される。PSA装置で分離されたガス（オフガス）は水蒸気改質炉の燃料の一部として再利用される。
このオフガスに含まれるカーボンと、追加された天然ガス燃料に含まれるカーボンは、最終的には燃焼してCO2となり、水蒸気改質炉の煙突から排出される。
そのためブルー水素として市場に送り出すためには、燃焼ガス中のCO2を分離して回収し、貯蔵しなければならない。

二つ目はメタネーション方式による水素製造プロセスである。
天然ガスはまず脱硫され、水蒸気改質とCO転化の工程を経て、主に水素、CO, CO2, CH4,H2Oを含む合成ガスが生成される。その後、CO2除去工程でCO2を分離し、次のメタネーション工程で、残ったCO, CO2をメタンに変換して製品水素ガスを製造する。
PSA方式とは異なり、原料中のカーボンはCO2として回収される。しかし、改質炉用の燃料天然ガス中のカーボンは、燃焼してCO2となり、水蒸気改質炉の煙突から排出される。
そのため、PSA方式と同様に、ブルー水素として市場に送り出すためには、燃焼ガス中のCO2を分離して回収し、貯蔵しなければならない。

脱硫工程からCO転化工程まで、PSA方式とMTN方式は共通である。主な違いはガス精製工程において見られる。MTN方式ではCO2除去工程とメタネーション工程が組み合わされているのに対し、PSA方式ではこれらがPSA工程に置き換えられている。そのため、設備費が安く、運転が簡単である。その結果、1980年代に商業化されて以降、PSA方式が主流となっている。
プロセス的に大きく違う点は、水素回収率と製品水素量である。PSA装置での水素回収率が80〜90％であるために、MTN方式に比べて製品水素量が少なくなっている。ただし、PSA方式での水素純度は圧倒的に高くなっている。以下に両方式の比較表を示した。
ただし、燃料ガス由来のCO2が両方式でどの程度生成しているかについては、次回に説明する。その結果を見ることで、CO2排出の最終的な比較が可能である。
水素製造プロセスに関する参考資料は数多くあるが、ここでは、「天然ガスからの水素」を紹介する。この文献は既にJ-Stageで公開されている。