作为一种多用途的能量载体，氢具有低碳足迹生产的特点，并在能源转换中发挥五个主要作用，从能源系统的主干到终用途的脱碳。
首先，氢可以强化可再生能源系统。通过提供长期储能的手段，氢能够使可再生电力大规模集成到能源系统中。它允许跨区域和季节分配能量，并可作为缓冲，以提高能源系统的恢复能力。
其次，氢在工业能源使用方面可以实现脱碳。在重工业中，氢可以帮助使难以通电的过程脱碳，特别是那些需要高等级热量的过程。此外，氢还可以用于热电联产装置，以产生工业用热和电力。
第三，氢可以在建筑领域实现热量和电力的脱碳。在拥有现有天然气网络的地区，氢气可以依靠现有的基础设施，并提供一种经济有效的加热脱碳方法。
第四，氢可以为工业提供清洁原料。目前，氢气作为工业原料的用量每年超过5500万吨，可以通过脱碳来实现。此外，氢还可用于生产清洁化学品和钢，通过与捕获的碳一起用作化学原料并用作铁矿石的还原剂。
最后，氢可以在交通运输部门实现脱碳。今天的交通运输部门几乎依赖化石燃料，产生的二氧化碳排放量超过20%。氢能车辆具有高性能和快速加油时间提供的便利性，可以补充电池电动车辆，实现运输部门的广泛脱碳。
如今，氢在能源系统中具有广泛的应用，其中重要的是氢运输部门的脱碳作用。根据氢能委员会的愿景，氢气将被大力部署以将变暖限制在2度以内。预计氢需求增长的三分之一可能来自交通运输部门。到2050年，该委员会成员认为，氢动力燃料电池汽车可占车辆总数的20%，约4亿辆汽车，1500万至2000万辆卡车和约500万辆公共汽车。在他们设想中，氢将在较重和远程路段中发挥更大的作用。因此，由于这些路段的行驶距离较长且燃料效率较低，氢对道路运输部门的总排放减排目标的贡献大约高出其份额的30%。在该委员会的愿景中，氢动力机车也可以取代20%的内燃机车，而氢基合成燃料可以为飞机和货船提供动力。总之，如果按照所描述的程度部署氢气，运输部门每天可以减少2000万桶石油的使用。
