作為一種多用途的能量載體，氫具有低碳足跡生產的特點，并在能源轉換中發揮五個主要作用，從能源系統的主干到終用途的脫碳。
首先，氫可以強化可再生能源系統。通過提供長期儲能的手段，氫能夠使可再生電力大規模集成到能源系統中。它允許跨區域和季節分配能量，并可作為緩沖，以提高能源系統的恢復能力。
其次，氫在工業能源使用方面可以實現脫碳。在重工業中，氫可以幫助使難以通電的過程脫碳，特別是那些需要高等級熱量的過程。此外，氫還可以用于熱電聯產裝置，以產生工業用熱和電力。
第三，氫可以在建筑領域實現熱量和電力的脫碳。在擁有現有天然氣網絡的地區，氫氣可以依靠現有的基礎設施，并提供一種經濟有效的加熱脫碳方法。
第四，氫可以為工業提供清潔原料。目前，氫氣作為工業原料的用量每年超過5500萬噸，可以通過脫碳來實現。此外，氫還可用于生產清潔化學品和鋼，通過與捕獲的碳一起用作化學原料并用作鐵礦石的還原劑。
最后，氫可以在交通運輸部門實現脫碳。今天的交通運輸部門幾乎依賴化石燃料，產生的二氧化碳排放量超過20%。氫能車輛具有高性能和快速加油時間提供的便利性，可以補充電池電動車輛，實現運輸部門的廣泛脫碳。
如今，氫在能源系統中具有廣泛的應用，其中重要的是氫運輸部門的脫碳作用。根據氫能委員會的愿景，氫氣將被大力部署以將變暖限制在2度以內。預計氫需求增長的三分之一可能來自交通運輸部門。到2050年，該委員會成員認為，氫動力燃料電池汽車可占車輛總數的20%，約4億輛汽車，1500萬至2000萬輛卡車和約500萬輛公共汽車。在他們設想中，氫將在較重和遠程路段中發揮更大的作用。因此，由于這些路段的行駛距離較長且燃料效率較低，氫對道路運輸部門的總排放減排目標的貢獻大約高出其份額的30%。在該委員會的愿景中，氫動力機車也可以取代20%的內燃機車，而氫基合成燃料可以為飛機和貨船提供動力。總之，如果按照所描述的程度部署氫氣，運輸部門每天可以減少2000萬桶石油的使用。
