Hidrojen kullanımı çok temiz bir yakıttır. Hidrojenin yanması veya yakıt hücresinde tüketilmesi sonucu son ürün olarak sadece su üretilir. Yanma yüksek sıcaklıkta olursa havadaki azot ve oksijenden NOx oluşabilir. Ancak bu sorun diğer yakıtlarla aynıdır ve kontrol edilebilir. Diğer yakıtların aksine hidrojen elementlerden üretilen kirletici içermez. Bu nedenle de SO2, CO, CO2, uçucu organik kimyasallar oluşmaz.
Tabloda farklı enerji sistemlerinden üretilen kirleticilerin miktarları görülmektedir.
Hidrojenin fosil yakıt kullanarak buhar iyileştirme ile üretilirse oluşacak karbondioksit miktarı fosil yakıt direkt yakıldığında oluşacak emisyon miktarından yüksektir. Ayrıca buhar iyileştirmede kükürt gibi fosil yakıtın içerdiği safsızlıklarda kirletici emisyona neden olmaktadır. Elektroliz yöntemi kullanıldığında ise elektroliz işleminin sürebilmesi için gerekli elektriğin ne şekilde temin edildiği önem taşımaktadır.
Hidrojenin biyokütleden, solar enerjiden veya diğer yenilenebilir kaynaklardan üretimi emisyon miktarını azaltır
Uçaklarda hidrojenin kullanımı sonucunda oluşacak su buharı emisyonu tehlikeli olabilir. Ortalama yükseklik ve enleme bağlı olarak buz bulutları oluşur ve bu bulutlarda sera etkisine ve ozon tüketimine neden olurlar. NOx oluşumu ise alev sıcaklığına ve zamana bağlıdır. Hidrojen geniş bir aralıkta alev alma sıcaklığına sahip olduğundan NOx emisyonu motor tasarımları değiştirilerek azaltılabilir.
Dünyada deniz ve nehirlerden su buharlaşması yılda yaklaşık 5.1014m3’tür. Eğer günümüzde insanlığın toplam enerji tüketimi olan 11TW hidrojen ile sağlanırsa yıllık su buharlaşması yaklaşık 2.5.1010m3 olur. Bu değer doğal buharlaşmanın 1/20 000’idir.
Hava kirliliğinin insan sağlığı üzerindeki etkileri düşünüldüğünde, fosil yakıt yerine hidrojen kullanılması ile fiziksel sağlık şartlarında da iyileşmeler olacaktır. Enerji üretimi sırasında CO2 emisyonunun azalması veya atmosferdeki CO2 derişiminin düşürülmesi sağlanabilir. Atmosferdeki CO2 değişiminin düşürülmesi teknik ve ekonomik olarak solar fotosentez ile sağlanabilir.
Günümüzde ve 2030 yılında elektrik motorlu ve hidrojen motorlu araçların spesifik CO2 emisyonları gösterilmektedir. Atmosferde CO2 derişimi 2050 yılında 520 ppm’e ulaşacaktır. Ancak hidrojen kullanılırsa bu senaryo değişebilecektir. Ancak Şekil 3’ten de görüleceği gibi solar hidrojene geçiş 25 yıl gecikirse karbon dioksit 2070 yılında yaklaşık 620ppm’e kadar yükselir. Eğer hidrojene geçiş 2050 yılında olursa bu geçişin hiç pozitif etkisi olmaz.