การจัดเก็บไฮโดรเจนสีเขียวในระยะยาวเป็นสิ่งสำคัญที่ช่วยให้พลังงานหมุนเวียนได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลาย ซึ่งสามารถแก้ไขปัญหาลักษณะที่เกิดขึ้นตามฤดูกาลและความไม่สม่ำเสมอของแหล่งพลังงาน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม โดยการผลิตไฮโดรเจนสีเขียวผ่านกระบวนการอิเล็กโทรลิซิสโดยใช้ไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน สามารถจัดเก็บไว้ได้นานโดยที่พลังงานไม่สูญเสียไปอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้เหมาะสำหรับการปรับสมดุลระหว่างการผลิตและการใช้พลังงานตลอดทั้งเดือนหรือฤดูกาล เทคโนโลยีต่างๆ เช่น การจัดเก็บด้วยเมทัลไฮไดรด์ (Metal Hydride) ตัวพาไฮโดรเจนอินทรีย์เหลว (Liquid Organic Hydrogen Carriers: LOHCs) หรือโพรงเกลือใต้ดิน ต่างก็ช่วยให้การจัดเก็บไฮโดรเจนในระยะยาวเป็นไปได้ เมทัลไฮไดรด์ เช่น ใช้การยึดพันธะทางเคมีของไฮโดรเจนกับโลหะ ทำให้สามารถจัดเก็บไฮโดรเจนไว้ในหน่วยขนาดเล็กได้อย่างปลอดภัยเป็นเวลาหลายปี ความสามารถนี้ทำให้ไฮโดรเจนสีเขียวที่ผลิตได้เกินในช่วงที่พลังงานหมุนเวียนผลิตได้สูงสุด (เช่น พลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงฤดูร้อน) สามารถถูกเก็บรักษาไว้และนำมาใช้ในช่วงที่มีความต้องการสูง (เช่น การให้ความร้อนในช่วงฤดูหนาว) การจัดเก็บไฮโดรเจนสีเขียวในระยะยาวจึงช่วยเพิ่มความมั่นคงด้านพลังงาน ลดความจำเป็นในการใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลสำรอง และเร่งการเปลี่ยนผ่านสู่ระบบพลังงานที่ปลดปล่อยคาร์บอนเป็นศูนย์อย่างสมบูรณ์