Lưu trữ hydro xanh dài hạn là yếu tố then chốt để thúc đẩy việc áp dụng năng lượng tái tạo rộng rãi, giải quyết tính theo mùa và gián đoạn của các nguồn như năng lượng mặt trời và gió. Được sản xuất thông qua quá trình điện phân sử dụng điện năng tái tạo, hydro xanh có thể được lưu trữ trong thời gian dài mà không bị hao hụt năng lượng đáng kể, khiến nó trở nên lý tưởng để cân bằng cung và cầu trong nhiều tháng hoặc thậm chí qua các mùa. Các công nghệ như lưu trữ hydrua kim loại, chất mang hydro hữu cơ lỏng (LOHCs) hoặc các kho chứa dưới lòng đất trong các hang muối giúp thực hiện việc lưu trữ dài hạn này. Ví dụ, các hydrua kim loại liên kết hydro với kim loại theo phản ứng hóa học, cho phép lưu trữ an toàn trong những thiết bị nhỏ gọn lên tới hàng năm trời. Khả năng này đảm bảo rằng lượng hydro xanh dư thừa được tạo ra trong giai đoạn sản xuất năng lượng tái tạo cao điểm (ví dụ như điện mặt trời vào mùa hè) có thể được bảo quản và sử dụng vào những thời điểm nhu cầu cao (ví dụ như sưởi ấm vào mùa đông). Việc lưu trữ hydro xanh dài hạn do đó làm tăng mức độ an ninh năng lượng, giảm nhu cầu dự phòng bằng nhiên liệu hóa thạch và thúc đẩy quá trình chuyển đổi sang một hệ thống năng lượng hoàn toàn được khử carbon.