Die Klimabilanz von Wasserstoff kann durch das sogenannte Carbon Capture and Storage (CCS) weiter verbessert werden. Das bei der Dampfreformierung entstehende CO2 gelangt dabei nicht in die Atmosphäre. Stattdessen wird es per Schiff (z. B. nach Norwegen) oder per Pipeline (typisch in den Niederlanden) zu einer Einlagerungsstätte transportiert und dort unterirdisch gespeichert. Als geologischer Speicher dienen ausgeförderte Gas- und Öllagerstätten sowie salzwasserführende Gesteinsschichten. Dort wird das CO2 in tief liegendes poröses Speichergestein verpresst. Langfristig vermischt sich das CO2 dort mit dem Sandstein und versteinert (mineralisiert) allmählich. Undurchlässiges und oft kilometerdickes Deckgestein sorgt dafür, dass das Kohlendioxid aus den tiefliegenden Speicherstätten nicht mehr entweichen kann.
Es handelt sich dabei um eine lang erprobte Technologie: In der Sleipner-Anlage in der Nordsee wurden seit 1996 mehr als 16 Millionen Tonnen CO2 in 800 Metern Tiefe sicher unter dem Meeresgrund gespeichert. Seit 2008 wird auch im Nordsee-Gasfeld Snøhvit CO2 gespeichert. 2017 erreichten beide Anlagen zusammen die Rekordmarke von 20 Millionen Tonnen gespeichertem Kohlenstoffdioxid – ohne jegliche Zwischenfälle. In Deutschland wurde in dem Speicherprojekt Ketzin von 2004 – 2017 die erfolgreiche Speicherung von CO2 wissenschaftlich dokumentiert bewiesen.
Mit Wasserstoff lassen sich wichtige Industriesektoren wie die Chemiebranche oder die Stahlindustrie dekarbonisieren. Dafür werden allerdings große Mengen des gasförmigen Energieträgers benötigt. Um den Hochlauf des Wasserstoffmarkts zu beschleunigen, müssen daher alle Herstellungsarten für CO2-armen Wasserstoff in Betracht gezogen werden. Nur so können kurzfristig ausreichende Mengen Wasserstoff CO2-neutral verlässlich bereitgestellt werden.