Ce procédé consiste à dissocier l'hydrogène et l'oxygène présents dans l'eau sans rejet de CO2. Ses avantages : l'électrolyse ne nécessite comme matière première que de l'eau et pas d'hydrocarbure, limitant ainsi son impact sur l'environnement. "L'hydrogène est renouvelable pour autant que l'électricité utilisée soit renouvelable, c'est-à-dire produite à partir de panneaux solaires photovoltaïques, d'éolienne ou de centrales hydrauliques. Pour surmonter la question de la compétitivité et la massification des usages, il faut pouvoir disposer de grandes quantités d'électricité, tout au long de l'année, à des prix très bas", explique Philippe Boucly. Pour France Hydrogène, il faut aussi garder la porte ouverte à d'autres moyens de production d'hydrogène bas carbone par exemple à partir de biomasse – valorisation des déchets organiques - ou de carburants fossiles en captant, stockant et réutilisant le CO2.
La production d'hydrogène renouvelable ou bas carbone à partir de l'électrolyse de l'eau est la voie privilégiée en France.