Строго говоря, нельзя говорить о замене углеводородов водородом. Углеводороды добываются человеком из природных залежей и используются в качестве топлива. Водород же в чистом виде в природе практически не встречается, его можно только выделять из воды или тех же углеводородов. Поэтому водород можно использовать только как своего рода накопитель энергии. То есть, по сути, если водород, допустим, получен с помощью электролиза из воды, процесс его использования в качестве топлива будет по сути использованием той электроэнергии, которая была затрачена на его производство. Просто, если, например, использовать автомобиль на водороднос топливе, достоинства использования водорода будут в большой теплоте его сгорания - возможно, это экономичнее, и в отсутствии локальных вредных газообразных выхлопов.
На данный сомент бОлтшая часть водорода производится из углеводородов, поэтому пока его использование в качестве горючего неэффективно с глобальноц точки зрения. Наиболее экологичной добыча водорода из воды сейчас представляется с помощью атомной энергетики, в будущем, возможно, будут задействованы ресурсы термоядерной энергетики. На данный момент разрабатываюся способы добычи водорода разложением воды фотокаталитическими методами - при данном подходе отсутствует необходимость в использовании электроэнергии, но возникает потребность в солнечном свете. При этом вся вода, расходуемая на производство водорода, будет возвращаться обратно в окружающую среду - её количество в природе будет оставаться примерно постоянным, будет лишь расходоваться электроэнергия, полученная от электростанций, либо будут работать фотохимические ячейки.