為改善空氣質量，嚴格控制汙染物排放，黃島電廠安裝了國內首臺中日合作半幹式旋轉噴霧法高硫煤煙氣脫硫裝置，每年可減少向大氣排放二氧化硫4500噸；先後投資8000多萬元對全廠四臺鍋爐進行了電除塵改造，除塵效率達到99.9%以上，煙塵全部達標排放。電廠積極探索實踐“清潔生產、變廢為寶”的循環經濟之路，形成了具有自身行業特色的環保產業，實現了企業經濟、社會、環境“三個效益”的完美結合。
為避免大量粉煤灰排入灰場，造成嚴重的環境汙染，黃島電廠早在 1988年就著手探討拓寬變廢為寶的新路。首先是對廠區周邊廢棄鹽田澇窪地進行回填造地，該廠至今不但取用了500多萬立方米粉煤灰，還為寸土寸金的開發區新增土地3000多畝，土地利用值增加1億多元。為從根本上徹底解決灰渣的存放、汙染問題，黃島電廠積極開辟粉煤灰綜合利用的新途徑。經過縝密的考察論證，借鑒國際上先進的氣力輸送技術，采用氣力分離壹體化技術對原有鍋爐傳統的水力除灰系統進行了徹底的改造，將原水力除灰方式改造了氣力分離幹除灰。 2001年，成功投產了年產30萬噸幹灰儲存壹期工程；2002年2月9日全廠四臺機組全部實現了幹除灰，徹底改變了爐灰濕排至灰場長期存放的傳統方式, 基本實現了爐灰對外零排放。另外,在成功實施了幹除灰工程後,該廠又對四臺鍋爐的除渣系統進行改造，安裝了脫水倉幹除渣系統，並於2002年11月30日正式投入運行，四臺鍋爐的爐渣全部進行脫水裝車外運。黃島電廠目標是在徹底實現灰渣“零”排放的基礎上實施取消灰場運作，力爭成為全國第壹家取消灰場的燃煤電廠。 利用電廠的低壓、低溫蒸汽作為熱源進行海水淡化，成本低廉，水質優良，既可作生活飲用純凈水，又可作為工業鍋爐補充軟化水，是企業節約淡水資源、提高效益的壹條切實可行之路，對解決城市淡水資源短缺和加強環保有著重大意義。在黃島電廠積極參與和支持下，黃島電廠長期戰略合作夥伴——青島華歐集團與國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所合作，成立了青島華歐海水淡化有限公司，充分利用黃島電廠的熱力資源優勢，積極進行海水淡化研究。 2003年初，60噸/日海水淡化試驗裝置已經成功投運，產品水質滿足機組發電及生活用水水質要求，與該裝置配套建設純凈水灌裝線生產的“華歐--海泉水”業已上市，並被指定為2003、2004年青島國際海洋節上大會專用飲水。2004年6月4日，完全由中國自行設計、制造、安裝的國內首臺3000噸/日自主知識產權海水淡化設備正式投入試運行，為推動和發展海水淡化產業經濟邁出了實質性和歷史性的壹步。華歐海水淡化二期日產3000噸和萬噸級的海水淡化裝置也將陸續開工建設，在2005年初建成投運，不僅完全可以滿足黃島電廠三期工程的發電用水和生活用水，而且為逐步取代電廠壹期、二期機組全部淡水永良提供了保障。屆時黃島電廠將成為全國首家全部采用海水淡化水解決電廠用水的發電企業。