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Alternative Kraftstoffe sind nach Definition der EU “Kraftstoffe oder Energiequellen, die zumindest teilweise als Ersatz für Erdöl als Energieträger für den Verkehrssektor dienen und die zur Reduzierung der CO₂-Emissionen beitragen und die Umweltverträglichkeit des Verkehrssektors erhöhen können”.

Als alternative Kraftstoffe kommt eine größere Anzahl an Energieträgern in Frage. Diese werden anhand ihres Emissionsfaktors unterschieden:

• Für einen gänzlich emissionsfreien Antrieb stehen Elektrizität, Wasserstoff und Ammoniak zur Verfügung. 
• Biomassekraftstoffe (z. B. Biodiesel und Biogas) und synthetische Kraftstoffe (z. B. HVO-Diesel, E-Fuels), die aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen werden, gelten als erneuerbare Kraftstoffe. Diese verursachen bei Ihrer Verbrennung zwar lokale Emissionen, jedoch sind diese Teil des Kohlenstoffkreislaufs und damit insgesamt klimaneutral.
• Auch bestimmte fossile und nicht erneuerbare Brennstoffe werden als alternativ bezeichnet. Dazu gehören Erdgas in gasförmiger (CNG) und flüssiger Form (LNG), Flüssiggas (LPG) und synthetische Kraftstoffe, die aus nicht erneuerbaren Energiequellen gewonnen werden. Deren Verbrennung erzeugt CO₂-Emissionen, jedoch fallen die Emission im Vergleich mit denen fossiler Flüssigkraftstoffe (z. B. Diesel, Benzin) geringer aus. Für den Übergang hin zu klimaneutralen oder emissionsfreien Kraftstoffen können die Brennstoffe daher vorübergehend einen Beitrag zur Emissionsminderung leisten.

Fahrzeuge, die mit alternativen Kraftstoffen betrieben werden, werden in der Regel als saubere Fahrzeuge bezeichnet. Emissionsfreie Fahrzeuge sind eine Untergruppe der sauberen Fahrzeuge und zeichnen sich durch keinerlei (lokale) Emissionen aus.

Jede Antriebsform und jeder Kraftstoff besitzt individuelle Vor- und Nachteile, eine “ideale” Variante für alle Einsatzgebiete gibt es daher nicht. Anstattdessen entscheidet sich die Wahl einer Antriebsform und des Kraftstoffs anhand dieser Kritierien:

• Beitrag zur Emissionsminderung
• Effizienz
• Kosten
• Nutzerfreundlichkeit
• Sicherheit
• Rohstoffsituation

In der Regel setzt sich der Kraftstoff in einem Anwendungsfall durch, der die höchste Funktionalität und Effizienz bzw. Wirtschaftlichkeit bei möglichst geringen Emissionen bietet.

Aufgrund seiner hohen Effizienz und vergleichsweise niedrigen Kosten ist der batterie-elektrische Antrieb im Straßenverkehr oftmals die wirtschaftlichste alternative Antriebsform. Im Segment von Pkw, Bussen und Lkw (im Straßengüterverkehr) nimmt er die größten Marktanteile ein. Aufgrund der begrenzten Energiemenge, die in einer Batterie gespeichert werden kann, ist er jedoch nicht uneingeschränkt nutzbar.  Steigen die zu bewegenden Fahrzeugmassen an oder muss schwere Arbeit verrichtet werden, steigt das Einsatzpotential zugunsten anderer Kraftstoffe .

Für Schwerlasttransporte, landwirtschaftliche Maschinen (bspw. Traktoren, Mähdrescher) und Arbeitsmaschinen (bspw. Bagger) kommen derzeit der Einsatz von Wasserstoff, biogenen oder synthetischen Kraftstoffen in Frage. In der Luftfahrt sind synthetische Kraftstoffe derzeit alternativlos, da alle übrigen Varianten das Gewicht des Flugzeugs zu sehr erhöhen. In der Schifffahrt bedarf es aufgrund der sehr hohen Transportgewichte und der fehlenden Möglichkeit unterwegs zu laden, ebenfalls chemischer Energieträger.

Elektrischer Strom ist zwar kein Kraftstoff im eigentlichen Sinne, stellt jedoch die umweltfreundlichste und effizienteste Möglichkeit dar, ein Fahrzeuge anzutreiben – sofern der eingesetzte Strom aus erneuerbaren Quellen stammt. So verursacht der Antrieb während der Fahrt keine Emissionen und setzt mit einem Gesamtwirkungsgrad von bis zu 80 % den überwiegenden Teil der eingesetzten (Primär-)Energie in Bewegung um. Auch lässt sich Strom gut in andere Energieformen umwandeln und vielseitig nutzen.

Aufgrund dieser positiven Eigenschaften sollte die Nutzung von elektrischen Antrieben bevorzugt werden. Dies ist jedoch nicht immer möglich. Der wesentliche Nachteil von Strom ist, dass sich dieser nur vergleichsweise schwer speichern lässt. Hierfür bedarf es vergleichsweise komplexen und schweren Batteriespeichern. Übersteigt der Energiebedarf von Fahrzeugen die Speichermöglichkeiten von Batterien (bspw. bei Schwerlast-Lkw und Arbeitsmaschinen), muss auf chemische Energieträger zurückgegriffen werden. Alternativ kann ein Fahrzeug auch über eine Oberleitung mit Strom versorgt werden, wie es bei Zügen und Straßenbahnen üblich ist. Im Straßenverkehr sind Oberleitungen jedoch kaum verbreitet. In den Anfangszeiten der Elektromobilität waren daher die Reichweiten batterieelektrischer Fahrzeuge sehr gering und mit dem Begriff der “Reichweitenangst” verbunden. Durch die zunehmende Reife dieser Technologie konnte die Energiedichte gesteigert werden, sodass E-Fahrzeuge mittlerweile auskömmliche Reichweiten erreichen. Ähnliche Fortschritte werden auch bei den weiteren Herausforderungen erzielt: Der Einsatz kritischer Batterierohstoffe wird verringert oder gänzlich vermieden, die Verfügbarkeit von (öffentlicher) Ladeinfrastruktur steigt kontinuierlich und Kosten für Anschaffung und Betrieb nähern sich denen von Verbrennerfahrzeugen an.

Fazit: Elektrizität ist der Kraftstoff der Zukunft, bei dem die Vorteile klar überwiegen. Bestehende Nachteile werden durch die kontinuierliche Weiterentwicklung und Innovationen nach und nach abgebaut werden.

Wasserstoff (chemisches Zeichen H) ist das leichteste und verbreiteste Element im Universum und kommt auf der Erde in der Regel in gebundener Form vor. Wie der Name bereits vermuten lässt, ist hier der Großteil in Wasser (H₂O) gebunden, aber auch in Mineralien und fossilen Rohstoffen ist er enthalten. Wasserstoff ist ein wichtiger Grundstoff der chemischen Industrie und wird sowohl stofflich als auch energetisch genutzt.

Wasserstoff wird als Gas (H₂) hauptsächlich auf zwei Arten gewonnen:

1. Mittels Dampfreformierung aus Erdgas, in dessen Folge jedoch CO₂ erzeugt und ausgestoßen wird. Hierbei handelt es sich um das gängige Verfahren. Das Endprodukt wird auch grauer Wasserstoff genannt.
2. Durch die Elektrolyse von Wasser mittels elektrischem Strom. Dabei wird das Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufgetrennt. Stammt der eingesetzte Strom aus erneuerbaren Quellen ist dieses Verfahren emissionsfrei. Dieser Wasserstoff wird als grün bezeichnet.

Wasserstoff besitzt die höchste gewichtsbezogene Energiedichte aller Stoffe, nimmt dabei jedoch sehr viel Volumen ein. Daher lässt er sich für technische Anwendungen nur unter hohem Druck (bis zu 700 bar) und/oder tiefkaltverflüssigt (um -253 °C) in komprimierter Form speichern. Zur Vereinfachung von Transport und Lagerung kann Wasserstoff auch in Trägerflüssigkeiten (LOHC) oder über verwandte Verbindungen (sogenannte Derivate) gebunden werden. Die bekanntesten Derivate des Wasserstoffs sind Ammoniak (NH₃) und Methanol (CH₃OH). Die Speicherung von Wasserstoff ist somit vergleichsweise schwierig und energieaufwändig.

In einem Fahrzeug kann der gespeicherte Wasserstoff auf zwei Arten in Bewegung umgesetzt werden:

1. durch Verbrennung in einem Verbrennungsmotor
2. durch Umwandlung in Strom über eine Brennstoffzelle, über die wiederum eine Antriebsbatterie gespeist und Elektromotoren betrieben werden.

Beide Varianten gelten als CO₂-neutral, wobei das Brennstoffzellen-Fahrzeug einen wesentlich höheren Wirkungsgrad erzielt. Über die gesamte Kette (Elektrolyse, Speicherung, Transport, Rückverstromung und Antrieb) bleibt der Wirkungsgrad dennoch weit hinter einer Direktelektrifizierung, sprich einem batterieelektrischen Antrieb, zurück. Bestenfalls lassen sich derzeit Gesamtwirkungsgrade von ca. 20 % erzielen.

Aufgrund dieser geringen Effizienz ist und bleibt Wasserstoff sehr teuer und damit für Anwendungen in der breiten Masse unerschwinglich. Dies macht sich auch in den Zulassungsstatistiken bemerkbar. So kamen zwischen Dezember 2024 und November 2025 auf jeden neuzugelassenen Brennstoffzellen-Pkw über 8.000 Batterie-Pkw.

Die verkehrliche Nutzung von Wasserstoff wird sich damit wahrscheinlich langfristig auf Anwendungen im Schwerlast-, Schiffs- und Flugverkehr beschränken.

Fazit: Wasserstoff ist ein wesentlicher Bestandteil einer klimaneutralen Gesellschaft. Insbesondere in zahlreichen industriellen Anwendungen gilt er als alternativlos. Für den breiten Einsatz als Kraftstoff im Verkehrssektor ist er jedoch zu wertvoll, ineffizient und teuer.

Bei Biomassekraftstoffen (auch biogene Kraftstoffe genannt) handelt es sich um flüssige oder gasförmige Kraftstoffe, die aus Biomasse, sprich organischen Verbindungen, erzeugt werden. Die bekanntesten und meistgenutzten Vertreter sind Biodiesel, HVO-Diesel und  Biomethan (Biogas).

Biodiesel wird in Deutschland hauptsächlich aus Rapsöl hergestellt, kann aber auch aus sonstigen Pflanzenölen/Altspeiseölen oder tierischen Fetten erzeugt werden. Ebenfalls auf Basis von Pflanzenölen kann sogenannter HVO-Diesel (Hydrogenated Vegetable Oils) hergestellt werden, wobei hier der Kraftstoff durch die katalytische Reaktion von Pflanzenöl mit Wasserstoff erzeugt wird. Als gasförmiger Biokraftstoff wird Biomethan durch die Abtrennung aus Biogas (Methangehalt von 50  – 75 %) gewonnen, welches wiederum durch die Vergärung von Energiepflanzen, Mist, Gülle oder organischen Abfällen erzeugt wird.

In Bezug auf die Rohstoffbasis zur Herstellung von Biokraftstoffen wird prinzipiell zwischen konventionellen und fortschrittlichen Biokraftstoffen unterschieden.

• Konventionelle Biokraftstoffe werden auf Basis von Nahrungs- oder Futtermittelpflanzen (Anbaubiomasse) hergestellt. 
• Bei fortschrittlichenBiokraftstoffen müssen biogene Rest- und Abfallstoffe wie Gülle, Mist, Klärschlamm oder bspw. kultivierte Algen zur Herstellung verwendet werden. Auf diese Weise können Stoffe energetisch genutzt werden, die in anderen Verwendungen nicht fehlen.

Der Einsatz von Biomassekraftstoffe hat geringere CO₂-Emissionen im Vergleich zu fossilen Kraftstoffen zur Folge und kann damit einen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Potentiell sind sie sogar klimaneutral, da sie den Kohlenstoffkreislaufs abbilden, da die angebauten Pflanzen zuvor CO₂ gebunden haben. Wesentlicher Vorteil ist, dass bestehende Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotor und die vorhandene Tankstelleninfrastruktur ohne größere Umstellungsaufwände weiter genutzt werden können.

Nachteilig ist neben ihrem höheren Preis, dass die Menge nachhaltiger Biomasse für deren Herstellung nur begrenzt zur Verfügung steht. Das Einsatzpotential biogener Kraftsstoffe ist somit begrenzt, weshalb die Biomasse vorrangig stofflich oder im Sinne der Langzeitspeicherung von Energie genutzt werden sollte. Problematisch ist vor allem, dass der Anbau von Pflanzen zur Biokraftstoffproduktion in Flächenkonkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion treten kann. Auch besteht die Gefahr sogenannter “indirekter Landnutzungsänderungen”, die die Umwandlung von kohlenstoffspeichernden Biotopen (wie Wälder und Moore) in Anbauflächen zur Folge haben. Etwaige Klimavorteile würden auf diese Weise verhindert werden. Auch bestehen weitere ökologische Risiken durch Monokulturen und den übermäßigen Einsatz von Dünger und Pestiziden.

Fazit: Biogene Kraftstoffe stellen eine geeignete Übergangstechnologie zur Emissionsreduktion dar, insbesondere da sie relativ problemlos von vorhandenen Fahrzeugen und Infrastrukturen genutzt werden können. Sie sollten jedoch nur in verkehrlichen Anwendungen zum Einsatz kommen, die sich schlecht elektrifizieren lassen (Schwerlastverkehr, Rangierloks, Schiffe). Für eine flächendeckende Anwendung fehlt es Ihnen an entsprechender Verfügbarkeit.

Synthetische Kraftstoffe (e-Fuels) werden im Gegensatz zu Biomassekraftstoffen künstlich aus Wasserstoff, Kohlenstoffdioxid und Elektrizität erzeugt. Die natürliche Einspeicherung von Energie wird auf diese Weise chemisch und ohne Pflanze realisiert. Ergebnis dieser Prozesse kann flüssiger synthetischer Diesel-Kraftstoff (Power-to-Liquid – PtL) oder synthetisches Methan (Power-to-Gas – PtG) sein. Sowohl die Wasserstoffproduktion (mittels Wasserelektrolyse) als auch die Kohlenstoffdioxidgewinnung (mittels Direct-Air-Capture-Verfahren) und jegliche Prozessschritte müssen mittels erneuerbarer elektrischer Energie erfolgen, um eine Klimaschutzwirkung zu erzielen. Da das bei der Verbrennung der synthetischen Kraftstoffe freiwerdende CO₂ bei der Herstellung der Atmosphäre entzogen wurde, ist deren Einsatz bilanziell klimaneutral.

Prinzipiell wird der Einsatz von synthetischen Kraftstoffen in den Bereichen des Verkehrssektors als relevant erachtet, in welchen die direkte Elektrifizierung der Verkehrsmittel nicht möglich ist. So werden im See- und Luftverkehr zukünftig synthetische Kraftstoffe benötigt, um auch in diesen Bereichen des Verkehrssektors eine Klimaschutzwirkung erzielen zu können. Im Nutzfahrzeugbereich werden synthetische Kraftstoffe bei Spezialmaschinen und schweren Nutzfahrzeugen nur als zusätzliche Energieträger angesehen, wenn die direkte Elektrifizierung nicht möglich ist. Dies liegt vor allem an ihrer aufwendigen und energieintensiven Herstellung. Ähnlich der biogenen Kraftstoffe können bestehene Fahrzeuge und Tankinfrastrukturen weiterverwendet werden.

Die größten Nachteile synthetischer Kraftstoffe sind ihr hoher Preis und ihre geringe Verfügbarkeit. Aufgrund eines Gesamtwirkungsgrads  von ca. 15 % des eingesetzten erneuerbaren Stroms werden die Produktionskosten zumindest kurzfristig deutlich über dem Niveau der heutigen Kraftstoffpreise liegen. Auch zeigt sich, dass die weltweit geplanten Produktionskapazitäten nur Bruchteile allein des deutschen Bedarfs abdecken könnten.

Fazit: Im Flugverkehr und der Schifffahrt sind synthetische Kraftstoffe bisher alternativlos und sollten dort zu Anwendung kommen. Für alle übrigen verkehrlichen Anwendungen sind sie zu teuer und zu rar.

Einige fossile Energieträger wie 

• Erdgas (CNG – Compressed Natural Gas)
• verflüssigtes Erdgas (LNG – Liquefied Natural Gas)
• Flüssiggas (LPG – Liquified Petroleum Gas) 

verbrennen effizienter und emissionsärmer als Flüssigkraftstoffe und können so in der Übergangsphase zur Erreichung der Klimaziele beitragen. Auch verursachen Sie weniger Luftschadstoffe und sind günstiger als Benzin und Diesel.

Die Abkehr von fossilen Kraftstoffen macht sich hier bereits bemerkbar. Vor allem Erdgasantriebe nehmen stark in ihrer Verbreitung ab, das Marktangebot für Fahrzeuge sinkt stetig und das Tankstellennetz dünnt sich aus. Der Einsatz von Flüssiggas geht ebenfalls zurück, aber die Entwicklungen sind weniger drastisch als bei Erdgas.

Fazit: Nicht erneuerbare Kraftstoffe sind bestenfalls als kurzfristige Übergangslösungen und nicht als dauerhafte Alternativen zu verstehen. Angesichts des Ziels 2045 in Deutschland klimaneutral zu sein, ist dieser Pfad keine wirkliche Alternative.