Mitunter findet man widersprüchliche Angaben zu der Frage, ob die Energiedichte von Wasserstoff größer oder kleiner ist als die von Kohlenwasserstoffen. Beides ist richtig. Die freiwerdende Verbrennungsenergie (abgegebene Reaktionswärme ∆H) von Wasserstoff, bezogen auf ein Mol (eine bestimmte Zahl von Molekülen) dieses Mediums, ist niedriger als die von Kohlenstoff (s. Formel). Weil die Molekülzahl direkt mit dem Volumen korreliert, ist die volumetrische Energiedichte von Wasserstoff gering.

Bei einer gravimetrischen (massenbezogenen) Betrachtung sieht dies jedoch genau andersherum aus. Bei der Verbrennung von einem Gramm reinen Wasserstoffs wird viermal so viel Energie freigesetzt wie bei der Verbrennung eines Gramms Kohlenstoff:

H-Oxidation:

H₂  +  ½ O₂  →  H₂O      ∆H = -67 Wh/mol = -39,2 Wh/g

C-Oxidation:

C  +  O₂  →  CO₂           ∆H = -109 Wh/mol = -9,2 Wh/g

Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal der verschiedenen Kraftstoffe ist ihr thermisches Verhalten: Einige Substanzen sind unter Umgebungsbedingungen flüssig, andere gasförmig. Ihre unterschiedlichen Aggregatzustände sowie Siedepunkte lassen sich ebenfalls auf ihre Zusammensetzung zurückführen:

 Je größer der C-Anteil, desto höher liegt die Siedetemperatur.

Benzin und Diesel liegen wegen ihres komplexen Kohlenwasserstoffgeflechtes flüssig vor und sind damit sehr kompakte Speicherungsvarianten. Die wichtigsten alternativen Kraftstoffe (CNG = Compressed Natural Gas, komprimiertes Erdgas; LPG = Liquid Petroleum Gas, Autogas) sind bei Normaltemperatur Gase und müssen, um eine einigermaßen hohe Energiedichte zu erlangen, in Druckbehältern aufbewahrt werden.

 Abb. 12: Volumetrische Energiedichten verschiedener Kraftstoffe, die für Schiffe in Frage kommen. Geringere volumetrische Energiedichten sind kein Ausschlusskriterium, erfordern aber Anpassungen, entweder in Form häufigerer Betankung oder größerer Tankvolumina inklusive entsprechender Anpassung des Schiffsdesigns.

Datei: 12_Vorläufig SHIP
Quelle: NOW / Ship Fuel

Im Vergleich muss allerdings auch berücksichtigt werden, dass Brennstoffzellen einen höheren Wirkungsgrad aufweisen als Verbrennungsmotoren. Für dieselbe zurückzulegende Strecke benötigt man also weniger Energie.

Während die Energiedichte von Flüssigkraftstoffen physikalisch konstant ist, ist beim Wasserstoff noch ein gewisser Spielraum vorhanden, zum Beispiel indem der Anteil des Wasserstoffs in flüssigen Trägermedien erhöht wird. Ständig in Bewegung ist dagegen die Batterietechnologie. In den vergangenen Jahren hat sich die volumetrische Energiedichte von Lithium-Ionen-Zellen in Elektroautos auf rund 400 Wh/l etwa verdoppelt. Bis 2030 könnte es zu einer weiteren Verdopplung kommen. Das ist allerdings immer noch eine deutlich geringere Energiedichte als bei Wasserstoff bei 700 bar, der auf etwa 2 kWh/l kommt.