Zur Versorgung des Personen- und Güterverkehrs mit neuartigen Antriebsenergien bedarf es geeigneter Infrastrukturen. Für die Versorgung des Verkehrs mit regenerativem Strom müssen insbesondere das Verteilnetz ausgebaut sowie Ladepunkte und Oberleitungen geschaffen werden. Ebenso erfordern Wasserstoff und flüssiges Erdgas (Liquified Natural Gas LNG) eine neue Verteil- und Tankinfrastruktur. Flüssige synthetische Kraftstoffe und Biokraftstoffe werden dagegen oftmals als sogenannte Drop-in-Kraftstoffe hergestellt. Diese ähneln fossilen Kraftstoffen in ihren Eigenschaften so sehr, dass an konventionellen Verbrennungsmotoren keine oder nur geringfüge Anpassungen notwendig sind, um die Drop-in-Kraftstoffe einzusetzen. Die Verteil- und Tankinfrastruktur von Benzin, Diesel oder Kerosin kann direkt von den Drop-in-Kraftstoffen genutzt werden. Konventionelles, biogenes oder synthetisches Erdgas (Compressed Natural Gas CNG) kann bei der Verteilinfrastruktur auf das vorhandene deutschlandweite Erdgasnetz zurückgreifen. Zur Nutzung in Fahrzeugen sind allerdings spezielle CNG-Tankstellen und CNG-Fahrzeuge notwendig [BMVI18r]. Die weitergehenden Ausführungen befassen sich ausschließlich mit dem Ausbaubedarf, Ausbaustand und der Standardisierung von regenerativem Strom und Wasserstoff zur Nutzung im Verkehrssektor, da diese die einzigen beiden als klimaneutral geltenden Antriebsenergien sind, die eine gesonderte Infrastruktur benötigen.

Die Bundesregierung beabsichtigt, ein bedarfsgerechtes, flächendeckendes und nutzerfreundliches Netz an Ladeinfrastruktur bereitzustellen. Der Ausbau der Ladeinfrastruktur soll parallel zum Markhochlauf der batterieelektrischen Fahrzeuge verlaufen. Bis 2030 sollen 15 Millionen batterieelektrische Fahrzeuge (ohne Hybridfahrzeuge) und eine Million öffentlich zugängliche Ladepunkte Teil des Verkehrssystems werden [SGF21]. Neben der Anzahl der Elektrofahrzeuge spielen die Mischung aus Normal-, Schnell- und High-Power-Charger-Ladepunkten (HPC) sowie der Anteil der Ladepunkte im privaten Raum eine Rolle für die Abschätzung des Infrastrukturbedarfs auf öffentlichen Flächen. Daher wird der Fokus der Bunderegierung auf das Versorgungsverhältnis von 15 Elektrofahrzeugen zu einem öffentlichen Ladepunkt von Experten in Frage gestellt. Vielmehr solle die Anzahl der Ladesäulen im öffentlichen Raum durch eine höhere Leistungsfähigkeit (Schnell- oder HPC-Ladepunkte) und die Förderung der privaten Ladeinfrastruktur reduziert werden. Eine möglichst große Anzahl an Ladepunkten im privaten Raum wäre auch aus netzdienlichen Gründen vorteilhaft, da die Fahrzeuge zu Hause oder bei der Arbeit über einen längeren Zeitraum angeschlossen wären und über eine intelligente Steuerung des Ladevorgangs und bidirektionales Laden zur Stabilisierung des Stromnetzes beigetragen würden. So würde sich auch der Ausbaubedarf des Verteilnetzes verringern. Das Verteilnetz bestehend aus Hochspannungs-, Mittelspannungs- und Niederspannungsnetz müsse ausgebaut und ertüchtigt werden, um zukünftig dem Bedarf einer großen Anzahl gleichzeitig nachfragender oder anbietender Stromverbraucher oder -erzeuger gerecht zu werden [AgVe20a]. Zum 1. Oktober 2022 meldet die Bundesnetzagentur 59.228 Normalladepunkte und 11.523 Schnellladepunkte im öffentlichen Raum [BNetzA]. Die Anzahl der privaten Ladepunkte wird zwar nicht erfasst, jedoch lässt die Zahl der Anträge im Zuge des Förderprogramms für private Ladepunkte der Bundesregierung darauf schließen: Bis einschließlich Mai 2021 wurden rund 470.000 Förderanträge gestellt [Köst21]. Das Programm lief im Oktober 2021 aus [ADAC22f]. Normungs- und Standardisierungsaktivitäten im Bereich der Ladeinfrastruktur zielen darauf ab, eine durchgängige Interoperabilität der beteiligten Systeme zu gewährleisten und den Ladevorgang möglichst komfortabel und sicher zu gestalten [BDEW20a]. Die Aktivitäten adressieren beispielsweise die an Anforderungen Steckertypen, Bezahlsysteme und Datenschnittstellen. Solche und viele andere Mindestanforderungen sind in der Ladesäulenverordnung (LSV) geregelt [BNetzA].

Parallel zum Aufbau von Infrastruktur zur Elektrifizierung des Verkehrs plant die Bundesregierung den Aufbau eines flächendeckenden und bedarfsgerechten Netzes von Wasserstofftankstellen. Mit 95 in Betrieb befindlichen Tankstellen im Jahr 2022 wurde eine Basisabdeckung erreicht [H2MO23]. Sie stellen eine Grundversorgung in deutschen Metropolen, entlang der Verkehrsachsen zwischen diesen Metropolen und im deutschen Teil des transeuropäischen Verkehrsnetzes (TEN-V) sicher [BMVI16aa]. Der weitere Ausbau wird sich in den kommenden Jahren verstärkt auf die Nachfrage von Nutzfahrzeugen konzentrieren [H2MO23]. Abhängig vom Marktanteil der Brennstoffzellenfahrzeuge könnten im Jahr 2025 bis zu 400 Tankstellen verfügbar sein [BMVI16aa]. Der zunehmende Einsatz von Wasserstoff zur Substitution von Erdgas und Erdöl im Verkehr, der Industrie und dem Wärmesektor setzt ebenfalls die Verfügbarkeit einer entsprechenden Verteil- und Transportinfrastruktur voraus. Die Belieferung von Wasserstofftankstellen erfolgt momentan über Sattelzüge. Diese können Wasserstoff in flüssiger und gasförmiger Form liefern. Sollten größere Mengen von Wasserstoff an Tankstellen für den Straßen-, Schienen-, Flug- oder Schiffsverkehr nachgefragt werden, müssten Wasserstoffleitungen in Betracht gezogen werden [DIHK20]. Die Nationale Wasserstoffstrategie hält hierzu fest, dass in Zukunft ein neues Wasserstoffnetz geschaffen sowie ein Teil des bestehenden Erdgasnetzes umgenutzt werden soll [BMWi20b]. Für den Import von Wasserstoff aus fernen sonnen- und windreichen Ländern steht vor allem der Transport per Schiff zur Debatte. Dazu kann Wasserstoff entweder verflüssigt oder an gasförmige (zum Beispiel Ammoniak) oder an flüssige Trägermedien (zum Beispiel Methanol) gebunden werden [DIHK20]. Zurzeit (2022) gibt es allerdings noch großen Forschungs- und Entwicklungsbedarf im Bereich der Verteil- und Transportinfrastrukturen für Wasserstoff auf kurzen wie langen Strecken. Ebenso fehlen passende Standards, Sicherheitsvorschriften und internationale Regelungen zum Transport. Das Projekt TransHyDE setzt hier seit 2021 an und entwickelt mehrere Transport-Technologien und die dazugehörigen Standards, Normen und Zertifizierungen für den Markteinstieg [BMBFa].