能量密度衡量的是單位空間或質量中儲存的能量。它通常以兆焦耳/公斤或瓦時/公升表示。高能量密度意味著在更小、更輕的體積內儲存更多能量。這對於汽車、飛機和手機等設備至關重要。

不同燃料的能量密度差異很大。汽油每公斤約含44兆焦耳能量，煤炭每公斤約含24至35兆焦耳能量，木材每公斤約含16兆焦耳能量，而鋰離子電池每公斤僅含約0.3至0.7兆焦耳能量。正是這種能量密度的巨大差異，解釋了為什麼電動車需要體積龐大、重量沉重的電池組才能達到與汽油車相同的續航里程。

科學家正努力提高電池的能量密度。固態電池的設計可望達到目前鋰離子電池能量密度的兩到三倍。鋰硫電池和鋰空氣電池則仍處於研發初期。即便取得了這些進展，液態燃料在未來幾年內仍可能在航空和航運領域佔據主導地位。物理定律難以改變。電池技術的改進是循序漸進的，而燃料技術已經領先了一個世紀。

典型值

• 汽油：約 44 兆焦/公斤
• 柴油：約 45 兆焦/公斤
• 煤炭：24至35兆焦/公斤
• 木材：約 16 兆焦/公斤
• 鋰離子電池：0.3 至 0.7 兆焦/公斤