Tank- und Ladeinfrastruktur kann öffentlich oder auf Betriebshöfen aufgebaut werden. Es sind parallele Infrastrukturen für verschiedene Energieträger nötig.
Die Ausrichtung der Infrastruktur für alternative Antriebe hängt grundsätzlich von den Anforderungen der Antriebsarten und der Anwendungen ab. Grob kann man in Ladeinfrastruktur und Betankungsinfrastruktur (Wasserstoff und Erdgas (CNG Compressed Natural Gas = Druckerdgas / LNG Liquified Natural Gas = verflüssigtes Erdgas)) unterteilen. Neben Lade- und Betankungsinfrastruktur für Busse und schwere LKW spielt das Thema Landstrom bei der Schifffahrt noch eine wichtige Rolle.
Bei den Ladekonzepten der batterieelektrischen LKW und Busse lassen sich je nach Einsatzzweck und Fahrprofil das Plug-In-Laden und die Ladung per Oberleitung unterscheiden.
E-LKW und Busse können entweder über Nacht mit Wechselspannungs-Ladung (bis zu 22 Kilowatt) oder per Gleichspannungs-Ladung (meist 50 Kilowatt) im Tagesverlauf auf dem Betriebsgelände geladen werden (Konduktives statisches Laden, per Stecker oder Pantograph). Ein anderer Ansatz für Langstreckenprofile ist das Ladekonzept mittels Oberleitungen und einem fahrzeugseitigen Pantographen.
Für weitere Strecken und bei einem Fahrprofil, bei dem der LKW nicht abends zum Depot zurückkehrt, wird ein öffentliches Ladeinfrastrukturnetz entlang der Fernstraßen notwendig. Hierzu wurde das durch das BMDV finanzierte Projekt HOLA (Hochleistungsladen für LKW an der Bundesautobahn A2) im August 2021 gestartet. In dem Projekt soll die MCS-Technologie implementiert werden. MCS steht für Megawatt Charging System. Der seit 2018 in der Entwicklung befindliche Ladestecker wird für das Laden mit bis zu 4,5 Megawatt (3.000 Ampere bei 1.250 Volt) Gleichstrom (DC) ausgelegt. Bei Schnellladung spricht man von Ladeleistungen über 22 kW bis hin zu aktuell 350 kW. Für Pkws, die die entsprechende Ladetechnik an Board haben, können 100 Kilometer Reichweite in nur wenigen Minuten nachgeladen werden. Damit ließen sich zwar auch Batterien von Nutzfahrzeugen befüllen, aber die Ladezeiten wären zu lang. Bei einer durchschnittlichen Ladeleistung von 300 kW kann in etwa einer Stunde 50% des Energiegehalts der Batterie wieder aufgeladen werden. Beim Megawattladen verkürzt sich die Zeit circa um den Faktor 3. Auch im ÖPNV werden Schnelllader an Endhaltestellen eingesetzt, dies geschieht häufig über einen Pantographen, um Busse mit kleinen Batterien wiederholt im Laufe des Tages nachladen zu können (Gelegenheits-Laden).
Das öffentliche Wasserstofftankstellennetz ist in den letzten Jahren in Deutschland stetig gewachsen. Die knapp 100 Tankstellen sind jedoch für die Betankung von PKW ausgelegt worden (700 bar Speicherdruck). Bei den Nutzfahrzeugen und Bussen sind aktuell jedoch 350 bar der Standard. Für die Betankung von LKW sind aktuell deutschlandweit zehn Tankstellen in Betrieb, davon die Hälfte in Nordrhein-Westfalen. Für Langstrecken-LKW wird auch die Betankung mit Flüssigwasserstoff diskutiert. Bei diesen Tankstellen würden Verdichter und Kühler entfallen. Solche Tankstellen gibt es bislang in Deutschland noch nicht.
Der Tankstellenausbau von LNG (flüssiges Erdgas) schreitet seit 2018 zügig voran (bereits über 100 Tankstellen in Deutschland). Im Gegensatz zu CNG (komprimiertes Erdgas) ist flüssiges LNG nicht an das Pipeline-Netz gebunden, sondern kann per LKW und Schiff verteilt werden. In Deutschland sind knapp 800 CNG-Stationen in Betrieb. Davon sind über 80 Prozent der CNG-Stationen auf 100 Prozent BioCNG/Biomethan umgestellt.
