Betrachtet man den Wirkungsgrad in der gesamten Energiekette von der Gewinnung über die Erzeugung bis zum Verbrauch, so ergeben sich für einen elektrischen Antrieb etwa 30 Prozent Energieeffizienz, während die Werte bei einem Diesel-Pkw bei etwa 20 Prozent liegen. Bei der Erzeugung von Strom zur Nutzung in elektrischen Bahnen in modernen Gas- und Dampfkraftwerken wird sogar eine Energieausbeute von etwa 50 Prozent erreicht. Bei der direkten Speicherung Erneuerbarer Energien in Batterien sind nahezu 75 Prozent realistisch.
Energie-Rückgewinnung
Energie-Rückgewinnung ist bei elektrisch betriebenen Schienenfahrzeugen schon lange Stand der Technik. Moderne Schienenfahrzeuge speisen die durch den Bremsvorgang gewonnene Energie in das Netz zurück. So kann diese Energie von einem anfahrenden Fahrzeug direkt aufgenommen werden. Ist gerade kein Fahrzeug in der Nähe, können an der Strecke oder auf dem Fahrzeug installierte Energiespeicher die Energie zwischenspeichern. So lassen sich beispielsweise bei der Hamburger Hochbahn AG schon heute bis zu 25 Prozent der Energie zurückgewinnen. Eine andere Möglichkeit der Energiespeicherung bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen bieten Speicher auf dem Fahrzeug. Diese ermöglichen zusätzlich eine streckenweise Fahrt ohne Oberleitung.
Energiesparende Fahrweise
Durch energiesparende Fahrweise lässt sich der Energieverbrauch um bis zu fünf Prozent reduzieren. Mittlerweile gehört die energieoptimierte Fahrweise zur Aus- und Fortbildung von Fahrpersonal. Unterstützt werden die Fahrer von Energieverbrauchsanzeigen oder infrastrukturellen Maßnahmen, die eine energieoptimierte Fahrweise vorschlagen. Dies geschieht bei der Münchner U-Bahn schon seit zirka 20 Jahren mittels einer halbautomatischen Fahrweise, die für eine energieoptimierte Fahrweise sorgt. Bei den Berliner Verkehrsbetrieben zeigen Schilder im U-Bahn-Tunnel an, ab welchem Punkt das energieeffiziente Einrollen in den nächsten Bahnhof möglich ist. In einigen Unternehmen profitiert das Fahrpersonal bei Energiesparwettbewerben regelmäßig von eigenen Einsparleistungen aufgrund ihrer energiesparenden Fahrweise.
Die Effizienzsteigerung der Verkehrsträger wird angesichts des erwarteten Verkehrswachstums, zum Beispiel im Güterverkehr, nicht ausreichen, um die CO₂-Emissionen im Verkehr zu senken. Zusätzlich muss durch die Verlagerung des Verkehrs auf die klimafreundiche Schiene sichergestellt werden, dass auch der Verkehr seinen Beitrag zum Klimaschutz leistet.