CO2-neutrale Moleküle sind flüssige oder gasförmige Energieträger und Rohstoffe, die nicht wie bisher aus fossilen Quellen wie Erdgas oder Erdöl stammen, sondern die CO2-neutral auf Basis von Strom aus erneuerbaren Quellen, Biomasse, CO2 -Abscheidung/-Nutzung sowie chemischem Recycling hergestellt werden können. Dabei handelt es sich nicht nur um Wasserstoff, sondern insbesondere auch um chemische Verbindungen von Wasserstoff (H2) mit Kohlenstoff (C), sogenannte Kohlenwasserstoffe wie Methanol, synthetisches Rohöl sowie daraus gewonnene E-Fuels und ebenso biobasierte Kraft- und Einsatzstoffe. Ebenso gemeint ist die Verbindung von Wasserstoff mit Stickstoff zu Ammoniak. Damit bei ihrer Produktion und Verwendung bis zur Entsorgung kein zusätzliches CO2 in die Atmosphäre emittiert wird, sind jedoch nachhaltige Kohlenstoffquellen in geschlossenen Kohlenstoffkreisläufen notwendig. Bei der Nutzung von Biomasse ermöglichen dies Pflanzen, die zuvor das CO2 aus der Atmosphäre genommen haben. Das Recyceln von Kunststoffen ist eine weitere Option. Ebenso werden technologische Lösungen zur Abscheidung und Nutzung von CO2 aus der Atmosphäre oder Abgasen (Carbon Capture and Utilization (CCU)) notwendig sein, aber auch die CO2-Speicherung (Carbon Capture and Storage (CCS)), um zusätzliche Emissionen in die Atmosphäre zu vermeiden. Das gilt auch für die Herstellung von „blauem“ oder „türkisen“ Wasserstoff aus Erdgas, um den Markthochlauf der Wasserstoffwirtschaft ökonomisch und mengenmäßig zu unterstützen.
