Pelo que estou vendo neste artigo: link , é necessário sim usar combustível para viajar no tempo. Como o artigo afirma
the Mr. Fusion Home Energy Reactor converted household waste to power the time machine's flux capacitor and time circuits using nuclear fusion. (It is thought that this is cold fusion.) Mr. Fusion allowed the DeLorean time machine to generate the required 1.21 gigawatts to travel through the space-time continuum. The energy produced by Mr. Fusion replaced plutonium as the primary power source of the DeLorean's time travel and flight capabilities.
Mas se você se lembra do primeiro filme, o capacitor de fluxo foi alimentado por plutônio, não o combustível de petróleo do DeLorean. Mas, tecnicamente, o tanque de gasolina do carro também seria necessário para a viagem no tempo em que precisaria dar ao De Lorean um momento suficiente para atingir 88 mph e, assim, viajar no tempo.
É por isso que no terceiro filme, Doc vem com um método alternativo de acelerar o veículo rápido o suficiente para atingir essa velocidade. Motores de combustão interna movidos a combustível de petróleo ainda estavam a algumas décadas de distância no Velho Oeste.