Warum hat Fett die höchste Energiedichte und die meisten kcal?

In Kohlenhydraten hat Kohlenstoff die durchschnittliche Oxidationszahl 0. Etwa so, als hättest du Kohle und Wasser gemischt. Daher kommt auch der Name. Bei der Verbrennung wird er zur Oxidationszahl +4 im Kohlendioxid oxidiert, also um 4 "Stufen".
In Fetten hat Kohlenstoff ein durchschnittliche Oxidationszahl von -2 bis -1, wird also um 5 - 6 "Stufen" oxidiert. Das erklärt, dass pro Kohlenstoffatom mehr Energie frei wird.
Dazu kommt, dass die vielen Sauerstoffatome in Kohlenhydraten auch eine Masse haben, Ballastwasser sozusagen, sodass pro Masse der Unterschied zwischen Kohlenhydraten noch sehr viel höher ist.
Die Wasserstoffatome werden übrigens nicht oxidiert. Die haben immer die Oxidationszahl +1, werden nur vom Kohlenstoff an den Sauerstoff "übergeben", oder waren schon vorher an Sauerstoff gebunden.