來源：Takashi(aes256)@flickr, CC BY-SA 2.0
幾十年來，可再生能源的開發大致都集中在「發電」，但全世界超過60%的能量由化學燃料（主要是化石）直接供應。對抗全球暖化，減少碳排放是其中一個重要關鍵，但都受制於發電來源是「化學燃料」，要減碳始終難上加難。
事實上，在美國和其他工業化國家，許多依賴化石燃料的設備，如航空運輸，無法靠「供電」，而是必須用石油讓飛機飛行。此外，就算是要產生電能，也需要化石燃料，這既是為了滿足需求，也是為了克服風力和太陽能等可再生能源系統的間斷問題。
世界上真的存在大規模的低碳替代方案嗎？有一個大有希望的方向是「人造光合作用」。
該技術是用非生物材料直接從陽光中生產燃料。太陽是幾乎永不耗竭的能量源，而儲藏在化石燃料中的能量易得、有效、方便。人造光合作用以一種可靠的技術結合了上述優點，能夠帶來能源安全、環境可持續性以及經濟穩定。
自然的光合作用，雖然是一幅將太陽轉換成能源的美麗圖畫，但還是存在重大侷限。太陽能年淨能量轉換效率還不到1%，而且與現有的能源體系也不相容。
儘管如此，受大自然啟發而生的「人造光合作用」仍展現出龐大的潛力，並有望生產能相容於目前能源基礎設施的能量形式。此外，完全人工的系統不需要佔用適耕土地和飲用水，也不必被迫選擇是要將土地用於糧食還是燃料生產。
現有能源技術已經可以結合起來，用在從陽光中生產化學燃料，但同時實現「實用、規模化、經濟可行」仍無法做到。類似地，陽光／燃料能源轉換系統的開發成本太高。因此，研究者的當務之急，是開發結合低成本和高效率的太陽能燃料生產手段。
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