人工光合作用旨在以工业规模复制自然界最基本的过程——将阳光、水和二氧化碳转化为生命的基本构件。
它提供了一种变革性的解决方案：直接利用阳光、水和二氧化碳生产燃料和材料。
日本将这一努力定位为一项大胆的“类阿波罗”使命——一项具有决定性意义的全球性行动，将加快气候行动、增强竞争力，并助力人类确保可持续的未来。
人工光合作用代表了人类最雄心勃勃的科学前沿之一——一项旨在复制地球上维持生命数十亿年的过程的努力。该技术仅利用阳光、水和二氧化碳，力求以可能重塑我们能源体系的方式生产燃料和材料。
日本一直在推进广泛的气候技术布局，从薄膜光伏到节能半导体，以应对气候危机并保持全球竞争力。在这些努力中，人工光合作用尤其值得关注，因为它能够生产清洁燃料，并有望主动从大气中去除碳，是世界上少数真正具有负排放潜力的路径之一。
我亲自将这一倡议命名为“日本阿波罗计划”。这是一项宏大的事业，旨在应对日本面临的挑战，但它也将惠及全世界所面临的问题。日本阿波罗计划旨在以人工方式复制光合作用过程，利用太阳能将世界上丰富的二氧化碳和水转化为有机化合物。
这一名称蕴含双重寓意：它既让人联想到希腊太阳神阿波罗，也令人回想起美国阿波罗太空计划——那是人类追求看似不可能之事的决心的象征。人工光合作用体现了同样的精神：它借助太阳的力量，改变人类的发展轨迹。
人工光合作用：应对全球性问题的一种解决方案
当今世界面临的最大挑战是气候变化。政府间气候变化专门委员会经过30年的努力，并汇集全球科学家的智慧，已毋庸置疑地证实全球变暖确实存在。因此，应对气候变化是全人类的责任。
近年来，其破坏性影响已显而易见——暴雨、飓风、野火，以及在日本出现的创纪录的“中暑预警”次数。去年，全球平均气温比工业化前水平上升了1.5°C。当务之急是立即采取措施，减缓并适应气候变化。
能源是经济活动的基础，但其使用推动了大气二氧化碳浓度从工业革命前的280ppm升至430ppm。在地球45亿年的历史中，二氧化碳浓度曾高达96%。通过光合作用，生命逐步使大气成分达到了目前的平衡状态。然而，如果将地球历史压缩为一年，人类在短短250年间加速使用化石燃料——相当于1.75秒——已打破了这一平衡。
地球接收到的太阳能极为庞大——仅一小时的太阳能就足以满足全人类一年的能源需求。植物仅通过光合作用利用其中的一小部分，这一过程经过数十亿年的演化，维系着生命。以人工方式复制这一过程虽然困难，但并非不可能。
随着能源需求激增，并在人工智能和数据中心兴起的推动下进一步加速，仅靠可再生能源将不足以为地球供电。人工光合作用提供了一种变革性的解决方案：直接利用阳光、水和二氧化碳生产燃料和材料。
早期社会应用路线图
作为环境大臣，我召集了人工光合作用早期社会应用研究小组，共同规划前进方向。2025年9月2日，我们发布了一份路线图，阐明了技术、经济和社会层面的挑战，并提出了2030年、2035年和2040年的里程碑。
愿景已经清晰。我们需要：
到2030年，人工光合作用实现部分社会应用。
到2040年，实现基础材料和高价值物质的规模化生产。
路线图指出，电催化和光催化方面的进展至关重要。路线图还呼吁为示范设施提供资金支持，并搭建产学研政合作平台。
人工光合作用已经在开展相关工作。它仅利用阳光、水和二氧化碳即可生产香料等有价值的化合物，但成本使其无法以工业规模实现。真正的突破将在乙醇的生产价格等于或低于化石燃料时到来。实现这一目标将开辟新的能源来源，并主动从大气中去除二氧化碳，成为应对气候变化的一项切实的减缓措施。
推动生产力与竞争力提升
人们寄望，除气候解决方案外，人工光合作用还将振兴日本经济。2000年，日本的人均GDP在全球排名第二。然而到2024年，我们已跌至第38位。随着人口老龄化和萎缩，提高生产力对维持社会福利和经济安全至关重要。
创新是推动潜在增长的关键动力。如果人工光合作用生产的乙醇成本低于生物乙醇或汽油，全球需求将极为庞大。由于二氧化碳、水和阳光在全球范围内普遍可得，生产设施不必局限于日本。这使人工光合作用成为全球增长引擎，并有望在各大洲催生全新产业，从非洲到亚洲，同时缓解因依赖化石燃料而产生的地缘政治紧张局势。
正如美国阿波罗太空计划曾在各行业催生意想不到的创新一样，日本阿波罗计划也将在能源之外引发突破，催生全新的技术与产业，并最终提升日本的生产力和竞争力。其更广泛的意义在于推动全球向可持续繁荣转型，使气候稳定与经济活力相互促进。
国家承诺的战略呼吁
日本在人工光合作用方面的技术能力，与阿波罗太空计划启动时美国的太空技术处于同一水平——处于全球领先地位，但距离全面实现仍有很大差距。若能持续投入并进行正确的投资，商业化时间表有望从2040年提前至2035年。
这需要国家层面的承诺，所需投入可能达到约1万亿日元（67.8亿美元） 每年，相当于美国在阿波罗任务中的投入（按今日价值换算）。此类投资将使日本借助人工光合作用成为全球能源生产国，并有助于弥合政府间气候变化专门委员会指出的排放缺口，为世界提供一项可规模化的负排放技术，这对实现《巴黎协定》的温度目标至关重要。
日本阿波罗计划是一项大胆且必要的国家使命——它能够提升日本的增长潜力，重新确立其在全球领导地位，最重要的是，加速世界向气候安全、经济富有韧性的未来转型。
