美国的科学家正在利用太阳能试验碳循环利用技术。
这项研究前景可观，有望推动持续努力，进一步开发太阳能制燃料系统，使其能够高效地将二氧化碳选择性地转化为乙醇。
去年8月，特朗普政府提议放宽车辆排放法规，引发气候倡导者担忧。此举紧随其退出《巴黎协定》之后。该协定于2015年签署，设定了应对气候变化和全球降低碳排放的具体目标。该协定的核心目标是通过各签约国（共127个）提出的国家自主贡献，将全球气温升幅限制在2摄氏度以内。放宽车辆排放法规的提议很可能对全球降低碳和温室气体浓度的努力构成重大挫折，尤其是因为交通运输占美国排放量的28%。然而，气候变化政策缺乏政治可接受性，并不仅限于特朗普政府的议程，还源于降低碳排放的高昂成本、碳税的不受欢迎，以及对气候变化的持续怀疑。
迈向循环碳经济
《巴黎协定》为实现碳减排目标而采用的工具之一是碳定价，即根据企业排放量向其征税。世界银行关于2018年碳定价的报告显示，排放交易体系和碳税的总价值为820亿美元，高于2017年的520亿美元。公众对这些机制的看法不一，并且围绕其对国内生产总值（GDP）的影响，尤其是在发展中国家，存在争议。
除税收外，降低碳排放的成本也很高。一些大量排放二氧化碳的行业，例如水泥和交通运输，难以采用可持续的替代方案。碳捕获、利用与封存（CCUS）技术提供了一种颇具吸引力的方法，可在二氧化碳排入大气之前将其捕获，从而降低这些排放源的排放量。
已经出现了多种旨在捕获碳排放的碳循环利用技术，其中许多应用于发电厂排烟处。该技术也可用于捕获车辆和飞机的排放（不过，这更具挑战性，且仍未得到充分探索）。
碳被捕获后，通常会被封存于地下，但新的做法旨在将其用于生产多种产品，例如化肥、塑料，以及近来的“清洁”燃料。这可以被视为一种循环碳经济，即目前需要纳税的碳排放可以转而被捕获并转化为有价值的商品。
例如，乙醇可替代石化工业生产的燃料，目前是通过发酵玉米或食品废弃物等生物原料来生产的。以车辆或发电厂排放的二氧化碳生产乙醇，有望实现碳负排放过程，将碳排放有效转化为一种有价值的商品：燃料。
碳循环利用：太阳之下的新事物
将二氧化碳高效转化为乙醇绝非易事，众多研究团队正在推进这一构想。二氧化碳分子具有高度稳定性，化学性质不活泼，其转化需要大量能量。为满足这些能量需求，研究团队已开始探索利用阳光作为驱动该转化过程的能源，从而使该过程保持碳负排放。
一种方法是在劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利实验室，位于加利福尼亚州）开发的太阳能制燃料系统中使用太阳能光伏技术。这种碳循环利用方法将光伏系统与电化学系统相结合，实现将二氧化碳还原为乙醇、丙醇和氢气等燃料。此前采用该技术的方法因还原二氧化碳所需的过电位较大而效率低下。然而，伯克利实验室的研究人员通过优化系统各组件并采用新设计的材料以减少电压损失，克服了这一问题。不过，选择性生成单一还原产物仍是一项挑战。这项研究前景可观，有望推动持续努力，进一步开发太阳能制燃料系统，使其能够高效地将二氧化碳选择性地转化为乙醇。
2017年3月，彭博新能源财经估计太阳能价格约为每千瓦时0.07美元（根据上图）。在此价格下，即使转化率达到100%，也无法与传统乙醇和甲烷价格竞争。然而，随着太阳能价格进一步下降，碳循环利用技术将具备经济可行性。根据上图，当太阳能价格为每千瓦时0.03美元时，要使生成乙醇的转化效率与当前市场价格具有竞争力，转化效率仅需达到60%。若太阳能价格进一步降至每千瓦时0.01美元，则转化过程仅需达到20%的效率，即可与传统乙醇生产竞争。（太阳能制甲烷的可行性尚有距离）。
尽管这项碳循环利用技术仍处于起步阶段，但在降低碳捕获与利用成本、提高其效率方面已取得长足进展。这一事实可能会提高碳减排政策的政治可接受性和公众接受度，因为从CCUS生产燃料及其他商品可带来经济激励。因此，建立循环碳经济有望在促进全球经济增长的同时，实现《巴黎协定》设定的目标。此外，制定为持续开展碳捕获与利用方法研发提供激励的气候政策，相比基于罚款和税收的现行政策，可能会加快实现可持续发展目标。后者可能因减少可用资金而从根本上限制研发工作。
