為了達到人工光合作用實用化的目標，日本環境省公佈一項技術路線圖(Roadmap)，並將相關基本技術分為兩大類，其一為利用氫氣與二氧化碳(CO₂)製造基礎原料的「電解類」，其二是利用光觸媒將水分解為氫氣的「光觸媒類」。環境省也設定電解類於2030年、光觸媒系於2035年實現社會應用的目標，並在2040年將兩種技術結合，屆時不僅能製造乙烯等基礎原料，亦將能合成化學品或材料等高附加價值產品。
人工光合作用是環境省重點推動的施策，在2026年度概算要求中，環境省也提出包含相關技術在內的29億日圓預算需求。民間方面，由新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)主導的「人工光合作用化學製程技術研究組合(ARPChem)」也已有多家化學企業參與，今後在補助金支持下，將可望加速相關研究開發。
環境省將利用太陽能，並以水與CO₂為原料轉換為氫氣、乙烯等物質的技術定義為光觸媒。人工光合作用的研究歷史起源於「光觸媒類」，即利用太陽能將水分解為氫氣，因此在狹義上，「人工光合作用」常專指光觸媒類。相對地，「電解類」則是利用氫氣與CO₂進行反應，但電解類所需的氫氣並不限於光觸媒生成，也可以由水電解等其他方法獲得。因此，電解類雖屬於廣義人工光合作用的一部分，但不一定仰賴光觸媒。
以此次發表的路線圖中，最先邁向實用化的將是電解類。電解類可分為兩種：僅對CO₂進行電解的「CO₂電解」以及同時電解CO₂與水的「共電解」。規劃中，2030年率先推動CO₂電解的社會應用；2035年時計畫以CO₂電解產生的一氧化碳(CO)與水電解獲得的氫氣合成高附加價值產品；到2040年則以共電解技術直接製造高附加價值產品。
光觸媒類則略晚實現。其範疇包括「光觸媒」與「光電極」，兩者皆利用太陽能。今後目標是在2035年實現光觸媒與光電極製氫，並於2040年將其產生的氫氣與CO等反應，製造最終產品。光觸媒類的最大挑戰在於太陽能轉換效率偏低，目前光觸媒僅約1%，光電極約10%。環境省的目標為2035年分別提升至10%與25%。
日本在人工光合作用領域擁有豐富經驗。早在1970年代即率先展開光觸媒研究，並於2012年由經濟產業省成立ARPChem，2014年由NEDO接手營運，目前由三菱化學等企業主導開發。然而，中國與韓國近年亦積極投入相關研究，未來競爭勢必激烈。環境省表示：「日本擁有最先進的技術，但今後關鍵將在於能否突破成本瓶頸」。
資料來源1：https://chemicaldaily.com/archives/699512
資料來源2：https://www.env.go.jp/press/press_00621.html