日本海洋研究开发机构与丰桥技术科学大学2021年8月共同宣布，已确认在北冰洋科研航海中采集的一种定鞭藻类浮游植物“Dicrateria rotunda”具有与石油相当的饱和碳氢化合物合成能力。这是通过对该浮游植物进行分离和培养并调查碳氢化合物的成分后发现的。人类发现能合成碳原子数为10—38、与石油相当的碳氢化合物的生物尚属首次，该成果有助于实现生物燃料开发。

东京都立大学8月开发出可回收空气中二氧化碳，且吸收效率最大能达到目前二氧化碳捕集物质10倍的方法。如果实用并推广普及，那么到2050年人类排放的二氧化碳大部分都有望回收。新方法于2020年申请了专利，在5至10年后建设实证工厂，到2030年代实现实用化，2050年之前广泛普及。

京都大学研究团队开发出一种新装置，可将热量转化为光并利用光伏电池发电的“热光发电”效率，旨在实现突破光伏电池极限。目前的硅光伏电池的能源转换效率的理论极限约为30％，而热光发电在理论上可实现超过35％的高转换效率，作为有助于实现脱碳社会的新技术，计划10年后投入实用。

日本新能源与工业技术发展机构10月26日启动海运脱碳计划，使用氢和氨作为燃料取代石油，开发不排放温室气体的新一代船舶。全球海运业排放的二氧化碳占全球二氧化碳总排放量的2.1%。该计划显示，入选为新一代船舶开发支援对象的分别是“船用氢发动机及船用氢燃料罐和供应系统”“配备国产氨燃料发动机的船舶开发”“氨燃料船开发与社会应用一体化项目”“通过改良催化剂和发动机减少液化天然气燃料船甲烷逃逸的技术开发”四项课题。