Carbon Engineering原型工厂假想图 Photograph: Carbon Engineering
比尔盖茨联合哈佛大学物理学家大卫基思及油砂巨头诺曼默里爱德华兹计划使用巨大的风扇和专利化学品whizzery从大气中直接提取温室气体二氧化碳，然后用这种气体合成碳中和燃油以驱动船只、飞机和汽车。这种将直接空气捕获（DAC, direct air capture），水电解和燃料合成技术相结合的方法可以以不高于传统石化燃料开采销售的成本来生产液态烃类燃料，在为世界运输业带来革命性变化的同时，减排近三分之一的温室气体。
大卫基思于2009年创建的Carbon Engineering公司已经建造了一座原型工厂，该工厂每天能提取大约一吨二氧化碳。随后Carbon Engineering与位于加州的Greyrock公司合作，利用从空气中捕获的二氧化碳和由清洁电力电解水得到的氢气合成汽油和柴油的混合物，这种技术被他们命名为空气转燃料技术（A2F，Air to Fuels）。
Christoph Gebald and Jan Wurzbacher of Climeworks Photograph: Julia Dunlop/Climeworks
与此同时，英国政府也资助谢菲尔德大学270万英镑研究下一代CCS（carbon capture and storage）技术。研究的重点是通过捕集生物质工厂燃烧木材所排放的二氧化碳来实现负排放。由于木材在生长过程中已经吸收了碳，所以在燃烧时它相当于是碳中性的。如果与碳捕获技术联系在一起，理论上会将这部分二氧化碳从大气中彻底去除。
根据英国CCS研究中心Jon Gibbins教授的说法，这种被称为Beccs（bioenergy with carbon capture and storage）的负排放技术对英国在2050年实现其1990年碳排放水平的80％的减排目标至关重要。“直接空气捕获技术不能替代传统的CCS，”Gibbins说。“阻止二氧化碳排入空气才是首要任务。”
在注入玄武岩地层后，二氧化碳固化成碳酸盐矿物 Photograph: Julia Dunlop/Climeworks
温室气体减排的挑战是艰巨的。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC，the Intergovernmental Panel on Climate Change）称，全球人造排放量必须在2090年之前达到“净零”，即为了避免气候变化失控，排放量必须成为“净负值”，捕获的碳要多于排放量。包括英国在内的许多国家都认为负排放技术将得到大规模应用。但是目前只有少数CCS和负排放试点工厂投入运行，对于哪种负排放技术应该被采用的辩论仍然激烈。
负排放技术的致命弱点是成本。Carbon Engineering和其他相关技术公司认为成本最多能从目前的每吨600美元降至每吨100美元。即便如此，要消除全球1％的碳排放量，每年也要耗资4000亿美元左右，除此之外封存二氧化碳也需要额外的费用。因此对于负排放技术也有一些批评的声音，除了认为它难以大规模实施，一些科学家还提到，人们寄希望于这项技术在未来的大规模应用将削弱人们当下对碳减排的紧迫性的认识，这对未来是非常不利的。
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