وفي حين يزودنا التمثل الضوئي الطبيعي بمخطط معقد أنيق لإنتاج أشكال الوقود الكيميائي من ضوء الشمس، فإن حدوداً كبيرة تقيد أداءه. فمن المعروف أن نحو 10% فقط من ذروة الطاقة الشمسية تستخدم فعليا؛ ولا تتجاوز كفاءة صافي تحويل الطاقة السنوي 1%؛ وكميات كبيرة من الطاقة تستهلك داخلياً لتجديد ــ والحفاظ على ــ الآلية الجزيئية المتقنة من التمثيل الضوئي؛ وتُختَزَن الطاقة في أشكال الوقود الكيميائي غير المتوافقة مع أنظمة الطاقة القائمة.
Terwijl natuurlijke fotosynthese voorziet in een complexe, elegante blauwdruk voor de productie van chemische brandstoffen uit zonlicht, heeft het significante beperkingen qua prestaties. Er wordt maar zo’n één tiende van de piek energie van de zon gebruikt; de jaarlijkse netto energie-conversie efficiency is minder dan 1%.