为降低数据中心(DC) 冷却系统的能耗和水耗，在机械制冷和直接新风冷却的基础上提出了一类耦合天空辐射制冷(RSC) 的DC 冷却方案，并研究了相应的系统构型和运行策略，建立了相关的数学模型。将冷却方案模拟使用在位于西安的一个模块化的集装箱DC 上，对其节能节水效果和环境经济效益进行了评估，还对冷却方案在中国10 个典型城市的地区适应性进行了分析。结果表明：所提出的耦合冷却方案(CM) 与机械制冷(MCM) 相比，冷却系统节能减排率达到了55%，与主流的新风加湿冷却(OAHM) 相比提高了5.2%，同时水耗降低了18.7%；相比于MCM，CM 在各城市的节能减排率在42.9%∼78.1%之间，体现出良好的节能节水效益。

为降低醇胺法碳捕集系统对燃煤电厂热经济性的影响，通过ASPEN PLUS 软件搭建了基于速率模型的碳捕集系统，并构建了集成富液分流工艺、贫液闪蒸压缩工艺与蒸汽过热度利用的新型碳捕集系统。结果表明新型碳捕集系统在富液分流比为0.1、闪蒸压力为0.16 MPa 时，再生能耗最低，为3.09 GJ/t CO₂，相比常规碳捕集系统降低了20.77%，其中，蒸汽过热度的利用使得再生能耗降低了11.54%。此外，利用EBSILON 软件搭建了耦合碳捕集系统的亚临界机组热力系统，研究得到当机组负荷为127.55 MW、CO₂ 捕集量为50 万吨/年时，新型碳捕集机组的锅炉热负荷相比常规碳捕集机组降低了1.87%，发电煤耗降低了7.22 g/kWh。可见，采取的优化措施不仅可以降低碳捕集系统的再生能耗，还大幅度改善了亚临界碳捕集机组的热经济性。

太阳能与燃料电池技术相结合产生的合成气燃料是未来实现碳中和的绿色能源解决方案之一。本文提出了一个基于太阳能全光谱利用的固体氧化物电解池燃料制备系统，太阳光短波为共电解提供所需电力，长波为系统提供所需热量。建立了各部件的热力学模型，并对系统进行了热力学、经济及环境分析。本文从三个运行模式对系统的性能进行了分析，考虑独立的固体氧化物电解池(Solid oxide electrolysis cell, SOEC) 系统，耦合回热的SOEC 子系统以及太阳能耦合带回热的SOEC 系统，在设计工况下三种模式的能效率和㶲效率分别为63.1% 和62.5%，67.3% 和65.8% 以及15.0% 和15.6%。系统的总成本率及CO₂ 排放率分别为9.79 USD/h 和0.04 kg/kWh，且比㶲成本为0.086 USD/kWh。另外，探讨了SOEC 操作参数对系统性能的影响，当电流密度、操作温度、压力和水蒸气的摩尔分数分别为0.64 A/cm²、1323.15 K、0.1 MPa 和20% 时系统的能效和㶲效达到最大值。

为提高干热岩开发效率，提出一种多分支水平井SC-CO₂ 增强型地热开发系统，探究了分支排布方式、分支数、分支长度、分支角度及分支间距对系统产能的影响。研究表明：分支水平井系统比单水平系统的生产温度和热提取率分别提高了3.89% 和11.89%；四种分支排布方式中鱼刺形水平井的生产温度和热提取率最高；随着分支数增加，系统生产温度和热提取率越来越高；分支长度主要在开采后期对系统产生影响，分支长度越长，生产温度越低，热提取率越大，增加分支长度可延长系统稳定运行时间；增加分支角度，能获得较高生产温度和热提取率，有利于延长系统使用寿命；热提取率随分支间距增加而减小，生产温度在运行37.5 a 之前随分支间距增加而下降，37.5 a 之后随分支间距增加而上升。