在总能系统基础理论研究方面，发展了吴仲华先生倡导的“能的梯级利用与总能系统”，打破“先污染后治理”传统模式，在国际上率先提出能量转化利用与CO₂分离一体化原理，解决了能源系统中温室气体控制的重大科技难题；突破学科界限，揭示了化学能与物理能综合梯级利用原理；全面拓展了热能梯级利用理论。为我国急需发展的多联产系统、太阳能热动力系统以及CO₂零排放等能源技术发展提供了重要理论支撑，对我国节能减排的重大能源需求提供了关键理论指导，在相当程度上提高了我国能源科学领域的自主创新能力。