能源环境一体化模式（compatible principle of energy and environment），工学-工程热物理及动力工程-工程热物理-工程热力学-总能系统，在能源系统的燃料源头，利用燃料化学能的做功能力不仅可以有序转化为热能，还可以驱动污染物和CO的无能耗富集的技术特点，实现高效利用燃料化学能和低能耗控制污染物与CO的协同。在传统能源利用模式中，能效、清洁与低碳问题相互独立，是一种前后串联的链式发展模式。概括而言，先依靠提高循环初参数来提升能效，再在烟气中脱除污染物，最后还要依赖分离在末端捕集CO2。以燃煤发电技术为例，从18世纪的蒸汽机到21世纪的超超临界发电技术，通过提高热力循环的蒸汽温度和压力，人们将发电效率从17%提高到40%以上。20世纪末，随着对环保问题的日益关注，燃煤电厂通过在烟气中脱除硫化物、氮氧化物以及粉尘等常规污染物以实现超低排放，发电效率相应下降1～2个百分点。进入21世纪，CO2减排问题成为燃煤发电的主要挑战，CO2和SOX与NOX等常规污染物的区别在于其量大（是SOX和NOX污染物的数百倍）、浓度低（烟气中浓度低于10%）且化学性质稳定。