长期以来我国的经济高速发展依赖于传统的高消耗、高排放、低效率的粗放型增长方式，资源利用率低，环境污染严重。随着我国进入工业化、城镇化的高速发展阶段，我们面临着的是日益严重的资源和环境问题。因此必须大力发展循环经济，按照“减量化、再利用、资源化”原则，采取各种有效措施，以尽可能少的资源消耗和尽可能小的环境代价，取得最大的经济产出和最少的废物排放，实现经济、环境和社会效益相统一，建设资源节约型和环境友好型社会。本方向特点是将装备设计理论与摩擦学设计、热力机械的能量转换理论及技术、可靠性理论及节能理论等相结合，完善节能机械装备设计体系，形成新的、多学科交叉的研究领域。

本方向的主要研究内容包括：（1）机械装备节能设计：主要研究无源强化机械振动传热、机械振动强化传热机理与装备设计、节能降耗技术计算流体动力学仿真、换热机械的动态特性与控制、换热元件节能设计理论与方法等。（2）生物质能源转化理论及其装备设计制造：主要研究生物质固化成型理论与方法、生物质气化发电和制氢理论与方法、焦油强制裂解和燃气高效净化理论与方法、高热值气化技术及装备等。（3）新型陶瓷喷嘴设计制造：主要研究高性能长寿命水煤浆陶瓷喷嘴设计制造理论与方法、陶瓷喷嘴结构优化及水煤浆雾化机理、陶瓷喷嘴热冲蚀机理等。