能量梯級利用主要包括按質用能和逐級多次利用兩個方面，在不增加能源消耗的前提下，最大限度提高能源利用率。依據這一原則，在未來應著重發展可再生能源利用、分散式能源系統以及能源動力系統溫室氣體控制技術。

可再生能源利用:能量梯級利用多是以煤和天然氣的燃燒作為高中溫段熱能的來源。太陽能是一種可再生的清潔能源， 已被廣泛應用於供熱與採暖。此外，對聚光太陽能的能勢探索，使光伏發電的大規模利用成為可能。因此，未來太陽能將會成為一項重要的能量來源，也將是能量梯級利用中不可或缺的組成部分。除太陽能外，還有利用生物質、地熱、汙水等可再生能源的技術也已取得很大進展。所以需要在能量梯級利用系統中，關注可再生能源利用技術的發展。

多能互補的分散式能源系統:在天然氣、柴油和煤的基礎上，開發生物質、太陽能、風能、氫能、水能等多種能源的利用。在供能端將不同型別的能源進行有機整合，提高能源利用效率，減少棄風、棄光、棄水現象。在用能端將電、熱、冷、氣等不同能源系統進行最佳化耦合，同時綜合考慮經濟性以及使用者的舒適性，提供安全可靠的能源，實現能量梯級利用率最大化。

能源動力系統溫室氣體控制:在化學能梯級利用與二氧化碳的富集有機結合的基礎上，發展的多能互補分散式供能、多聯產系統、太陽能熱動力系統以及二氧化碳零排放等能源技術。