Актуальной задачей является разработка мероприятий в рамках национальной политики по снижению выбросов парниковых газов при обеспечении устойчивого экономического развития страны. Национальная политика согласно Парижскому соглашению должна предусматривать сокращение выбросов в масштабе всей страны к 2030 году до 70% относительно уровня 1990 года. В этом случае дальнейшее развитие теплоэнергетических систем населенных пунктов Российской Федерации должно проходить с учетом технических, социально-экономических и экологических факторов.

Известно, что любая теплоэнергетическая система укрупненно состоит из трех звеньев: генерация, транспортировка и потребление. При этом стратегия повышения эффективности и экологичности всей рассматриваемой системы должна базироваться на снижении потребления тепловой энергии конечным потребителем (по принципу «меньше потребляешь – меньше генерируешь»), а также снижении потерь при производстве и передаче тепловой энергии.

Одно из направлений исследования - разработка конструкционных материалов с улучшенными теплоизолирующими и теплоаккумулирующими свойствами. В частности, перспективным направлением является разработка новых энергосберегающих материалов с возможностью аккумулирования энергии, к которым можно отнести материалы с фазовым переходом. Применение современных конструкционных материалов для ограждающих конструкций зданий и сооружений открывают широкие возможности для повышения энергоэффективности благодаря появлению новых решений в области материаловедения и нанотехнологий.
Новые материалы, в том числе нанотехнологии, являются инновационными неизведанными вариантами для ограждающих конструкций зданий и сооружений с высокими эксплуатационными характеристиками. Материалы с фазовым переходом помимо соответствия основным теплоизоляционным и теплоаккумулирующим характеристикам должны отвечать ряду требований, влияющих на их использование в строительстве: температура фазового перехода, сохранение теплофизических свойств материалов в течение длительной эксплуатации, пассивность по отношению к конструкционным материалам, удовлетворение санитарных и экологических норм в ходе эксплуатации и последующей утилизации.

Второе направление исследования – разработка теплоизоляционных материалов с высокими теплоизолирующими свойствами. Будут разработаны и исследованы новые гранулы аэрогеля, которые будут использоваться в качестве теплоизоляционных материалов, поскольку эти суперизоляционные материалы обладают чрезвычайно низкой теплопроводностью (ниже 0,015 Вт/мК). Аэрогели могут гарантировать заданное термическое сопротивление при сниженной толщине материала относительно других материалов.

После обширных лабораторных испытаний, а также исследований материалов в закрытых помещениях, материалы будут внедряться и тестироваться в полевых условиях. Будет изучаться влияние климатических факторов и оцениваться их состояние в полевых условиях. Инновационный характер этого исследования, которое включает в себя различные новые нанотехнологии, требует изучения их эффективности в различных климатических сценариях (например, при высоких летних температурах, продолжительной жаре, при низких температурах в зимний период, при более сильном воздействии ультрафиолета и резких изменениях температуры).