分布式能源及冷热电三联供是能源梯级利用最典型有效的方式，根据热力学第一定律，从一次能源生产开始，经过转化、运输、分配、直到用户用的全国过程都是功与能的转换过程。在这个过程当中虽然依据能量守恒，能量总和保持不变，但能量品质和能级可以发生变化。以天然气为例，燃料燃烧过程中最高温度可在摄氏千度以上，首先可用于发电，转换成具有最高能级和品质的二次能源电力，发电后的余热再随着温度的逐渐降低加以逐级利用。发电机组排放的余热温度在300~600℃范围可以作为吸收式空调机组或热泵的驱动能源，用于供暖和制冷，温度降到200℃以下的温度段可用于除湿或生产生活热水，直到温度降低到接近环境温度再排放到大气。如图所示：