什么是分布式能源 (DER)？
分布式能源资源 (DER) 是为附近地点供电的小型能源系统。分布式能源 (DER) 可以连接到电网，也可以孤立运行，能量只流向特定的地点或功能。
分布式能源 (DER) 技术包括基于化石燃料的传统系统和更新的清洁能源技术。前者包括由石油和柴油提供动力的内燃机，它们会产生大量的温室气体排放。排放量较低或无排放的清洁技术包括：
太阳能光伏系统
太阳能光伏系统或太阳能电池板和太阳能电池越来越多地被用作分布式能源 (DER)。2019 年至 2021 年间，全球安装了 167 千兆瓦的分布式太阳能光伏系统。1
风力涡轮机
分布式能源 (DER) 风力涡轮机也称为分布式风力。分布式风力发电装置的规模和发电能力各不相同。它们的范围从不到 1 千瓦（可以为设备供电）到 100 千瓦（可以为工业现场供电）。
燃料电池
燃料电池通过涉及氢气等燃料的热化学过程发电。虽然用于燃料电池的大部分氢气是通过燃烧天然气生产的，但它也可以使用可再生能源生产，这被称为“绿色氢气”。氢燃料电池用于一些电动汽车，也可以在一些发电厂找到。
热电联产
热电联产是指从单一能源同时生产电力和热量。热电联产技术也称为 CHP，可以使用化石燃料（如天然气）或可再生能源燃料（如生物质）。
微型燃气轮机
微型燃气轮机是一种利用沼气、天然气、丙烷和其他燃料源运行的小型内燃机。其大多数与冰箱差不多大，可产生 15 至 300 千瓦的电力。尽管输出功率相对较低，但当它们组合在一起时，可以为污水处理厂等整个设施提供电力。2
储能是指捕获并储存能量供以后使用。用作分布式能源 (DER) 的储能技术的例子包括：
电池储能是最常见的电力存储形式。虽然公用事业公司通常拥有自己的大型电池储能系统 (BESS)，但较小的“电表后”BESS 可以安装在能源消费者的财产上。预计到 2030 年，住宅 BESS 的装机容量将达到 20 千兆瓦时。3
电动汽车 (EV) 在插入充电站时可以用作分布式能源 (DER)。通过车辆到电网 (V2G) 技术，存储在电动汽车电池中的未使用能量可以输入电网。德国、英国和美国等多个国家/地区最近开展了 V2G 能源项目。
家用电热水器可以充当热电池，将能量以热量的形式储存起来。未使用的热量可以作为能源“排放”给电网。一些电网运营商已经将电热水器用于储能目的，而从澳大利亚到纽约的政策制定者和研究人员都在鼓励更广泛地采用电热水器作为分布式能源 (DER)。
虽然分布式能源 (DER) 可能只服务于特定地点，但它们也可以通过称为互连的过程与当地能源网相连。互连通过行政和技术手段进行：分布式能源 (DER) 所有者必须向公用事业公司提交互连申请，并且还必须确保他们拥有正确的支持技术。这种技术包括被称为逆变器的设备。
逆变器将直流 (DC) 电转换为交流 (AC) 电。许多分布式能源 (DER) 单元，例如太阳能和风力发电装置，都会产生直流电，而大多数能源的传输和分配都是通过交流电进行的。转换器将分布式能源 (DER) 产生的直流电能转换为可以通过电网传输的交流电能。
一些分布式能源先连接到微电网，然后向更大的电网供电，微电网是向当地提供电力的小型电网。一种或多种分布式能源术通常包括微电网。除了与传统的大型电网一起运行外，微电网还可以在“孤岛模式”下运行，这意味着它们可以自主运行。
分布式能源 (DER) 还可以汇总到称为虚拟发电厂 (VPP) 的能源网络中。能源供应商和系统运营商可以在自身供应不足时利用 VPP 来满足电力需求。
分布式能源 (DER) 系统为人类和地球带来了诸多好处。
能效
通过向附近的消费点提供电力，分布式能源 (DER) 有助于减少电力流经输电线路时通常会发生的能量损失。此外，分布式能源 (DER) 通过需求响应计划实现更高效的能源管理：公用事业公司向能源客户提供激励措施，以改变他们的能源使用方式，并允许公用事业公司访问客户的分布式能源 (DER) 系统以满足电力需求。
定价更低
拥有分布式能源 (DER) 系统的消费者可以生产更便宜的能源供自己使用，或者因向当地电网提供能源而获得能源账单积分，这种做法被称为净计量。分布式能源 (DER) 对电力公司来说也具有成本效益：在将分布式能源 (DER) 集成到其系统中时，他们可以避免与新能源基础设施开发相关的成本。
降低排放量
许多分布式能源 (DER) 由可再生能源或氢气驱动，因此排放量低于石油和煤炭能源发电。
电力系统弹性
气候变化增加了极端天气事件和自然灾害的发生频率，这些事件可能会损坏电力基础设施，导致停电和中断。当集中式发电站受到影响时，分布式能源 (DER) 可提供备用发电方案，从而增强电力系统的弹性。
尽管分布式能源 (DER) 具有优点，但消费者和电网运营商在采用分布式能源 (DER) 方面都遇到了挑战。
前期成本
从长远来看，分布式能源 (DER) 系统可以降低能源成本，但燃料电池和光伏阵列等分布式能源 (DER) 的安装成本总计可能高达数千美元，对某些消费者来说这个价格令人望而却步。政府激励措施，如税收抵免和补贴，可以帮助支付前期成本。
不堪重负的电网
20 世纪建造的电网和配电系统并非设计用于适应电力双向流动，即电力从中心发电厂流向消费者，以及电力从消费者拥有的分布式能源流向电网。因此，来自分布式能源的电力可能会使电网不堪重负，造成电网拥塞，使一些地区面临停电风险。加强能源系统利益相关者（包括监管机构、电网运营商和消费者）之间的协调以及增加智能电网技术的应用可能有助于应对这些挑战。