Quartierskonzepte sind sowohl städtebaulich als auch für die Energieversorgung von hoher Bedeutung. Sie ermöglichen bei angemessenen Rahmenbedingungen zahlreiche Chancen, da in komplexen und zentralen Systemen Synergien möglich sind. Auf der anderen Seite führen große Wärmeleitungssysteme zu erhöhten Anlagenverlusten und gegebenenfalls zu hohen Kosten. Kleine, dezentrale Technik kann in vielen Fällen günstiger erstellt werden. Zudem stellt sich die Frage, welche Sektoren in das Versorgungskonzept einbezogen werden. War es bis vor kurzem ausschließlich der Wärmesektor mit Heizen und Warmwasserbereitung, kommen im Zuge der Energiewende Stromanwendungen, Mobilität und Digitalisierung als integrale Bestandteile hinzu. Vorteile ergeben sich vor allem, wenn die erneuerbaren Erträge im Gebiet mit einem sinnvollen Lastmanagement und wirtschaftlichen Mieterstromkonzepten wirtschaftlich genutzt werden.
Im Gegensatz zu Stromnetzen verursachen Wärmenetze grundsätzlich relevante Verluste, wie Bild 27 zeigt. Ziel muss es sein, die Systemtemperatur der Netze so niedrig wie möglich auszulegen bis hin zum „kalten Netz“, das analog zu einem Primärkreis geothermischer Umweltwärme zu betrachten ist. Als Quelle kommen Erdwärme über Bohrungen oder Körbe, Wärmeentzug aus Gewässern oder aus Abwasserkanälen etc. in Frage. Für warme Netze kann neben Tiefengeothermie auch Abfallwärme aus Industrie, Müllverbrennung, Klärwerken etc. genutzt werden. Wichtig ist dabei, dauerhaft wirtschaftliche Vertragsbedingungen für die Wärmelieferung zu erhalten, was angesichts der anstehenden Einsparungen in all diesen Sektoren in vielen Fällen nicht gegeben sein wird.
Ist kostengünstige Abfallwärme nicht verfügbar, sind dezentrale Lösungen oftmals deutlich günstiger. Das gilt für Luft-Wasser-Wärmepumpen, die zunehmend Jahresarbeitszahlen bis über 5,0 aufweisen. Alternativ können auch dezentrale Versorgungssysteme pro Wohnung mit Luft-Luft-Wärmepumpen sinnvoll sein. Auf jeden Fall ist eine vergleichende Wirtschaftlichkeitsbetrachtung inkl. Lebenszyklusbilanzierung zu empfehlen.
Aus Sicht konventioneller Versorgungstechnik gilt die Maxime, dass große Systeme ein hohes Maß an kostengünstiger zentraler Technik auf dem neuesten Stand ermöglichen. Allerdings könnten sich sowohl bei Fernwärme als auch Quartiersnetzen diese Grundlagen innerhalb der nächsten zwei Jahrzehnte grundlegend ändern. Da die Investitionszyklen im Versorgungsbereich lang sind, drohen Fehlinvestitionen. Deshalb ist immer ein Lebenszyklusvergleich mit dezentralen Lösungen zu empfehlen. Bild 28 zeigt schematisch, welche Energieträger für Wärmenetze zukunftsfähig sind. Falls Tiefengeothermie wirtschaftlich erschließbar ist, steht diese Option ganz vorne in der Prioritätenliste. Danach kommen Wärmepumpen, die allerdings für Netze entsprechend groß dimensioniert werden müssen und in Abhängigkeit vom erforderlichen Temperaturniveau inkl. der Leitungsverluste zu deutlich schlechteren Jahresarbeitszahlen als dezentrale Wärmepumpenlösungen führen.
Wasserstoff-Techniken ermöglichen dezentrale Energiespeicherung und -nutzung. Auf Quartiersebene erfordert das allerdings einen sehr hohen Aufwand. Die volkswirtschaftlich sinnvollere Lösung scheint in einem bundesweiten Verbund von Gas- und Dampf-Kombikraftwerk (GUD) zu liegen, die bei kalter Dunkelflaute die fehlende elektrische Leistung zur Verfügung stellen, wenn nicht genügend PV- und Windstrom verfügbar ist.