Neben den vorhandenen regenerativen Erzeugern wie Windkraft oder Solarthermie, bildet die Nutzung tiefengeothermischer Wärme eine sehr wichtige Basis der Erzeugung. Die Geothermie wird zu den regenerativen Energiequellen gezählt, da ihr Potenzial als sehr groß und nach menschlichem Ermessen unerschöpflich gilt. Der norddeutsche Raum verfügt geologisch bedingt über ein großes Potential geothermisch nutzbarer Energie. Im Sandstein tief unter den Elbinseln erwarten Geologen eine Temperatur von 130 Grad Celsius. Mit Bohrungen in eine Tiefe von 3.000 bis 4.000 Metern soll dieses Energiepotenzial nutzbar gemacht und CO2-frei in den Wärmenetzen verwendet werden. Hamburg wird damit in Norddeutschland zum Vorreiter im großstädtischen Bereich.
Mittels zusätzlicher Einbindung sektorenübergreifender Technologien wie Wärmepumpen und Power-to-Heat-Anlagen sowie der Verwendung selbst erzeugten erneuerbaren Stroms, ist perspektivisch eine CO2-neutrale Versorgung möglich. Um Wärmeüberschüsse des Sommers im Winter nutzen zu können, ist die Errichtung eines saisonalen Aquiferspeichers vorgesehen. Im Zusammenspiel mit einem Wärme-Marktplatz steuert ein virtuelles Kraftwerk die Versorgung der Quartiere, indem es die unterschiedlichen Energiebedarfe mit unterschiedlichen Energieverfügbarkeiten effizient miteinander in Einklang bringt.