Een duurzaam toekomstig energiesysteem heeft nood aan thermische netten. In tegenstelling tot de vroegere centraal aangestuurde warmtenetten is er nu echter nood om deze netten optimaal te integreren in het energiesysteem. Er dient dus gestreefd te worden naar een maximale flexibiliteit. Hierdoor dienen deze thermische netten dus ook gecombineerd te worden met opslag- en conversietechnologieën en intelligente controle. De vierdegeneratie thermische netten vormen een kritisch onderdeel van de benodigde infrastructuur om een grootschalige integratie van hernieuwbare energiebronnen mogelijk te maken.

Bij thermische energieconversie wordt restwarmte of warmte van een duurzame bron - zoals zonne-energie, biomassa of geothermische warmte - omgezet naar een andere energiedrager, zoals elektriciteit, warmte op een ander temperatuurniveau of koude.

Warmtenetten kunnen warmteaanbod en –vraag met elkaar verbinden en kunnen bovendien als infrastructuur dienen voor allerlei vormen van duurzame warmte.

Thermische energieopslag houdt in dat overschotten aan warmte of koude opgeslagen worden om te gebruiken wanneer ze nodig zijn. Op die manier kunnen we het aanleveren van warmte of koude  loskoppelen van de vraag.