Energie und Wertstoffe für die nächste Generation

Neue Wege im Umgang mit Energie

Die Herausforderung der Energiewende

Erneuerbare Energie dann und dort nutzen, wo sie gebraucht wird

Die Energiewende verändert unser Energiesystem grundlegend. Der Ausbau von Photovoltaik, Wasser- und Windkraft oder Geothermie erhöht den Anteil erneuerbarer Energien stetig. Gleichzeitig soll die Schweiz ihre Klimaziele erreichen und die Versorgungssicherheit langfristig gewährleisten. Die zentrale Herausforderung besteht dabei nicht nur in der Produktion erneuerbarer Energie, sondern vor allem in ihrer Speicherung und Verfügbarkeit zum richtigen Zeitpunkt. Insbesondere im Sommer entstehen zunehmend Stromüberschüsse, während im Winter eine Versorgungslücke droht. Um diese saisonalen Unterschiede auszugleichen, braucht es neue Technologien zur Umwandlung und Speicherung von Energie.

Ein Pionierprojekt

Power-to-Gas im industriellen Massstab

Mit der Power-to-Gas-Anlage von Limeco in Dietikon entstand die erste Anlage der Schweiz, welche biologische Methanisierung im industriellen Massstab nutzt. Das Projekt verbindet erneuerbaren Strom aus der thermischen Müllbehandlungsanlage mit dem CO₂ aus der Abwasserreinigungsanlage (ARA)/Kläranlage und produziert daraus erneuerbares Methan.

Das erzeugte Gas besitzt dieselben Eigenschaften wie Erdgas, stammt jedoch vollständig aus erneuerbaren Quellen. Es kann im bestehenden Gasnetz gespeichert und bei Bedarf für Wärme, Mobilität oder die Stromproduktion eingesetzt werden. Damit wird erneuerbare Energie erstmals saisonal speicherbar und flexibel nutzbar.

Ein Standort mit vielen Synergien

Der Standort Dietikon bietet ideale Voraussetzungen für eine Power-to-Gas-Anlage. Auf engem Raum werden drei Infrastrukturen miteinander verbunden:

Thermische Müllbehandlungsanlage

Abwasserreinigungsanlage/Kläranlage

Fernwärmenetz

Die thermische Müllbehandlungsanlage liefert erneuerbaren Strom für die Elektrolyse. Gleichzeitig fällt in der Abwasserreinigungsanlage Klärgas mit einem CO₂-Anteil von rund 35 Prozent an. Dieses CO₂ wird direkt für die Methanisierung genutzt. Zusätzlich kann die entstehende Prozesswärme im Fernwärmenetz verwertet werden.

Durch diese intelligente Verknüpfung bestehender Infrastrukturen entsteht ein Energiesystem mit hoher Ressourceneffizienz und maximaler Nutzung vorhandener Synergien.

So entsteht erneuerbares Gas

Schritt 1: Elektrolyse

•Mit erneuerbarem Strom aus der thermischen Müllbehandlungsanlage wird Wasser mittels PEM-Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten
•Installierte Elektrolyseleistung: 2,5 MW
•Rund 450 Nm³ Wasserstoff pro Stunde

Schritt 2: Biologische Methanisierung

•Wasserstoff und CO₂ aus dem Klärgas werden gemeinsam in einen biologischen Reaktor geführt
•Archaeen wandeln beide Stoffe in Methan um – eine besonders innovative Form der Power-to-Gas-Technologie

Schritt 3: Gasaufbereitung

•Das entstandene Methan wird gereinigt, getrocknet und auf die Vorgaben des Gasnetzes aufbereitet
•Nicht umgesetzter Wasserstoff wird zurückgeführt und erneut verwendet

Schritt 4: Einspeisung ins Gasnetz

•Das erneuerbare Methan wird ins bestehende Gasnetz eingespeist
•Damit kann überschüssige Sommerenergie für den Winter konserviert werden
•Stärkt eine dezentrale, importunabhängigere Gasversorgung

Die Rolle von TBF

TBF + Partner übernahm für dieses Leuchtturmprojekt die Gesamtprojektleitung sowie die Fachplanung in den Bereichen Bau, Gebäudetechnik und Verfahrenstechnik – von der Projektdefinition bis zur Inbetriebnahme (SIA-Phasen 21 sowie 31–53, vergleichbar mit den HOAI-Leistungsphasen 1–9).

Als Generalplaner verantwortete TBF insbesondere:

•Gesamtkoordination sämtlicher Projektbeteiligten
•Integrationsplanung zwischen thermischer Müllbehandlungsanlage, Abwasserreinigungsanlage/Kläranlage und Power-to-Gas-Anlage
•Fachplanung Bau, Gebäudetechnik und Verfahrenstechnik
•Ausschreibung und Beschaffung

•Projektentwicklung und technische Konzeption
•Bauplanung und BIM-Koordination
•Planung der Energie- und Wärmenutzung
•Begleitung der Realisierung bis zur Inbetriebnahme

First-of-its-Kind bedeutet: Neuland statt Standard

Die Herausforderung bestand darin, im technologischen Neuland eine weltweit nahezu einmalige Anlage in eine bestehende Infrastruktur mit begrenzten Platzverhältnissen zu integrieren und gleichzeitig ausreichende Flexibilität für zukünftige Entwicklungen sicherzustellen.

Zum Zeitpunkt der Planung existierte keine vergleichbare Anlage in dieser Grössenordnung. Anforderungen des Kernprozesses entwickelten sich während der Projektierung kontinuierlich weiter. Gerade deshalb waren eine ganzheitliche Planung, interdisziplinäre Zusammenarbeit und digitale Methoden entscheidend für den Projekterfolg.

TBF setzte konsequent auf die BIM-Methodik und koordinierte sämtliche Gewerke in einem gemeinsamen digitalen Modell. Dadurch konnten räumliche Abhängigkeiten früh erkannt und zukünftige Erweiterungsmöglichkeiten berücksichtigt werden.

Mehr als nur grünes Gas

Neben der Produktion von erneuerbarem Methan erzeugt die Anlage rund 1,1 MW Abwärme. Diese wird über das bestehende Fernwärmesystem von Limeco genutzt und erhöht die Gesamteffizienz der Anlage deutlich.

Während die reine Power-to-Methan-Anlage einen Wirkungsgrad von rund 45 Prozent erreicht, steigt dieser durch die Abwärmenutzung auf bis zu 80 bis 84 Prozent. Dadurch wird nahezu die gesamte eingesetzte Energie sinnvoll verwertet.

Auf einen Blick

Kennzahl	Wert
Elektrolyseleistung	2,5 MW
Wasserstoffproduktion	450 Nm³/h
Klärgasverarbeitung	1,8 Mio. Nm³/Jahr
Produktion erneuerbares Gas	ca. 18 GWh/Jahr
Nutzbare Abwärme	ca. 0,8 bis 1,1 MW
CO₂-Einsparung	4'000 bis 5'000 t/Jahr
Geplante Mindestbetriebsdauer	15 Jahre

Gemeinsam neue
Wege gehen

Die Anlage wurde in einem schweizweit einzigartigen Kooperationsmodell umgesetzt. Acht Schweizer Energieversorger finanzieren das Projekt über den Erwerb von Herkunftsnachweisen des produzierten erneuerbaren Gases. Das Bundesamt für Energie unterstützt die Anlage zusätzlich als Demonstrationsprojekt. Dieses Modell ermöglichte es, technische Innovationen unter realen Marktbedingungen zu erproben und gleichzeitig Erfahrungen für zukünftige Projekte zu sammeln.

Architektur als Teil des Konzepts

Auch das Gebäude selbst folgt den Nachhaltigkeitszielen des Projekts. Die Anlage wurde als dreigeschossiger Massivholzbau konzipiert und realisiert.

Kurze Bauzeit

Die Holzbauweise ermöglichte eine kurze Bauzeit gegenüber konventionellen Baumethoden.

Hohe Flexibilität

Die Holzbauweise schafft hohe Flexibilität für zukünftige Anpassungen der Anlage.

Reduzierter CO₂-Fussabdruck

Als nachwachsendes Baumaterial trägt Holz zu einem deutlich reduzierten CO₂-Fussabdruck bei.

Symbolkraft und Ausdruck

Der Holzbau steht symbolisch für den Anspruch des Projekts: nachhaltige Lösungen ganzheitlich zu denken und konsequent umzusetzen. Gleichzeitig prägt der Massivholzbau das Erscheinungsbild der Anlage und setzt einen gestalterischen Kontrapunkt zu klassischen Industriebauten.

Holzgebäude der Limeco Power-to-Gas Anlage

Ein Projekt mit Signalwirkung

Die Power-to-Gas-Anlage von Limeco zeigt exemplarisch, wie erneuerbare Energie, bestehende Infrastrukturen und innovative Verfahrenstechnik zu einem integrierten Energiesystem zusammenfinden können. Das Projekt liefert wertvolle Erkenntnisse für die Weiterentwicklung von Power-to-Gas-Anlagen und die Dekarbonisierung des Energiesystems.

2022 wurde das Projekt für den Building AWARD nominiert. Im Folgejahr wurde die Anlage dann mit dem Watt d'Or in der Kategorie «Energietechnologien» als Bestätigung des Pioniercharakters des Projekts ausgezeichnet.

TBF + Partner begleitete diese Vision von der Projektentwicklung bis zur Realisierung und schuf die planerischen Voraussetzungen für eines der innovativsten Energieprojekte der Schweiz.

Ihre Ansprechpartner

Kontaktieren Sie uns – für eine unverbindliche fachliche Einschätzung, welche Themen für Sie relevant sein könnten.

Standorte Schweiz

TBF + Partner AG
Schwanengasse 12
3011 Bern

TBF + Partner AG
Quai du Seujet 10
1201 Genf

TBF + Partner AG
Via Besso 42
6900 Lugano

TBF + Partner AG
Beckenhofstrasse 35
8006 Zürich

Standorte Deutschland

TBF + Partner AG
Alsterarkaden 9
20354 Hamburg

TBF + Partner AG
Mauerkircherstrasse 9
81679 München

TBF + Partner AG
Schlossstrasse 70
70176 Stuttgart

Standort in Italien

TBF + Partner S.r.l.
Via Napo Torriani 29
20124 Mailand