Die Schweiz hat sich zum Ziel gesetzt, ihre Treibhausgasemissionen bis 2050 auf Netto-Null zu senken. Für die Energieversorgung bedeutet das einen tiefgreifenden Wandel: Fossile Energien wie Öl und Gas müssen ersetzt, Gebäude nachhaltig beheizt, die Mobilität sowie Teile der Industrie elektrifiziert werden. Gleichzeitig soll der Energieverbrauch sinken – bei weiterhin hoher Versorgungssicherheit.

In der Umsetzung zeigen sich jedoch zentrale Herausforderungen. So wird im Sommer mit Photovoltaik bereits mehr Strom produziert, als unmittelbar genutzt werden kann. Im Winter ist es umgekehrt.

Dekarbonisierung braucht Innovation

Deshalb braucht es neue Lösungen. Diese entstehen nicht im Labor, sondern im Zusammenspiel von Entwicklung und Praxis. Am Forschungs- und Wirtschaftsstandort Zürich werden laufend vielversprechende Konzepte, Verfahren und Technologien für eine klimaneutrale Energieversorgung sowie zukunftsfähige Anwendungen erarbeitet.

Bevor sich Innovationen am Markt durchsetzen, müssen sie sich unter realen Bedingungen bewähren. Doch Pilotprojekte sind oft mit technischen und wirtschaftlichen Risiken verbunden. Der Kanton Zürich unterstützt solche Pilotprojekte deshalb mit finanziellen Beiträgen.

Gefördert werden Innovationen, die zur Dekarbonisierung beitragen, erneuerbare Energie produzieren, Energie effizienter nutzen oder neue Speicherlösungen erproben. Im Fokus stehen Anwendungen in der Energiewirtschaft, der Industrie sowie in der Bau- und Immobilienbranche.

Die Bandbreite möglicher Projekte ist gross: von CO₂-freien Baumaterialien über neue Photovoltaik-Anwendungen – etwa an Fassaden oder in der Landwirtschaft – bis hin zur saisonalen Energiespeicherung. Seit 2023 werden auch Machbarkeitsstudien, begleitende Messungen sowie der Transfer von Erkenntnissen in die Praxis gefördert.

Vom Pilotprojekt zum Standard

Durch seine Unterstützung von Pilotprojekten im Gebäude- und Energiebereich hat der Kanton Zürich zur Entwicklung von Technologien beigetragen, die heute Standard sind. Zu den bekanntesten Beispielen zählt das modulare Forschungs- und Innovationsgebäude NEST von Empa und Eawag in Dübendorf, das heute als nationaler Innovationshub gilt. Fortschritte bei der Fassaden-Photovoltaik wurden durch zwei vom Kanton unterstützte Leuchtturmprojekte vorangetrieben – inklusive Brandschutz-Tests, die zusätzliche Planungssicherheit schaffen. Und das Elektro-Kehrfahrzeug der Stadt Zürich war im Pilotprojekt noch das erste seiner Art – inzwischen sind ähnliche Modelle auf vielen Werkhöfen im Kanton im Einsatz.  

Das Programm hat sich dank seiner Konstanz als wichtige Innovationsstütze im Kanton Zürich etabliert. Zusätzliche Bedeutung erhält es, weil der Bund 2025 entschieden hat, seine Förderung von Pilot- und Demonstrationsprojekten einzustellen.

Der aktuelle, bereits vierte Rahmenkredit läuft seit 2023 bis Ende 2026 und umfasst 13,5 Millionen Franken. In früheren Programmphasen wurden insgesamt rund 20 Projekte umgesetzt, im laufenden Rahmenkredit sind es bereits 29. «Die hohe Zahl qualitativ überzeugender Projektanträge sowie die grosse thematische Breite haben uns positiv überrascht», sagt Michael Tobler, der das Förderprogramm auf Seiten des Amts für Abfall, Wasser, Energie und Luft (AWEL) zusammen mit Beat Lehmann betreut.  

Beispiele aus der Praxis

Die folgenden vier Pilotprojekte aus der aktuellen Förderrunde zeigen, wie neue Ansätze unter realen Bedingungen erprobt werden und welches Potenzial in ihnen steckt.

Wärme für den Winter speichern

• Projekt: Saisonaler thermischer Energiespeicher Mettmenstetten
• Wirkungsbereich: Energieversorgung
• Projektpartner: Renercon, Amberg Engineering

Die saisonale Energiespeicherung gilt als Schlüsselkomponente einer fossilfreien Energieversorgung. In Mettmenstetten wird die wirtschaftliche und technische Machbarkeit eines unterirdischen Wärmespeichers untersucht. Dieser würde die Energieüberschüsse aus Photovoltaik, Solarthermie und Abwärme im Sommer aufnehmen und im Winter rund 6 GWh Wärme bereitstellen.

Die Studie prüft dabei eine innovative Bauweise: Der Speicher würde im Untergrund in Betonschachtbauweise erstellt, während die Oberfläche weiterhin genutzt werden könnte – etwa als Sportplatz oder landwirtschaftliche Fläche. Damit liessen sich zentrale Herausforderungen wie die Winterversorgung, der effiziente Umgang mit Flächen sowie die Dekarbonisierung von Wärmenetzen adressieren.

Industrielle Wärme ohne Erdgas

• Projekt: Gemischwärmepumpe für die Lindt-Fabrik
• Wirkungsbereich: Dekarbonisierung
• Projektpartner: Lindt & Sprüngli AG, Scheco AG, OST

Industrielle Prozesse benötigen zum Teil hohe
Temperaturen, die heute meist mit Erdöl oder -gas erzeugt werden. Die Dekarbonisierung der Prozesswärme gilt als eine der grössten Herausforderungen auf dem Weg zu Netto-Null. Am Produktionsstandort in Kilchberg, dem «Home of Chocolate», ersetzt Lindt & Sprüngli einen Gaskessel durch zwei Hochtemperaturwärmepumpen mit je 550 kW Leistung.

Ziel ist es, Prozesswärme klimafreundlicher und langfristig kostengünstiger bereitzustellen. Besonders ist dabei der Einsatz von Kältemittelgemischen: Sie ermöglichen eine höhere Effizienz sowie einen flexibleren Betrieb unter unterschiedlichen Temperatur- und Lastbedingungen und werden hier im industriellen Massstab erprobt.

Als Demonstrationsprojekt soll die Anlage zeigen, wie sich auch anspruchsvolle Hochtemperaturanwendungen dekarbonisieren lassen – und weckt damit über den Standort hinaus grosses Interesse.

Sanierungsplanung mit KI

• Projekt: Optimierungsverfahren für energetische Sanierungen auf Portfolio-Ebene
• Wirkungsbereich: Dekarbonisierung
• Projektpartner: Scandens AG, Sparhafen Immobilien AG, Stiftung PWG, Universität Zürich

Über 80% der heutigen Gebäude werden auch 2050 noch stehen. Die energetische Sanierung des Gebäudebestands ist damit ein zentraler Hebel auf dem Weg zu Netto-Null – gleichzeitig ist sie komplex und kostenintensiv. Das Pilotprojekt entwickelt ein KI-gestütztes Verfahren für die strategische Sanierungsplanung ganzer Immobilienportfolios.

Ziel ist es, Sanierungen zu beschleunigen und jene Gebäude sowie Massnahmen zu priorisieren, die die grössten Kosten- und CO₂-Einsparungen versprechen. Drei Projektpartner werden die Praxistauglichkeit des Ansatzes anhand ihrer Immobilienportfolios bewerten.

Digitale Fabrikation für einfacheres Sanieren

• Projekt: Vorgefertigte Leichtbauplatten
• Wirkungsbereich: Energieeffizienz
• Projektpartner: Aeroskin Tech AG, ETH Zürich

Die Projektpartner haben robotergestützt gefertigte Leichtbauplatten entwickelt, mit denen Fassadensanierungen schneller, materialeffizienter und kostengünstiger umgesetzt werden können. Nun soll demonstriert werden, dass dies auf der Baustelle wie geplant funktioniert.

Ziel ist es, die Sanierungsrate zu erhöhen und die Gesamtkosten um bis zu 30 Prozent zu senken. Dadurch liessen sich energetische Erneuerungen der Gebäudehülle künftig einfacher und in grösserem Umfang realisieren. 

Weitere Pilotprojekte