So geht Stromsparen im Labor

Im November 2024 haben sich die Mitarbeitenden am Biozentrum und am Departement Physik einer besonderen Frage zugewandt: Wie können wir möglichst viel Strom sparen, ohne die Forschung zu beeinträchtigen? Rund 15 Forschungsgruppen nahmen an dem Wettbewerb «Electricity Saving Challenge» teil. Das Ziel der Aktion: den Wissenschaftsbetrieb dabei zu unterstützen, die Nachhaltigkeitsziele der Universität zu erreichen.

Die Universität Basel hat sich in ihrer Klimastrategie dazu verpflichtet, im Bereich Elektrizität bis 2030 die Treibhausgasemissionen um 25 Prozent zu senken. Ausserdem gilt für grosse Gebäude die Universalzielvereinbarung des Bundes, die eine jährliche Reduktion von zwei Prozent für die nächsten zehn Jahre vorsieht. Darüber hinaus ist der Wettbewerb auch ein Ansatzpunkt, um erhebliche Stromkosten einzusparen.

«Konkret wurde dies für uns mit den Analysen zur Strommangellage im Jahr 2022. Da haben wir den Elektrizitätskonsum erstmals im Detail hinterfragt. Und parallel dazu haben wir eine Software eingeführt, die es erlaubt, die Nutzenden systematisch einzubeziehen», sagt Dr. Irmo Lehmann, Leiter Gebäudetechnik & Betrieb der Universität. Gemeinsam mit Christopher Weiss, Leiter Campus Services Natural & Life Sciences, hat er diese Systeme und die «Electricity Saving Challenge» entwickelt.

Sieben Gebäude beziehen drei Viertel des Stroms

Etwa drei Viertel des Strombezugs der Universität stammen von sieben Gebäuden. An der Spitze: Das 2021 fertiggestellte Biozentrum mit seinen über 30 Forschungsgruppen, dem zentralen Serverraum und dem Center for Scientific Computing.

Dass im Laborbetrieb ein grosses Sparpotenzial liegt, war bereits klar. Aber wo genau sind die grössten Hebel? «Das war für uns bisher eine Blackbox. Wir wussten in etwa, was die einzelnen Apparate an Strom benötigen, aber nicht, wie viele es gibt und wie sie eingesetzt werden», sagt Weiss.

Um überhaupt weiterzukommen, mussten als erstes sehr viele zusätzliche Zähler eingebaut und mit der neuen Software verbunden werden, rund 150 waren es für beide Gebäude. Die Teilnehmenden konnten damit ihren Strombezug in Echtzeit auf dem Smartphone und am Desktop verfolgen. Der zeitlich befristete Wettbewerb sollte möglichst viele Forschende zu einer Teilnahme motivieren. Fast die Hälfte der Forschungsgruppen der beiden Departemente machte schliesslich mit.

Einsparpotenziale im Labor entdecken

«Wir wollten so viel wie möglich ausprobieren», sagt Dario Dörig, Leiter der Medien- und Waschküche am Biozentrum. Zu Beginn sei er mit seinem 13-köpfigen Team durch die Räume gegangen und habe alle Geräte und Prozesse auf ihr Einsparpotenzial geprüft. Insbesondere das Reinigen und Sterilisieren der Labormaterialien sowie die Produktion von Kulturmedien, die es für Experimente braucht, seien sehr energieintensiv.

Einen grossen Teil der Stromeinsparung konnten sie bei der Trocknung der Laborwaren erzielen. Statt die gereinigten Materialien wie üblich bei 110 Grad zu trocknen, wurden sie im letzten Spülgang mit heissem Wasser erhitzt und anschliessend mit kalter Luft getrocknet. Da das Spülwasser mit Energie aus dem Fernwärmenetz erhitzt wird, konnte insgesamt Strom eingespart werden.

«Eine andere Massnahme waren die Zeitschaltuhren», sagt Dörig. Diese wurden für den Wettbewerb angeschafft und an Geräte angeschlossen, die am Wochenende oder in der Nacht nicht in Gebrauch waren.

Der Aufwand hat sich gelohnt. Dario Dörig und sein Team sind die Gewinner des Stromspar-Wettbewerbs. Insgesamt hat ihre Einheit den Verbrauch um 38 Prozent reduziert. «Ich bin sehr stolz, dass mein Team die Massnahmen in der täglichen Arbeit so konsequent umgesetzt hat», sagt Dörig.

Einen weiteren Preis erhielt Dr. Tobias Mühlethaler, Postdoc in der Biophysics Facility am Biozentrum: Er wurde für die beste Dokumentation ausgezeichnet. «Wir haben vor allem die Stecker-raus-Methode angewendet», sagt er. «Trotzdem gab es einen relativ hohen Grundverbrauch, den wir uns nicht erklären können.» Dank Mühlethalers detaillierten Aufzeichnungen kann nun das Team Gebäudetechnik & Betrieb auf Ursachenforschung gehen.

Doch was bleibt von dem einmonatigen Sparprojekt? Dario Dörig plant mit seinem Team eine Auswertung: Was lässt sich einfach in den Arbeitsalltag einbauen? Welche Massnahmen erfordern zusätzliche Anpassungen? Und auf welche wird verzichtet, weil sie zu aufwendig sind? «Ich denke, realistisch können wir mittelfristig den Verbrauch um 15 bis 20 Prozent reduzieren», sagt Dörig.

Ein zentraler Ansatzpunkt zum Stromsparen für viele Forschungsbereiche ist das konsequente Ausschalten von Geräten im Standby-Modus. Für die Life Sciences ist ausserdem der klare Nachweis sehr wertvoll, dass eine Temperaturerhöhung von -80 auf -70 Grad Celsius den Strombedarf eines gewachsenen Bestands an Tiefkühlschränken um etwa 20 Prozent reduziert und die darin gelagerten Proben nicht gefährdet. Mit der Erfahrung aus gut hundert Geräten am Biozentrum lässt sich dies jetzt breit in die Praxis tragen.

Für Irmo Lehmann und Christopher Weiss ist es vor allem ein Erfolg, mit der Visualisierung in Echtzeit den wissenschaftlichen Betrieb für den Wettbewerb gewonnen zu haben. «Als die Forschenden sich des grossen Strombezugs bewusst wurden, wuchs das Engagement sprunghaft», betont Weiss. Marcel Scheiwiller, Geschäftsführer des Biozentrums, kann dies nur bestätigen. Insgesamt konnte der Strombezug um 8,5 Prozent reduziert werden. «Und dies ohne Einschränkung für den Forschungsbetrieb», sagt Lehmann. Damit habe man in einem Monat 4000 Franken eingespart. Es ist gelungen, Vertrauen und Verständnis zu schaffen, angefangen bei der Bereitschaft, kleine Schritte ernst zu nehmen. Denn Weiss und Lehmann sind überzeugt: «Nur gemeinsam können wir die Emissionsziele erreichen.»