So geht Stromsparen im Labor

Mit der „Electricity Saving Challenge“ haben verschiedene Forschungsgruppen an der Universität Basel ihren Stromverbrauch optimiert. Durch einfache Massnahmen konnte der Strombezug markant gesenkt werden – ohne Einschränkungen für die Wissenschaft. Im November 2024 stellten sich Mitarbeitende des Biozentrums und des Departements Physik einer wichtigen Herausforderung: Wie lässt sich maximal Strom sparen, ohne die Qualität der Forschung zu mindern? Rund 15 Forschungsgruppen beteiligten sich an der „Electricity Saving Challenge“, einem Wettbewerb, dessen Ziel es war, den Wissenschaftsbetrieb bei der Erreichung der Nachhaltigkeitsziele der Universität zu unterstützen.

Warum Strom sparen an der Universität Basel?

Die Universität Basel hat sich in ihrer Klimastrategie ambitionierte Ziele gesetzt: Bis 2030 sollen die Treibhausgasemissionen im Bereich Elektrizität um 25 Prozent gesenkt werden. Darüber hinaus gilt für große Gebäude die Universalzielvereinbarung des Bundes, die eine jährliche Reduktion von zwei Prozent für die kommenden zehn Jahre vorschreibt. Neben diesen umweltrelevanten Aspekten bietet der Wettbewerb auch eine hervorragende Möglichkeit, 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. Er hat gemeinsam mit Christopher Weiss, Leiter Campus Services Natural & Life Sciences, diese Systeme und die „Electricity Saving Challenge“ entwickelt.

Sieben Gebäude beziehen drei Viertel des Stroms

Etwa 75% des Strombezugs der Universität stammen von sieben Gebäuden. An der Spitze: Das im Jahr 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 vorher schon klar. Die Frage war nur: 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.

Transparenz durch neue Messtechnik

Um den Stromspar-Wettbewerb überhaupt erst zu ermöglichen und Fortschritte sichtbar zu machen, war die Installation zahlreicher neuer Stromzähler notwendig – rund 150 für die beiden beteiligten Gebäude. Diese Zähler wurden mit einer neuen Software verknüpft, die es den teilnehmenden Forschungsgruppen ermöglichte, ihren Stromverbrauch in Echtzeit sowohl auf Smartphones als auch am Desktop zu verfolgen. Ziel des zeitlich befristeten Wettbewerbs war es, möglichst viele Forschende zur Teilnahme zu motivieren. Letztendlich beteiligte sich fast die Hälfte der Forschungsgruppen beider Departemente an dieser Initiative.

Einsparpotenziale im Labor entdecken

„Wir wollten so viel wie möglich ausprobieren“, sagt Dario Dörig, Leiter der Medien- und Waschküche am Biozentrum. Das 13-köpfige Team begann den Prozess, indem es sämtliche Geräte und Arbeitsabläufe in den Räumlichkeiten auf ihr Einsparpotenzial hin überprüfte. Besonders energieintensiv waren dabei das Reinigen und Sterilisieren von Labormaterialien sowie die Produktion von Kulturmedien für Experimente.

Ein erheblicher Anteil der Stromeinsparungen konnte durch eine Anpassung des Trocknungsprozesses für Laborwaren erzielt werden. Anstatt die gereinigten Materialien wie üblich bei 110 Grad Celsius zu trocknen, wurden sie im letzten Spülgang mit heißem Wasser erhitzt und anschließend mit kalter Luft getrocknet. Da das Spülwasser über das Fernwärmenetz erwärmt wird, führte diese Umstellung zu einer insgesamt deutlichen Reduktion des Stromverbrauchs.

„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.

Standby-Modus vermeiden

Doch welche Erkenntnisse bleiben von dem einmonatigen Sparprojekt? Dario Dörig und sein Team planen eine umfassende Auswertung, um genau das herauszufinden. Sie werden analysieren, welche Maßnahmen sich problemlos in den Arbeitsalltag integrieren lassen, welche Anpassungen erfordern und auf welche aufgrund von zu hohem Aufwand verzichtet wird. „Ich denke, realistisch können wir mittelfristig den Verbrauch um 15 bis 20 Prozent reduzieren“, sagt Dörig.

Ein zentraler Ansatzpunkt zum Stromsparen in vielen Forschungsbereichen ist das konsequente Ausschalten von Geräten im Standby-Modus. Besonders wertvoll für die Life Sciences ist zudem der klare Nachweis, dass eine Temperaturerhöhung von -80 auf -70 Grad Celsius den Strombedarf eines bestehenden Bestands an Tiefkühlschränken um etwa 20 Prozent reduziert, ohne die gelagerten Proben zu gefährden. Mit der Erfahrung aus über hundert Geräten am Biozentrum kann diese Erkenntnis nun breit in die Praxis umgesetzt werden.

Echtzeit-Visualisierung als Erfolgsfaktor

Für Irmo Lehmann und Christopher Weiss ist es 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.“

Quelle: Universität Basel (03/2025)