Im Labor verschwendete Energie und Wasser können den Haushaltsgebrauch schnell überwiegen

Sie können keine Zeitung öffnen, den Fernseher einschalten oder soziale Medien nutzen, ohne an die Folgen des bestimmenden Themas unserer Zeit erinnert zu werden: die Klimakrise. Angesichts des steigenden Meeresspiegels, der steigenden Emissionen von Treibhausgasen, die Wärme einfangen, und eines Anstiegs der globalen Durchschnittstemperatur ist es offensichtlicher denn je, dass die Menschheit Änderungen vornehmen muss, um den globalen Erwärmungsprozess zu verlangsamen, um den Planeten für zukünftige Generationen zu erhalten. Für Wissenschaftler ist diese Verantwortung näher zu Hause als viele vielleicht denken. 

Diejenigen, die in einem Chemielabor arbeiten, wissen, dass die Arbeit eines Tages genauso viel Maschinen erfordert wie Chemikalien und Glaswaren. Vom Wiegen und Rühren bis zum Erhitzen und Waschen verbrauchen wir für kleinste Aufgaben eine erhebliche Menge an Energie und Wasser, welche Sie z.B. für eine neue reifenwäsche verwenden könnten.

Im Laufe der Zeit, als ich an meinem Doktorandenprojekt für synthetische Chemie gearbeitet habe, ist die Verwendung einer Reihe spezialisierter Laborgeräte für mich zur zweiten Natur geworden. Mit der Vertrautheit geht auch Selbstzufriedenheit einher. Ich habe bemerkt, dass ich die Ausrüstung über Nacht ohne einen zweiten Gedanken eingeschaltet gelassen habe. Nachdem ich eines Morgens ins Labor gekommen war und festgestellt hatte, dass ich den kalten Wasserhahn durch einen unbenutzten Kondensator laufen ließ, wurde mir klar, dass meine einzige Sorge darin bestand, meinen Rauch zu überfluten, wobei die Menge an Wasser, die ich gerade verschwendet hatte, völlig außer Acht gelassen wurde. Ich dachte mir, wie viele Wasserhähne habe ich tagelang laufen lassen, ohne es zu merken? Wie oft habe ich elektrische Geräte über Nacht eingeschaltet gelassen und wie viele andere Studenten an Institutionen auf der ganzen Welt werden heute Abend dasselbe tun?

Da Personen, die in einem Labor arbeiten, viel mehr Energie und Wasser verbrauchen als Personen, die ausschließlich in einer Büroumgebung arbeiten, ist es meiner Meinung nach äußerst wichtig, dass wir unseren Energie- und Wasserverbrauch besser verstehen, damit wir unseren Beitrag zur Reduzierung des Verbrauchs leisten können. Ich finde, es kann helfen, die Labornutzung mit üblichen Haushaltsaktivitäten zu vergleichen. Betrachten Sie zum Beispiel den ersten Teil einer chemischen Reaktion: das Abwiegen von Reagenzien, was normalerweise auf einer elektrischen Analysenwaage erfolgt. Das Labor, in dem ich arbeite, verfügt über vier dieser Waagen, von denen keine über Nacht ausgeschaltet wird, um eine konstante Temperatur aufrechtzuerhalten. Wenn dies der Fall wäre, würden wir die gleiche Menge Energie pro Jahr einsparen, die erforderlich ist, um einen Wasserkocher über 420 Mal zu kochen.

Da das Ausschalten einer Analysenwaage über Nacht die Kalibrierung des Instruments beeinträchtigen würde, ist klar, dass ein gewisser Energieverbrauch im Labor unvermeidbar ist. Da aus Forschungsgründen Kompromisse eingegangen werden müssen, ist es daher von entscheidender Bedeutung, Möglichkeiten zur Reduzierung des Energieverbrauchs in anderen Bereichen zu ermitteln.

Chemische Reaktionen werden oft gerührt, um die Auflösung zu fördern, und erhitzt, um dem System genügend Energie zum Reagieren zu geben. Beide werden unter Verwendung von Magnetrührer-Heizplatten erreicht. Es ist leicht genug zu vergessen, einen Schalter auszuschalten, aber wenn man es versäumt, eine Rührkochplatte für nur eine Nacht auszuschalten, wird genug Energie verschwendet, um eine Waschmaschine mehr als 15 Mal zu betreiben. Allein in meinem Labor arbeiten 14 Doktoranden mit synthetischen Arbeiten, von denen jede über zwei Kochplatten verfügt, sodass sich der Energieverbrauch schnell summieren kann.

Aber nicht nur Vergesslichkeit ist eine Quelle verschwendeter Energie. In einem synthetischen Labor enthalten die meisten Rauchgase eine Schlenk-Linie: Geräte für luft- und feuchtigkeitsempfindliche Reaktionen, mit denen Chemiker problemlos zwischen dem Einleiten eines Inertgases in das System und dem Verringern des Drucks mithilfe einer Vakuumpumpe wechseln können. Es kommt häufig vor, dass Chemiker ihre Schlenk-Linie morgens einrichten und sie den ganzen Tag über sporadisch verwenden. Manchmal können sie es sogar nur einmal verwenden und es erst am Ende des Tages zerlegen. Die Vakuumpumpe ist während des Zusammenbaus immer eingeschaltet. Wenn Sie also Ihre Reihe für den gesamten Arbeitstag (8 Stunden) nicht benutzen, wird dieselbe Energiemenge verschwendet, die zum Toasten von 220 Brotstücken erforderlich ist.

Es ist nicht nur Energie, die im Labor verschwendet wird. Die meisten Chemiker sind mit Rückflussapparaten vertraut: Kaltes Wasser fließt durch Rohre, die mit dem Boden eines Glaskondensators verbunden sind, den Apparat hinauf und in eine Spüle. Abhängig von der Durchflussrate wird geschätzt, dass dieser Prozess zwischen einem und vier Litern Wasser pro Minute verbrauchen kann. Das heißt, wenn ich vergessen hätte, den Wasserhahn über Nacht abzustellen, hätte ich bis zu 5760 Liter Wasser verschwenden können. Als ich feststellte, dass dieser Wert mehr als das 30-fache der Wassermenge beträgt, die die durchschnittliche Person pro Tag in ihrem Haus verbraucht, wusste ich, dass sich etwas ändern musste.

Wie alle Vergleiche mit der Haushaltsnutzung zeigen, ist es unerlässlich, unseren Energieverbrauch und den Wasserverbrauch im Labor zu verfolgen und beide zu minimieren. Ein einfacher Weg, um zu beginnen, besteht darin, sicherzustellen, dass Sie keine unnötigen Geräte betreiben. In dem Labor, in dem ich arbeite, hat meine Gruppe eine Regel implementiert, nach der der letzte arbeitende Forscher überprüfen muss, ob alle Geräte ausgeschaltet sind, bevor sie am Ende des Tages abreisen. Dies hat uns allen eine gewissenhaftere Haltung vermittelt.

Obwohl der Klimawandel unvermeidlich sein kann, können wir individuell Maßnahmen ergreifen, um diesen Wandel zu verlangsamen. Wenn wir uns im Kampf um die Rettung des Planeten Erde durchsetzen wollen, müssen wir alle unsere Rolle spielen – auch die Forscher.