Elina Baschek ist gerade einmal 11 Jahre alt. Die Schülerin des Bischöflichen Cusanus-Gymnasiums in Koblenz startete in diesem Jahr mit ihrem ersten Projekt bei „Jugend forscht/Schüler experimentieren“. Ihr Forscherdrang liegt in der Familie. Auch ihr Bruder Jonathan hat im gleichen Alter seine „Karriere“ bei „Jugend forscht“ begonnen. Wie Jonathan belegt auch sie den ersten Platz im Regionalwettbewerb (Koblenz). Allerdings in einem anderen Fachgebiet, und zwar in den „Geowissenschaften“.
Elinas Projekt trägt den Titel „Abluft als Gewächshausheizung“. Die Idee für dieses Projekt kam ihr bei einer Diskussion der Familie über die Herkunft von Gemüse im Winter. Viele Lebensmittel werden entweder aus Südeuropa importiert oder in beheizten Gewächshäusern vor Ort angebaut, was einen erheblichen CO2-Ausstoß und Energieverbrauch mit sich bringt. Elina stellte sich die Frage: „Könnten wir nicht die warme Abluft von Häusern und Fabriken in die Gewächshäuser leiten?“
Diese Frage markierte den Ausgangspunkt ihrer Experimente. Die Idee für das Projekt kam ihr nur zwei Tage vor dem Anmeldetermin. Trotz des kurzfristigen Entstehens beeindruckte Elinas Projekt die Jury und sicherte ihr nicht nur den ersten Platz im Regionalwettbewerb, sondern auch einen Sonderpreis für ihre innovative Herangehensweise an die Herausforderung der „Ressourceneffizienz“. Dieser Preis kommt vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz.
Eine wirklich tolle und bemerkenswerte Leistung.
Die Sache mit dem Passivhaus oder wie Abluft sinnvoll genutzt werden kann
„Wir wohnen in einem Passivhaus mit Lüftungsanlage. Deshalb konnte ich zwei kleine Gewächshäuser bauen: in das eine leite ich die Abluft unseres Hauses und das andere baute ich unter ansonsten denselben Bedingungen zum Vergleich daneben. Um herauszufinden, wo die Unterschiede liegen, habe ich Temperaturen an verschiedenen Stellen gemessen und in beiden Frühbeeten dieselben Salat-, Spinat- und Radieschensorten angebaut.“
Aber wie funktioniert überhaupt ein Passivhaus ohne herkömmliche Heizung? Dass es funktioniert, liegt an einem ausgeklügelten Mix aus hochwertiger Dämmung, speziellen Fenstern, Wärmebrückenfreiheit und Luftdichtheit der Gebäudehülle. Das Passivhaus nutzt die natürliche Energie der Sonne durch die speziellen Fenster und verwertet sogar die Abstrahlwärme der Bewohner und elektronischer Haushaltsgeräte. Dank der effizienten Dämmung bleibt die erzeugte Wärme im Haus erhalten.
Die Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung ist ein weiterer wichtiger Faktor. Die Luftaustauschprozesse werden genutzt, um die Frischluft zu erwärmen und so den Energieverlust zu minimieren. Die kontinuierliche Abluftauswechslung alle zwei Stunden sorgt für einen stabilen Prozess. Genau diese Abluft nutzte Elina für ihr Experiment.
Wachstum im Blick
Woran liegt es, dass Pflanzen unterschiedlich schnell und gut wachsen?
Mit Unterstützung ihres Vaters konstruierte die Jungforscherin die zwei identischen Frühbeete aus zum großen Teil recycelten Materialien, so dass Nachhaltigkeit einen zentralen Stellenwert einnahm. Mit einem Akku-Schrauber legte Elina selbst Hand an.
Die beiden Frühbeete, aus einer großen über eine lokale Nachbarschafts-Tauschbörse beschafften Palette, waren bis auf eine Variable identisch – Öffnungen auf dem Boden des Frühbeetes mit Abluft. Die – bis auf die Abluft und die Öffnungen – gleichen Bedingungen waren die Grundlage, um die Auswirkungen auf das Pflanzenwachstum zu erforschen.
Am 2. Januar 2024 säte Elina Salat, Radieschen und Spinat in beide Frühbeete mit identischen Anzuchtplatten. Doch das Wetter stellte gleich zu Jahresbeginn eine Herausforderung dar: Im Frühbeet ohne Abluft fror die Erde aufgrund der Kälte, was das Wachstum erheblich beeinträchtigte. Im Frühbeet mit der Abluft blieben die Temperaturen über Null. Bei warmen Temperaturen kann das Frühbeet ohne Abluft jedoch auch wärmer sein.
Elina nahm im Verlauf des Experimentes regelmäßig Temperaturen in verschiedenen Bereichen auf: die Außentemperatur, die Temperaturen im Frühbeet mit Abluft, im Frühbeet ohne Abluft sowie im Abluftrohr.
Selbst im Frühbeet keimte der Salat nicht, was auf seine speziellen Anforderungen als „Lichtkeimer“ zurückzuführen sein könnte. Im Prinzip benötigen alle Pflanzen Licht für die Photosynthese, den Prozess, bei dem sie Sonnenlicht in Energie umwandeln.
Nach gut vier Wochen konnte Elina jedoch folgendes (vorläufiges) Fazit ziehen:
Die Abluft diente effektiv als Heizung für das Frühbeet.
Die Wachstumsbedingungen waren im Frühbeet mit Abluft deutlich besser: Spinat und Radieschen waren schon deutlich weiter gewachsen.
Grundsätzlich war das Experiment erfolgreich. „So können wir auch im Winter bei uns im Garten Spinat oder Salat anbauen. Dadurch müssen wir weniger Gemüse aus Spanien kaufen und sparen Kohlendioxid“, erklärt Elina.
Ausblick
Da das Experiment im Januar und damit in der Winterzeit begonnen wurde, darf man gespannt sein auf die Ergebnisse, die eine wärmere Jahreszeit bieten wird. Wie ändert sich das Wachstum und die Ernte, wenn die Außentemperatur steigt und sich die Ablufttemperatur ändert? Die 11-Jährige bleibt dran an ihrem umweltfreundlichen Projekt und freut sich auf die erste Ernte.