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Zürich
17 Januar 2020

Immer häufiger Kunstschnee.

Weltcupskirennen wie etwa in Adelboden oder am Lauberhorn wären ohne Kunstschnee kaum mehr denkbar.

Die technische Beschneiung wird wegen des fortschreitenden Klimawandels an Wichtigkeit zunehmen. Wenn die Schneelinie steigt und die Wintersaison zu Beginn und am Ende kürzer wird, werden die Skigebietbetreiber den fehlenden Naturschnee mit technischem Schnee ersetzen. Da sich der technische Schnee für den Bau von Skipisten besser eignet als Naturschnee, profitieren dadurch auch die Wintersportbegeisterten: «Die Qualität der Skipisten ist in den letzten Jahren gerade wegen des technischen Schnees massiv gestiegen. Wenn ein Skigebiet die Pisten öffnet, fährt man nicht mehr über Steine und offene Stellen, wie das früher im Frühwinter oft der Fall war», sagt Hansueli Rhyner vom WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung in Davos.

Dichter und härter als Neuschnee

Natürlicher Neuschnee entsteht, wenn sich in den Wolken feinste Tröpfchen unterkühlten Wassers an Kristallisationskeimen anlagern und dort gefrieren. Durch Resublimation des in der Luft enthaltenen Wasserdampfes entsteht ein Kristallwachstum. Im Gegensatz werden zur Herstellung von technischem Schnee winzige Wassertropfen in die kalte Luft gesprüht. Die Wassertropfen gefrieren direkt von aussen nach innen und treffen als kleine Eiskugeln auf dem Boden auf. Dadurch ist technischer Schnee dichter und härter als natürlicher Neuschnee und eignet sich bestens für Schneesportpisten. Schneesportpisten müssen sehr kompakt präpariert werden, um der Beanspruchung durch Wintersportler/innen gerecht zu werden, was, durch die Eigenschaften des technischen Schnees, sofort gewährleistet ist.

Grosse Propellermaschinen

Heutzutage werden primär Beschneiungsanlagen mit Düsentechnik eingesetzt. Dabei wird Wasser durch Düsen in die Luft gespritzt und bildet Wassertropfen. Gleichzeitig sprüht man durch kleinere Düsen ein Druckluft-Wasser-Gemisch. Diese mikroskopisch kleinen Tröpfchen gefrieren sofort zu Eiskörnchen. Die Eiskörnchen dienen dann als Gefrierkeime für die grösseren Wassertropfen. Dank der Keimbildung ist es möglich, Schnee bis zu einer Temperatur von knapp unter 0° C zu produzieren (üblicherweise würde das Wasser erst unter -7° C gefrieren). Um die Bedürfnisse der maximalen Produktivität gerecht zu werden, werden hauptsächlich grosse Propellermaschinen, die mit Druckluft laufen, benutzt. Jedoch ist die Leistungsaufnahme solcher Geräte bei bis zu 20 kW pro Stunde, was für grosse Skigebiete mit rund 1000 Schneekanonen, riesig ist. Dadurch ist das Potenzial gross, um Energie zu sparen.

Nessy und Nessy Zero

In Zusammenarbeit mit Industriepartnern und der Fachhochschule Nordwestschweiz wurde der gesamte Gefrierprozess der Beschneiung optimiert und das Resultat war ein Schneilanzenkopf (Nessy), der bei der Schneeerzeugung bis zu 80 Prozent weniger Energie verbraucht. Fliesst das Wasser aus einem höher gelegenen Speichersee zur Schneilanze herunter, fällt der Kompressor für die Drucklufterzeugung weg. Die durch den Höhenunterschied gewonnene potentielle Energie reicht dafür aus, den gesamten Stromverbrauch, aber auch die Infrastruktur für die Druckluft, einzusparen (NESSy Zero). Eine solche neuartige Beschneiungstechnologie wird etwa in Melchsee Frutt eingesetzt.

Beschneiung ohne Elektrizität

Mittlerweile hat sich Nessy schon längst im Markt etabliert. In einem Nachfolgeprojekt – Nessy Zero E – wurde nun eine Nullenergie-Schneilanze entwickelt, welche die benötigte Energie zur Herstellung von technischem Schnee vollständig aus der Umgebung bezieht. Die grundlegende Idee dabei ist, die bei der technischen Schneeproduktion notwendige Druckluft nicht mit Kompressoren zu erzeugen, sondern die Energie des Wasserdruckes dafür einzusetzen. Der gesamte Stromverbrauch, aber auch die Infrastruktur für die Druckluft, werden somit eingespart. Solange der Wasserdruck ausschliesslich durch die potenzielle Energie eines höher liegenden Speichersees erzeugt wird (kein Hochpumpen von Wasser), ist keine Elektrizität für die Beschneiung nötig.

Ökologische Auswirkungen

Die technische Beschneiung hat vielfältige ökologische Auswirkungen. Zum Beispiel kann die zusätzliche Schneemenge Boden und Vegetation vor mechanischen Verletzungen durch Pistenfahrzeuge oder auch vor Bodenfrösten schützen. Gleichzeitig zeigen diverse Untersuchungen, dass Pisten mit technischem Schnee bis zu vier Wochen später ausapern. Die verkürzte Vegetationsperiode und auch die erhöhte Wassermenge beeinflussen die Pflanzenzusammensetzung. Ausserdem hat technischer Schnee einen höheren Nährstoffeintrag, da das Wasser nicht aus der Atmosphäre, sondern meist aus Speicherseen stammt.  Der höhere Nährstoffeintrag und die verkürzte Vegetationsperiode können längerfristig zu geringerer Artenvielfalt auf Skipisten führen. Des Weiteren werden viele Speicherseen durch natürliche Zuflüsse gespeichert. In diversen Projekten werden solche Sachverhalte genauer analysiert und die ökologischen Auswirkungen durch die technische Beschneiung diskutiert.

Ressourcenverbrauch

Der Energieverbrauch für die technische Beschneiung hängt sehr stark von den verwendeten Geräten ab. Während NESSy Zero E ohne zusätzliche Energie auskommt, haben grosse Propellermaschinen eine Leistungsaufnahme von bis zu 20 kW pro Stunde. Dieser Energieverbrauch ist stark temperaturabhängig. Werden diese Maschinen bei hohen Temperaturen eingesetzt, verschlechtert sich das Verhältnis zwischen produziertem Schnee und Energieverbrauch noch weiter. Viel Energie wird auch benötigt, wenn Wasser aus dem Tal auf den Berg gepumpt werden muss. Daher behelfen sich viele Skigebiete mit Speicherseen, in denen während des Sommers Wasser gesammelt wird.

Snowfarming & Co.

«Grundsätzlich wird in den Skigebieten die Düsentechnik eingesetzt», schliesst Herr Rhyner ab. «Dabei kommen sogenannte Propellermaschinen und Lanzen zum Einsatz. Für ganz lokale Einsätze wie etwa eine kurze Piste oder Langlauf-Loipe werden heute auch wetterunabhängige Schneemaschinen eingesetzt. Oder man lagert den Schnee über den Sommer (Snowfarming), um am Tag X eine Schneegarantie zu erreichen».

Text: Mohan Mani

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