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Neuer Kunstschnee : Der Schnee von morgen

vom
Aus der Redaktion der Zeitung für die Landeshauptstadt

Ingenieure haben den Nachfolger der Schneekanone erfunden. Die weiße Pracht kommt jetzt aus dem Drucker und besteht aus winzigen Eiskugeln statt aus Flocken.

Seit Kurzem wundern sich die Skifahrer, die an der Mittelstation der Hohe-Mut-Bahn im österreichischen Obergurgl vorbeifahren, über ein futuristisch aussehendes Gestell aus Stahlrohren, das ein Gebilde aus Membranen hält. Es ist kein Kunstwerk, sondern ein Versuchslabor, in dem der Innsbrucker Forscher Michael Bacher ein neues Verfahren erprobt, mit dem er Pulverschnee künstlich herstellen will. Ohne Kunstschnee geht heute in den Skigebieten der Alpen gar nichts mehr. Die Pisten sind praktisch flächendeckend bestückt mit Schneekanonen oder Schneelanzen, auf vielen Hochplateaus wurden kleine Seen angelegt, und Wasserleitungen verbinden diese mit den Schneemaschinen. Sobald die Saison eröffnet ist und die Temperaturen es erlauben, beginnt dieser technische Apparat damit, eine Schneeschicht auf die Piste zu spucken.

Allein in Tirol stehen rund 10   000 Schneekanonen, die die geschätzten 5400 Hektar Piste pro Saison mit etwa 40 Millionen Kubikmeter Kunstschnee versorgen. In den gesamten Alpen schätzen Fachleute die Anzahl der Maschinen auf 19  000. Bei näherem Hinsehen handelt es sich bei dem hier erzeugten Produkt jedoch nicht wirklich um Schnee, sondern um winzige Eiskugeln, die auf den Boden geworfen werden. Dieser eiskalte, weiße Teppich muss erst noch durch Pistenraupen präpariert werden, damit er eine griffige Unterlage für die Skifahrer ergibt.

Kunstschnee wird aus Wasser, Luft und Energie produziert. Die Schneekanonen versprühen das Wasser durch Düsen mit einer großen Druckluftmenge in feinste Tröpfchen. Ein Teil des Wassers verdunstet und entzieht der Umgebungsluft die Wärme. So unterkühlt der größte Teil der Tröpfchen und gefriert. Kleine Eiskristalle und gefrorene Wasserkügelchen fallen als Kunstschnee zu Boden. Bei Temperaturen um den Nullpunkt wird die Schicht schnell sulzig; gefriert es nachts, verwandelt sie sich in eine Eisschicht. Natürliche Schneeflocken hingegen bestehen aus Milliarden feiner Eiskristalle, die sich meist in sechseckiger Form ganz langsam aus dem Wassernebel der Wolken gebildet haben. Sie weisen eine Vielzahl von Dendriten, also Verzweigungen auf und umfassen deshalb ein viel größeres Volumen pro Gewichtseinheit als die kompakten künstlichen Eiskügelchen, die eher dem entsprechen, was in der Natur als Graupel oder Griesel bekannt ist. Für die Qualität der Pisten wäre es viel besser, wenn man Schneekanonen hätte, die nicht derartige Eispartikel, sondern echten Schnee erzeugen würden, mit seinen feinen, lockeren Kristallen, die ein duftiges Puder ergeben, das viel Luft mit einschließt. Genau dieses Ziel hat sich Michael Bacher gesetzt. Zentraler Baustein seines Freiluftlabors ist eine Wolkenkammer, die es ermöglicht, Wassertropfen und Eiskeime miteinander zu vermischen.

Bacher sprüht einen Wassernebel in die Kammer ein und erzeugt damit innerhalb der Membran eine kleine, künstliche Wolke, die er mithilfe eines Ventilators herumwirbelt. Wenn es kalt genug ist – unter minus fünf Grad Celsius –, kühlen die Tröpfchen unter den Gefrierpunkt ab, aber ohne dabei sofort zu gefrieren. In diesen unterkühlten Nebel schießt der Forscher dann Kristallisationskeime in Form von kleinen gefrorenen Eisplättchen ein. Während sie in der Kammer herumwirbeln, haben sie bis zu zwei Minuten Zeit, zu größeren Kristallen zu wachsen und auf diese Weise Schneeflocken zu bilden. Diese fallen dann als Pulverschnee aus dem Wolkenbehälter nach unten, genau so, wie es in der Natur passiert.

Seit 2009 arbeitet der Forscher zusammen mit Kollegen der Universität für Bodenkultur Wien und der TU Wien an der Methode, die mittlerweile zum Patent angemeldet wurde. Nun gründete er das Start-up „Neuschnee“, mit dem er sie in die Praxis überführen will. „Meine künstliche Wolke ist natürlich viel kleiner als eine echte“, sagt Bacher. „Dafür ist sie rund zehnmal dichter als in der Natur. Damit können wir den Prozess so intensivieren, dass wir es schaffen, in kurzer Zeit akzeptable Schneemengen zu produzieren.“


Pulverschnee aus der künstlichen Wolke


In seiner Wolkenkammer in Obergurgl will Bacher nun erproben, unter welchen Bedingungen sich optimale Schneekristalle in großer Menge erzeugen lassen. Neben der besseren Schneequalität hätte sein Verfahren noch weitere Vorteile: Es verursacht keinen Lärm wie die Schneekanonen. Um ihren Tröpfchennebel zu erzeugen, benötigen diese außerdem eine Menge Energie. Fachleute schätzen, dass allein in Österreich pro Saison rund 250 Millionen Kilowattstunden elektrischer Energie nötig sind, um die Pisten zu beschneien.

Damit könnte man 62  500 Durchschnittshaushalte ein Jahr lang mit Strom versorgen. Mit Bachers Kunstwolke ließen sich nach seiner Schätzung mindestens 20 Prozent Energie einsparen. Das liegt zum einen an der Herstellungsweise, zum anderen aber auch daran, dass schlichtweg viel weniger Masse vonnöten ist: Während konventioneller Kunstschnee durchschnittlich pro Kubikmeter 390 Kilogramm wiegt, ist Bachers Neuschnee nur 65 bis 220 Kilogramm schwer. Deshalb ist auch die Wasserersparnis hoch.

Wenn der Wissenschaftler, der bisher seinen Schnee hauptsächlich für Forschungslabors produziert hat, die Freilufttests im kommenden Versuchswinter erfolgreich abschließen kann, will er im nächsten Jahr einen Prototypen bauen. „Man könnte den Neuschnee in einer stationären Anlage erzeugen und durch einen dicken Schlauch auf der Piste verteilen“, meint er, „aber viel interessanter sind mobile Kunstwolken, die auf unbemannten Raupen ganz langsam über die Piste fahren und sie beschneien.“

In Zusammenarbeit mit Designern des Instituts für Konstruktion und Gestaltung an der Universität Innsbruck hat er bereits ein Modell erarbeitet, wie ein solches Gerät aussehen könnte. Die Vision der beiden Erfinder aus Österreich: In einigen Jahren sollen ihre „Schneedrucker“ den eisigen Untergrund mit feinem Pulverschnee beschneien und damit für neuen Fahrspaß bei den Skifahrern sorgen. Aber auch in Städten, wo für Fun-Veranstaltungen Pulverschnee gebraucht wird, könnte das Verfahren nützlich sein oder als touristischer Gag an exponierten Stellen in der Wintersportlandschaft.

Während Bacher seine Methode der Natur abgeschaut hat, versuchen andere Firmen und Institute, beispielsweise durch innovative Gestaltung der Düsen in den Schneekanonen, den Schnee feiner und trockener zu machen. Dabei kommen neu entwickelte Formen und Materialien zum Einsatz, deren Zusammenwirken zum Teil noch nicht einmal wirklich erforscht ist. Im Vordergrund steht dabei die Notwendigkeit, angesichts der Klimaerwärmung Verfahren zu finden, die auch bei Temperaturen über dem Nullpunkt noch zuverlässig Schnee erzeugen können.

So arbeiten am Theodulgletscher im schweizerischen Zermatt und am Tiroler Pitztalgletscher bereits zwei „All Weather Snowmakers“, die eine israelische Firma erfand, als sie nach Möglichkeiten zur Kühlung von Stollen in südafrikanischen Goldminen suchte. Bei dieser Technologie wird Wasser im Vakuum sofort teilweise verdunstet. Die Energie dafür stammt aus dem übrig gebliebenen anderen Teil des Wassers, worauf dieser stark abkühlt und dadurch kristallisiert. Aus diesem Wasser-Kristall-Gemisch trennt ein Separator die Schneekristalle heraus und schleudert sie auf die Piste.

Das Verfahren soll bei jeder Außentemperatur funktionieren. Die Region Winterberg im Sauerland kündigte im September 2014 an, nun auch eine solche Anlage für 500  000 Euro zu bauen. Umweltschützer beklagen seit Jahren den Lärm und die Verschwendung von Wasser und Energie durch die Kunstschneeproduktion. Wenigstens einen kleinen Schritt voran zur Nachhaltigkeit könnte eine Initiative sein, die die Hochalmbahnen in Rauris im Pinzgau gestartet haben. Dort wird mit der Infrastruktur der Beschneiungsanlagen nicht nur im Winter Kunstschnee produziert, sondern das ganze Jahr über Strom.

In 1800 Meter Höhe füllt ein Wildbach den Speicherteich für die Schneekanonen. Die Leitung von dort zu den Kanonen sei am Rand der Piste vergraben und dicker als normal, sagte Hochalmbahn-Geschäftsführer Erich Hutter dem ORF: „An dieser Rohrleitung sind überall Zapfstellen für die Schneeanlage angebracht. Unten am Ende der Rohrleitung – bei 350 Meter Fallhöhe – ist eine kleine Turbine mit einem entsprechenden Generator angeschlossen.“

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