Ohne technische oder künstliche Beschneiung wäre Skisport in seiner heutigen Form nicht mehr möglich. Von den rund 24.000 Hektar Pistenfläche in Österreich sind mehr als 70 Prozent "technisch beschneibar", sagen die Zahlen der Wirtschaftskammer aus dem Herbst 2018. Das bedeutet einen enormen Energie- und Ressourcenaufwand. Denn pro Hektar Piste, der beschneit wird, sind jährlich im Durchschnitt 15.000 Kilowattstunden Strom und rund 3000 Kubikmeter Wasser nötig. Um diesen Durst der Schneekanonen zu stillen, wurden mittlerweile über 420 Speicherseen und -becken in die Berge gebaut. Der Energiebedarf der Pistenbeschneiung wird zu fast 90 Prozent aus erneuerbaren Energiequellen gedeckt.

Weil Wintersport in Österreich ein wichtiger Wirtschaftszweig mit einer Wertschöpfung von mehr als vier Milliarden Euro pro Jahr ist, arbeitet die Branche mit Nachdruck daran, die technische Beschneiung effizienter zu machen. In Tirol wurde 2016 mit Unterstützung des Landes eigens das sogenannte Schneezentrum eingerichtet.

Michael Rothleitner koordiniert als Leiter die Forschungen, an denen mehr als 30 Unternehmen beteiligt sind. Ambitioniertes Ziel des Schneezentrums ist es, 50 Prozent des Aufwands bei der künstlichen Beschneiung einzusparen.

Dazu müssen die Forscher aber ganz von vorn beginnen. Denn obwohl Schneekanonen und -lanzen seit Jahrzehnten Standard in den Skigebieten sind, fehlt es an grundlegendem Wissen dazu, wie Rothleitner und sein Team feststellen mussten: "Hersteller von Maschinen zur Schneeerzeugung können zwar angeben, wie viel Energie ihre Geräte verbrauchen und wie viel Wasser sie maximal durch diese Maschinen durchschicken können. Was sie aber nicht sagen können, ist, wie viel Schnee aus diesem Wasser erzeugt wird." Das liege an der Vielzahl äußerer Einflüsse, die bei der Schneeerzeugung mitwirken.

Trinkwasser ist obligatorisch

Schon die Qualität des verwendeten Wassers verändert den Output maßgeblich, erklärt Rothleitner: "Wasser, das kleinste Staubpartikel beinhaltet, eignet sich besser zum Beschneien, weil diese Partikel als Nukleationskeime dienen, an denen sich Eiskristalle bilden." Daher funktioniere die Beschneiung in Gletscherskigebieten, wo das Wasser Feldspatpartikel beinhaltet, effizienter. Auch bei Skigebieten, die im Kalk- oder Urgestein liegen, habe man Unterschiede auf Basis der Wasserqualität festgestellt.

Neben der Temperatur hat auch die Qualität des Wassers Einfluss auf die Schnee-Erzeugung. In Tirol ist Trinkwasserqualität obligatorisch.
Foto: Imago / Udo Gottschalk

Neben der Qualität, hat auch die Wassertemperatur Einfluss auf die Schneeerzeugung. In Tirol ist Trinkwasserqualität obligatorisch. Wird zur Beschneiung Wasser aus herkömmlichen Leitungen verwendet, wie das bei kleineren Liften oft der Fall ist, hat es eine Temperatur von bis zu zehn Grad. Entnimmt man es direkt einem Gewässer im Freien, so ist es deutlich kälter bei rund zwei Grad. "Welchen Unterschied ein Grad Wassertemperatur für die Effizienz der Beschneiung ausmacht, wissen wir noch gar nicht. Auch das ist Gegenstand unserer Forschungen", sagt Rothleitner.

Neben der Ressource Wasser steht die Technik selbst im Mittelpunkt der Arbeit des Schneezentrums. Das Interesse richtet sich auf die Nukleationsdüsen von Schneekanonen und die Luft, die dabei eingesetzt wird. Diese erzeugen kleinste Eiskristalle, die wiederum anstelle der beschriebenen Partikel als Träger dienen. Sie werden mit größeren Wassertropfen quasi beschossen und gefrieren auf ihrer Flugbahn. Wie effizient diese Minipartikel hergestellt werden, hängt vom Luftdruck, der Luftmenge und Lufttemperatur ab. Ein Problem, das sich dabei ergibt, und das nun untersucht wird, ist, dass sich komprimierte Luft, wie sie in den Düsen verwendet wird, erwärmt. Und dadurch sinkt die Effizienz.

Düsengeometrie und Verdunstung

Daneben laufen Forschungen zur Geometrie der Nukleationsdüsen selbst. In Zusammenarbeit mit einem großen deutschen Hersteller laufen Versuche im Kühtai, wie sich Umstellungen einzelner Parameter auf die Schneemenge auswirken. Allerdings darf Rothleitner noch keine Details zu diesen Untersuchungen preisgeben.

Auch äußere Faktoren wie Luftfeuchtigkeit wirken sich wesentlich darauf aus, ob die Eiskristalle letztlich ihre Aufgabe erfüllen können. Derzeit verdunsten etwa bis zu 30 Prozent des zur Beschneiung eingesetzten Wassers. Ein anderer geringer Teil bleibt wiederum flüssig und ebenfalls ungenutzt. Dieser Verlust könne deutlich verringert werden, ist der Experte überzeugt.

Neben effizienterer Produktion arbeitet das Schneezentrum als Partner mit fünf Universitäten am europäischen Projekt "Prosnow". Ziel ist die Entwicklung eines datenbasierten Tools für Skigebiete, um Schnee-Überproduktion zu vermeiden. Basierend auf Wetter- und Schneeprognosen vergangener Jahre wird errechnet, ab welchem Datum man an welcher Stelle des Skigebiets wie viel Schnee benötigt, um den Betrieb über die Saison sicherzustellen.

Derzeit wird generell zu viel Schnee erzeugt, aus Angst im Winter plötzlich auf der grünen Wiese zu stehen. "Doch der überschüssige Schnee, der am Ende der Saison liegen bleibt, kostete davor Geld und Ressourcen", sagt Rothleitner. Durch verbesserte Produktion und Management, so der Experte, seien die anvisierten 50 Prozent Einsparung daher durchaus realistisch. (Steffen Arora, 26.12.2019)