Wie lassen sich Bahngleise vor Schnee und Eis schützen?
Wie Bahnen Schnee und Eis bekämpfen – und warum die Deutsche Bahn trotz moderner Technik im Winter schlechter abschneidet als ihre Nachbarn.
Warum Schnee nicht das Hauptproblem ist: Ein Blick auf Wintertechnik, Systempuffer und die Schwächen der Bahn.
Foto: Smarterpix / Serjio74b
| Das Wichtigste in Kürze |
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Wenn Schnee fällt und Temperaturen unter null sinken, gerät der Bahnverkehr regelmäßig unter Druck. Weichen blockieren, Oberleitungen vereisen, Züge fallen aus. Für Fahrgäste ist das ein Ärgernis. Für Netzbetreiber ist es ein hochkomplexes ingenieurtechnisches Problem. Die Sicherung des Bahnbetriebs im Winter – international oft als Winter Resilience bezeichnet – zählt zu den teuersten und anspruchsvollsten Aufgaben im Infrastrukturbetrieb.
Die Herausforderung wächst. Zwar steigen die globalen Mitteltemperaturen, gleichzeitig nehmen kurzzeitige Extremereignisse zu: Starkschneefälle, plötzliche Kälteeinbrüche und vor allem häufige Frost-Tau-Zyklen. Aus Sicht der Werkstoff- und Instandhaltungstechnik sind gerade diese Wechsel besonders kritisch, weil sie Schienen, Weichenmechanik, Befestigungen und Oberleitungen stärker beanspruchen als gleichmäßige Kälte.
Inhaltsverzeichnis
- Die Achillesferse des Netzes: die Weiche
- Wenn Wärme nicht reicht: mechanische Schneeräumung
- Chemische Enteisung: wirksam, aber nicht neutral
- Oberleitung unter Eislast
- Passive Maßnahmen: Physik statt Energie
- Europa im Vergleich: Technik ist nicht das Problem der Deutschen Bahn
- Strategie, Kosten und Resilienz
Die Achillesferse des Netzes: die Weiche
Weichen sind die empfindlichsten Bauteile im Schienennetz. Schon wenige Millimeter festgepresster Schnee oder Eis verhindern, dass die Weichenzunge sauber an der Backenschiene anliegt. Da Stellwerks- und Sicherungstechnik eine Fahrstraße nur bei eindeutig erreichter Endlage freigeben, steht der Betrieb sofort still.
Elektrische Weichenheizung – bewährt, aber ineffizient
Der Standard ist die elektrische Widerstandsheizung. Heizstäbe oder Heizprofile werden am Schienensteg oder im Zungenbereich montiert und erwärmen den Stahl über Wärmeleitung.
Im Netz der Deutsche Bahn sind rund 70 % der etwa 70.000 Weichen beheizt. Damit ist die technische Ausstattung im europäischen Vergleich hoch. Der Nachteil liegt im Wirkungsgrad: Ein erheblicher Teil der eingesetzten Energie geht durch Konvektion und Abstrahlung verloren. Der systembedingte COP liegt nahe 1.
Fachgremien wie die International Union of Railways verweisen seit Jahren darauf, dass fehlende thermische Isolation der größte Effizienzverlust ist.
Intelligente Steuerung statt Dauerbetrieb
Moderne Anlagen arbeiten nicht mehr kontinuierlich, sondern ereignis- und prognosebasiert. Sensoren erfassen Schienen- und Lufttemperatur, Feuchte und Niederschlag. In Verbindung mit Wetterprognosen entscheidet das System, ob präventives Anti-Icing genügt oder aktives De-Icing notwendig ist.
Solche Ansätze senken den Energieverbrauch deutlich – ändern aber nichts daran, dass Widerstandsheizungen physikalisch ineffizient bleiben.
Gasheizungen: hohe Leistung, klare Grenzen
In alpinen Regionen und auf abgelegenen Strecken kommen gasbefeuerte Weichenheizungen zum Einsatz. Sie liefern hohe thermische Leistungen unabhängig vom Stromnetz.
Die Nachteile sind gravierend:
- Flammen können durch Druckstöße vorbeifahrender Züge ausgeblasen werden.
- Schmelzwasser verlässt den beheizten Bereich und gefriert erneut (Re-Freezing).
- Lokale CO₂-Emissionen widersprechen den Klimazielen der Bahnen.
Gasheizungen sind daher Sonderlösungen, keine Zukunftstechnologie.
Geothermie: effizient, aber nur punktuell sinnvoll
Als Alternative gelten geothermische Weichenheizungen. Systeme – unter anderem von Vossloh – nutzen konstante Erdwärme aus mehreren Metern Tiefe. Eine Wärmepumpe hebt das Temperaturniveau an, ein Fluidkreislauf transportiert die Energie zur Weiche.
Mit COP-Werten zwischen 3 und 6 sind diese Systeme energetisch deutlich überlegen. Lebenszyklusanalysen zeigen an stark frequentierten Knotenpunkten erhebliche Kostenvorteile.
Die Einschränkung ist entscheidend: Hohe Investitionskosten für Bohrungen, Genehmigungen und Tiefbau begrenzen die Wirtschaftlichkeit. Geothermie ist keine Flächenlösung, sondern eine gezielte Option für neuralgische Punkte.
Kritische Pro-/Contra-Matrix der Heizsysteme
| System | Vorteile | Nachteile | Geeignete Einsatzorte |
| Elektrische Widerstandsheizung | Robust, einfach, bewährt | Hoher Energieverbrauch, Wärmeverluste | Flächendeckender Einsatz |
| Gasheizung | Hohe Leistung, netzunabhängig | CO₂-Emissionen, Re-Freezing, Sicherheitsrisiken | Abgelegene Standorte |
| Geothermie (Wärmepumpe) | Sehr hoher COP, niedrige Betriebskosten | Hohe Investitionskosten, standortabhängig | Knotenpunkte, Hauptstrecken |
| Chemische Enteisung (FAST) | Präventiv, gezielt, automatisierbar | Umweltwirkung, Verbrauchsmaterial | Brücken, Tunnelportale |
| Mechanische Räumung | Physikalisch zuverlässig | Personal- und logistikintensiv | Extremwetterlagen |
Wenn Wärme nicht reicht: mechanische Schneeräumung
Bei Extremereignissen stößt jede Heizung an physikalische Grenzen. Dann kommt schwere Räumtechnik zum Einsatz. Hochleistungs-Schneeschleudern wie die Beilhack HB-Serie fräsen mehrere tausend Tonnen Schnee pro Stunde und schleudern ihn gezielt weit vom Gleis weg, um Rückverwehungen zu vermeiden.
Im Regelbetrieb dominieren leichtere Systeme: Kehrbürsten mit Polymerborsten, Druckluftanlagen für Pulverschnee und manuelle Räumung. Metallborsten werden vermieden, da sie Signalanlagen beeinflussen oder Kurzschlüsse verursachen können. Trotz Automatisierung bleibt Personal unverzichtbar – allein bei den ÖBB stehen im Winter mehrere tausend Mitarbeitende in Bereitschaft.
Chemische Enteisung: wirksam, aber nicht neutral
Klassisches Streusalz (Natriumchlorid) wird auf der Schiene kaum eingesetzt. Chloridionen beschleunigen Korrosion und belasten Böden und Gewässer. Stattdessen nutzen Bahnbetreiber Kaliumacetat oder Kaliumformiat. Diese Enteisungsmittel wirken bis etwa −25 °C und greifen verzinkte Stähle deutlich weniger an.
Stationäre Sprühanlagen – häufig als FAST-Systeme (Fixed Automated Spray Technology) ausgeführt – bringen die Chemikalien präventiv auf. Sensoren erfassen den Gefrierpunkt der Feuchtigkeit auf der Schiene und verhindern Eisbildung, bevor sie entsteht, etwa an Brücken oder Tunnelportalen.
Ökologisch sind diese Stoffe verträglicher als Chloride, jedoch nicht vollständig unproblematisch: Sie erhöhen die Sauerstoffzehrung in Gewässern und müssen gezielt und sparsam eingesetzt werden.
Oberleitung unter Eislast
Eis am Fahrdraht führt zu instabiler Stromabnahme und Lichtbögen. Diese erzeugen lokal hohe Temperaturen, die Material abtragen. Aktuelle Entwicklungen setzen auf neue Schleifleistenmaterialien aus Kohlenstoff-Kupfer-Mischungen mit verbesserter Wärmeableitung. Zusätzlich kommen beheizte Pantographen zum Einsatz.
Beschichtungen auf PTFE-Basis mit leitfähigen Füllstoffen sollen Wasser abweisen, ohne den Stromfluss zu behindern. Die Herausforderung bleibt die Haltbarkeit unter mechanischer und elektrischer Dauerbelastung.
Passive Maßnahmen: Physik statt Energie
Nicht jede Lösung ist aktiv. Schneezäune wirken als aerodynamische Barrieren. Sie reduzieren die Windgeschwindigkeit so stark, dass Schnee vor dem Gleis ausfällt. Da die Transportleistung des Windes näherungsweise proportional zur dritten Potenz der Geschwindigkeit ist, reicht eine moderate Abbremsung für große Effekte.
In Gebirgsregionen kommen sogenannte Jet Roofs zum Einsatz. Sie nutzen den Venturi-Effekt, beschleunigen den Luftstrom über Graten und verhindern die Bildung instabiler Schneeverwehungen oberhalb der Trasse.
Europa im Vergleich: Technik ist nicht das Problem der Deutschen Bahn
Ein Blick ins Ausland zeigt: Die Deutsche Bahn ist technisch besser ausgerüstet als ihr Ruf.
- Die ÖBB betreiben rund 10.000 beheizte Weichen.
- Die SBB setzen etwa 7400 Anlagen ein, vor allem auf Hauptachsen und Knotenpunkten.
Der Unterschied liegt nicht in der absoluten Technikmenge, sondern in der Priorisierung. Schweiz und Österreich heizen selektiver, aber konsequenter dort, wo Störungen sofort systemweit wirken.
Trotz vergleichbarer Winterbedingungen erreichen SBB und ÖBB regelmäßig Pünktlichkeitswerte um 94 %. Die Deutsche Bahn liegt im Fernverkehr deutlich darunter. Der Winter ist dabei nicht die Ursache, sondern der Stresstest.
Die Gründe:
- sehr hohe Netzauslastung,
- geringe zeitliche und räumliche Puffer,
- Mischverkehr mit vielen Abhängigkeiten,
- parallel laufende Baustellen,
- insgesamt geringe Redundanz.
Selbst gut beheizte Weichen helfen wenig, wenn das Gesamtsystem kaum Spielräume besitzt.
Strategie, Kosten und Resilienz
Technik allein reicht nicht. Betreiber wie die Deutsche Bahn arbeiten mit Eskalationsmodellen. In Extremlagen werden Nebenstrecken stillgelegt, um das Kernnetz stabil zu halten.
Investitionsentscheidungen basieren zunehmend auf Lebenszykluskosten. Modelle der Luleå University of Technology berücksichtigen explizit Verspätungs- und Ausfallkosten. Das Ergebnis ist eindeutig: Der Ausfall einer einzelnen Weiche auf einer Hauptachse kann volkswirtschaftliche Schäden in Millionenhöhe verursachen – teure Redundanzen rechnen sich dort oft schneller als Minimaltechnik.
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