Engadin St. Moritz Mountains: Erstes Thermosiphon System in Europa

Innovative Lösung zur Sicherung der Infrastruktur am Piz Nair

Nach jahrelanger Planung starteten im vergangenen Juni auf dem Piz Nair die Arbeiten für die Installation eines Thermosiphon-Systems als Massnahme gegen den schwindenden Permafrost. Was seit fünf Jahrzehnten in Alaska, Kanada und Sibirien erfolgreich angewendet wird, soll nun auch auf unserem Ausflugsberg dafür sorgen, dass dessen Bergstation in den kommenden Jahrzehnten stabil und sicher bleibt. Alle Arbeiten sind seit November abgeschlossen und die insgesamt 17 installierten Thermosiphons in Betrieb. Wie gut das ausgeklügelte System in den Alpen funktioniert, werden die Messungen im kommenden Jahr zeigen. Die Zuversicht auf Erfolg ist gross – genauso wie das Interesse an diesem Projekt, das mithelfen kann, uns den Folgen des Klimawandels in den Bergen anzupassen.

Was ist passiert, dass es am Piz Nair überhaupt ein solches Thermosiphon-System braucht? – Die Antwort lieferte Thomas Brunner, Leiter Seilbahnen bei Engadin St. Moritz Mountains, in einem Interview mit der Engadiner Post: « Im berühmten Terrassen-Winter zur Corona-Zeit war ein Fenster, welches uns als Ausgabestelle diente, blockiert. Dieses eine Fenster sowie andere kleinere Risse in Wänden und Decken liessen uns genauer hinsehen. Es wurde uns klar, dass sich die Bergstation bewegt.» Klar wurde nach einer systematischen Überprüfung einer sodann geschaffenen Expertengruppe aus Bauingenieuren, Geologen sowie Vermessungstechnikern aber auch, dass die Sicherheit der Seilbahn und der Bergstation zu keinem Zeitpunkt gefährdet war – und ist. Weil es aber in Sachen Sicherheit keine Kompromisse geben sollte, wurde die gesamte Bergstation mit hochsensiblen Sensoren aus-gestattet, um zu messen, ob sich der Untergrund bewegt. Im Laufe der Eruierung zeigte sich, dass die wärmeren Temperaturen und der damit einhergehende Schwund des Permafrostes die Hauptursache für die Probleme sind.

Permafrost – der « Klebstoff» der Gebirge

Permafrost beginnt erst in einer Tiefe, in der die Temperaturen auch im Sommer konstant unter null Grad Celsius sind. Wenn das Eis schmilzt, fehlt dieser « Klebstoff» – und der Boden verliert zum einen an Stabilität, zum anderen gelangen Regen- und Schmelzwasser in Tiefen und Gesteinsschichten, die bisher durch den Permafrost geschützt waren. Es kommt zu Setzungen und Verschiebungen des Untergrunds in den Sommer- und Herbstmonaten; sobald die Temperaturen sinken und es schneit, statt zu regnen, steht der Boden still.

Thermosiphons – das erfolgversprechende Kühlsystem

Nachdem aufgrund von Abklärungen in alle Richtungen feststand, dass der Betrieb der Seilbahn am Piz Nair nicht in Frage gestellt war, wurde eine möglichst nach-haltige und auf die nächsten 30 Jahre ausgerichtete Lösung gesucht – und mit dem Thermosiphon-System gefunden. Dieses soll dem Boden während der kalten Jahreszeit Wärme entziehen und diesen noch weiter herunterkühlen, damit der sogenannte Permafrost-Körper, sprich der Baugrund unter der Bergstation, den ganzen Sommer gefroren gehalten werden kann. Wenige Grad reichen dazu, denn um den Permafrost zu erhalten, muss die Temperatur des Bodens nur knapp unter 0 Grad liegen. Im Prinzip helfen die Thermosiphons ganz einfach der Natur etwas nach: auf nachhaltige, klimaneutrale sowie naturschonende Weise, da für den « Thermosiphon-Effekt» keine Fremdenergie benötigt wird.

Der « Thermosiphon-Effekt» – klug und verständlich

Das Prinzip, sprich der Effekt des Thermosiphon-Systems am Piz Nair ist relativ einfach zu erklären: In jedem der siebzehn Thermosiphons, allesamt versiegelte Stahlrohre, zirkuliert komprimiertes Kohlendioxid ( CO2).
Sobald die Luft und somit die Kondensatoren kälter als null Grad sind, kondensiert das gasförmige CO2. Dieses fliesst als Tropfen im Stahlrohr in die Tiefe. Da dort wärmere Temperaturen herrschen, wärmt sich das CO2 wieder auf, wird gasförmig und steigt hoch in den Kondensator. Somit entsteht eine automatische Zirkulation aufgrund der Temperaturunterschiede und des damit einhergehenden Wechsels der Aggregatzustände. Der Kreislauf des Kohlendioxids kühlt den Boden und damit den Permafrost kontinuierlich ab.

Bohren bei laufendem Betrieb – eine meisterliche Leistung

Um die Thermosiphons unter dem Gebäude zu platzieren, mussten insgesamt 580 Bohrmeter ausgeführt werden. An Herausforderungen für die Bohrmeister mangelte es dabei nicht: Zum einen musste ungewohnt flach und bis zu 45 Meter in den Untergrund gebohrt werden, um die Thermosiphons-Rohre unter der Bergstation zu positionieren. Zum anderen musste das Bohrgerät exakt ausgerichtet sein, um die unter dem Gebäude bestehende Infrastruktur wie Strom- oder Wasserleitungen nicht zu beschädigen. Die von den Ingenieuren berechneten Positionen waren überdies präzise einzuhalten, damit sich die Einflussbereiche der einzelnen Rohre überschneiden – eine Voraussetzung, damit der durchgängige Permafrost-Körper erhalten beziehungsweise wieder aufgebaut werden kann. Unter das Gebäude wurde von zwei Seiten her gebohrt. Vertikale Bohrungen auf der Ost- und Westseite ergänzen das System, für welches Kondensatoren an drei verschiedenen Standorten rund um die Station montiert wurden. Jeder Thermosiphon läuft für sich autonom.

Kurzum: Aller guten Thermosiphon-Effekte sind drei, um die Bergstation Piz Nair für die kommenden Jahrzehnte sicher betreiben zu können.

NACHGEFRAGT

« Dieses 1,8-Millionen-Projekt ist für uns eine Investition in die Zukunft des Piz Nair als Ausflugsberg so-wie für den Erhalt des touristischen Angebots durch die Sicherstellung des Seilbahnbetriebs. Es ist uns bewusst, dass wir damit keine Klimaprobleme lösen, sondern situativ auf ein lokales Geschehnis im Zusammenhang mit dem Permafrost reagieren. Dieser steht bei uns stets in Verbindung mit den Bergen; in Kanada oder Alaska, wo diese nach-haltige, energieautarke Technologie seit 50 Jahren angewandt wird, kommt Permafrost aber nicht hoch oben, sondern bereits auf Meeres-höhe vor. Und seine Erwärmung führt selbst in diesen kälteren Gefilden zu einem nicht mehr « permanent» gefrorenen Boden und damit zu einem instabilen Untergrund für die darauf gebaute Infrastruktur. Das Phänomen des schwindenden Permafrosts ist also weit mehr als ein Bergproblem. Der auf der anderen Seite des Atlantiks jahrelang erfolgreiche Einsatz dieses innovativen Systems stimmt uns allerdings zuversichtlich, damit auch die Problematik am Piz Nair in den Griff zu bekommen. Wohlwissend, dass einzig die Natur befiehlt und wir Menschen uns anpassen müssen. Das bleibt permanent so.»
Markus Meili
Geschäftsführer
Engadin St. Moritz Mountains

NACHGEBOHRT

bei Thomas Brunner, Leiter Seilbahnen bei Engadin St. Moritz Mountains, der das Thermosiphon-Projekt vor zweieinhalb Jahren in die Wege geleitet und dessen Umsetzung gemeinsam mit Fachexperten – allen voran dem seit 20 Jahren in Kanada lebenden und auf Permafrost-Technik spezialisierten Schweizer Bauingenieur Lukas Arenson – akribisch geplant hat. Die Thermosiphons sind mittlerweile in Betrieb und Thomas’ Antworten druckreif geblieben.

Thomas, in einem Mitte August 2025 ausgestrahlten Beitrag von SRF (10 vor 10: « Die Idee») hast du sehr zuversichtlich geklungen. Ist diese Gefühlslage nach den letzten Bohrungen unverändert?

Ja, ich bin noch immer zuversichtlich, dass die Thermosiphons funktionieren werden. Wir konnten bereits beobachten und messen, wie dem Untergrund Wärme entzogen wird.

Gab’s beim Projektbau unerwartete Herausforderungen oder lief alles nach Plan?

Wir gingen davon aus, dass die Bohrarbeiten herausfordernd werden, jedoch waren diese noch anspruchsvoller als erwartet. An dieser Stelle ein Kompliment an die gesamte Bohr-Crew, welche bei teils sehr widrigen Bedingungen top Arbeit abgeliefert hat. Wir haben die Bohrarbeiten circa zwei Wochen später abgeschlossen als geplant; dies aufgrund der anspruchsvollen Geologie sowie von technischen Ausfällen des Equipments und Unterbrüchen aufgrund des Wetters. [Anmerkung der Redaktion: Das Ziel, die Arbeiten bis Mitte Oktober abzuschliessen, wurde trotzdem erreicht.]

Was war bislang das Beeindruckendste für dich?

Der Umfang und die Komplexität des Gesamtprojekts Piz Nair beeindruckt mich immer wieder. Es sind viele einzelne, teils hochspezialisierte Fachleute am Projekt beteiligt, die von St. Moritz über Zürich bis Nordamerika verteilt sind. Alles zu koordinieren, um die bestmöglichen Entscheidungen treffen zu können, war gewiss für alle sehr herausfordernd – nur schon einen Meetingtermin über alle Zeitzonen hinweg zu finden, gestaltete sich nicht immer so einfach… Umso mehr bin ich vom Resultat, auf welches wir die letzten zwei Jahre hingearbeitet haben, beeindruckt.

Kamen dir im Verlauf des Projekts auch kritische Stimmen zu Ohren?

Ich denke, der grösste Kritiker im Vorfeld war ich selbst! [– meint Thomas mit einem Augenzwinkern] Ich musste mich vertieft mit der Materie Permafrost befassen, um selbst davon überzeugt zu sein, dass dieses Projekt in unserem Fall sowie gesamthaft betrachtet die nachhaltigste Lösung ist. Natürlich gibt es bei solchen Infrastruktur-Projekten auch immer einige wenige negative Rückmeldungen. Oftmals kann in Gesprächen aber das Gesamtbild der Bergbahnen und deren wirtschaftliche Bedeutung aufgezeigt werden.

Du hast bereits auf der ganzen Welt Seilbahnen gebaut. Was bedeutet dieses Projekt für dich?

Dass auch nach knapp 20 Jahren in der Branche noch immer Neues dazugelernt werden muss und stets auch unkonventionelle Lösungen in Betracht gezogen werden müssen und sollen – sei dies irgendwo in den Anden oder direkt vor der Haustüre. Dank diesem Projekt konnte ich auch mein persönliches Netz-werk erweitern und spannende Menschen kennenlernen.

Inwiefern wurdest du bislang darin bestätigt, dass es richtig war, dieses Projekt in die Tat umzusetzen?

Einerseits konnten wir aufzeigen, dass ein solches Unterfangen tatsächlich umsetzbar ist. Das Projekt an sich stösst in der Branche über die Landesgrenzen hinweg auf grosses Interesse und zeigt, dass langfristige Lösungen zum Erhalt von Infrastrukturen im Permafrost gesucht sind. Zudem zeigen die Messungen der letzten Jahre klar, dass ohne Massnahmen ein Weiter-betrieb der Seilbahn mittelfristig nicht mehr möglich wäre.

Wann kann man mit « verbindlichen» Messresultaten rechnen, die den erhofften Erfolg des Projekts bestätigen können?

Spätestens in einem Jahr sehen wir, ob mit dem zusätzlichen Wärmeentzug der Boden wieder über die Sommermonate gefro-ren bleibt und sich dadurch auch der Baugrund stabilisiert hat.

Was können Interessierte vom Projekt vor Ort noch sehen?

Mit Abschluss der Bauarbeiten ist auch die Plattform verschwunden, mit der allen Besuchenden ein sicherer und eindrucksvoller Blick auf die Baustelle geboten wurde. Die fertigen Thermosiphons bzw. die Kondensatoren bleiben aber weiterhin sichtbar. Es besteht auch die Idee, zu der ganzen Thematik einen Infopoint zu erstellen.

« Eine konventionelle Sicherung mit Betonankern oder gar die Aufgabe des Bergs waren für uns keine Optionen.»
Thomas Brunner, Leiter Seilbahnen

Text und Bilder: Magazin «INSIDER» der Engadin St. Moritz Mountains AG
https://www.mountains.ch/