Hitze in Sibirien: Norilsk baut für Permafrostboden Tiefkühlung
Keine Überlandstrasse führt nach Norilsk, 4'500 Kilometer trennen die Stadt von der Ukraine. Die grösste Gefahr für die nördlichste Grossstadt der Welt geht nicht von Drohnen oder Raketen aus. 300 Kilometer nördlich des Polarkreises zeigt sich der Feind auf den Thermometern: Im Winter sinken die Werte auf lebensfeindliche Tiefen, im Sommer lassen sie den Permafrostboden tauen, der der Stadt Halt gibt.
Die Temperaturen in der arktischen Region reichen gerade wieder an die 30 Grad heran. Am 27. Juni war es mit 32,2 Grad so warm wie dort noch nie, 30,3 Grad am 26. Juli bedeuteten einen neuen Rekord für den Monat Juli, starkes Tauwetter für das Erdreich. Gut zehn Millionen Quadratkilometer Russlands liegen auf gefrorenem Boden, eine Fläche 30-mal so gross wie Deutschland. Städte, Pipelines, Strassen, Flughäfen sowie Bergbau- und Energieanlagen sind auf Eis im Untergrund gebaut.
Inzwischen muss der Boden dort mit Tiefkühlanlagen nachgerüstet werden: Die Frage ist nicht länger, wie man auf gefrorenem Boden baut, sondern wie man das schwindende Eis konserviert, um wichtige Infrastruktur zu retten. Es ist Anpassung an den Klimawandel in ihrer extremsten Form, eine wichtige Anlage soll die unterirdische Kühlung 50 Jahre Zeit verschaffen.
Sibirien schien wegen der Probleme mit dem trügerischen Untergrund 2020 sogar aus dem All sichtbar zu bluten: Auf Satellitenfotos zog sich eine rote Spur durch die karge, braune, von Moosen und Mooren geprägte Landschaft. Der Fluss Ambarnaja hatte sich durch rund 20'000 Tonnen ausgelaufenes Dieselöl über viele Kilometer verfärbt.
Der Klimawandel sei verantwortlich für eine der schwersten Umweltkatastrophen Russlands, erklärte der Konzern Nornickel, der mit seinen Werken auch dafür verantwortlich ist, dass Norilsk Russlands Stadt mit der schlechtesten Liftqualität ist. Jetzt hatte sich im aufgeweichten Boden ein Stützpfeiler eines Tanks verschoben. Ein Reservetank des Heizkraftwerks TETs-3 verlor die Stabilität, die Welle des Öls überwand alle Barrieren. Der Konzern zahlte im März 2021 nach heutigem Kurs rund 1,6 Milliarden Euro Strafe und Manager wurden verurteilt.
Gebäude stehen auf Pfählen im Permafrost
Die meisten Gebäude in Norilsk stehen auf Pfählen, die zehn bis dreissig Meter tief in den gefrorenen Boden getrieben sind. Diese Bauweise soll in Permafrostgebieten verhindern, dass Bauwerke bei Temperaturschwankungen absacken. Sie funktioniert jedoch nur, solange der umgebende Boden seine Tragfähigkeit behält, solange das Eis ihn hält. Die Probleme beginnen schon mit Eisverlusten und vermehrten Wasserbewegungen im Erdreich.
Das Problem war also grundsätzlich bekannt, als der Unfall am Heizkraftwerk TETs-3 das Öl in die arktische Landschaft freigab. Eine aufwendige Rettungsaktion soll nun verhindern, dass ein weiteres Bauwerk in gefährliche Schieflage gerät: die Gasreduzierstation GRS-2.
Sie ist existenziell für ein weiteres Heizkraftwerk, das TETs-2. Und Wärme und Strom sind überlebensnotwendig in einer Stadt, in der die Durchschnittstemperatur im Januar bei minus 27 Grad liegt und 1935 ein Tiefstwert von minus 56 Grad gemessen wurde.
Station und Kraftwerk stehen im Bezirk Talnach. Dort hat sich an einem Morgen im Juni 2025 dramatisch gezeigt, wie instabil der Untergrund sein kann durch das Tauen in Verbindung mit dem Bergbau. Das Erdreich brach ein und verschlang einen Wachcontainer mit der Mitarbeiterin einer Sicherheitsfirma. Sie sollte darauf achten, dass niemand mehr das gefährdete Gebiet mit privaten Garagen betritt. Die Suche wurde vorzeitig beendet – zu gefährlich für die Retter. Die 59-jährige Frau wurde nie gefunden und für tot erklärt.
An der Gasreduzierstation hatte es 2022 erstmals konkreten Anlass zur Sorge gegeben: kleinere Schäden durch ungleichmässiges Absacken des Bodens. 2023 ergaben Messungen, dass die Temperatur in der Tiefe gestiegen war. An der Station zeigen sich deutlich zwei technische Aspekte. Zum einen steht sie, wie fast alles in Norilsk, auf Pfählen im Boden, wo die Wärme zunehmend Probleme bereitet. Zum anderen wird im Gebäude mit riesigen Wärmetauschern ein Kampf gegen Kälte geführt.
Gas kühlt sich schlagartig um 30 Grad ab
Das liegt an den Eigenschaften von Gas. Es fliesst zur Station mit hohem Druck von rund 70 bar, um überhaupt durch die Tundra zu strömen. Für Abnehmer wie das Kraftwerk ist dieser Druck viel zu hoch. Die Anlage muss ihn auf wenige Bar senken.
Wenn ein Gas sich schlagartig entspannt, sinkt die Temperatur stark. Das ist der Joule-Thomson-Effekt, den jeder an einer Spraydose feststellen kann, die bei der Benutzung abkühlt. Bei einem Abfall von rund 70 auf wenige Bar kühlt sich das Gas um 30 Grad ab. Es kommt in Norilsk in der Regel ohnehin schon eiskalt an.
Die Station würde ohne die kräftige Vorwärmung sofort von innen vereisen und die Rohre würden sich zusetzen. Und ohne die Gaszufuhr bräche die Wärme- und Stromversorgung der halben Stadt zusammen.
Was aber tun, wenn der Boden unter dem Gebäude inzwischen bis in rund zwölf Meter Tiefe aufgetaut und die Standsicherheit damit gefährdet ist? Eine unterirdische Tiefkühlung soll für die Gasstation die Lösung sein. Sechs senkrechte, mit Ammoniak als Kältemittel gefüllte Rohrsysteme reichen in den Untergrund. Im Winter entzieht das System dem Boden die Wärme.
Anpassung steht in Russland im Zentrum
Das Kältemittel verdampft in der Tiefe, steigt auf, gibt die Wärme oben an die eisige Luft ab, sinkt verflüssigt wieder herab – ein Kreislauf in Thermosiphons ohne Pumpe und ohne Strom. Von Oktober bis April soll die Anlage arbeiten und so viel Winterkälte speichern, dass der Frost bis zur nächsten Saison hält. Der feindselige Winter wird hier zum Verbündeten.
Norilsk – Grossstadt auf tauendem Eis
Es gab dazu keinen Spatenstich, keine Politikerreden, keine feierliche Einweihung, nur eine knappe Pressemitteilung des Unternehmens Norilsktransgaz am 3. Februar 2026 mit ein wenig lokaler Berichterstattung. «Die Umsetzung dieses Projekts wird die Bodentemperatur des Fundaments der Gasreduktionsanlage GRS-2 auf die zulässigen Grenzwerte bringen», erklärte ein Manager. «Dadurch wird das Risiko von Fundamentverformungen beseitigt und die Anlage GRS-2 geschützt.» Es ist der Ton, in dem in Russland überwiegend über den tauenden Boden gesprochen wird: als technische Aufgabe. Im Zentrum steht die Anpassung, nicht die Ursache.
Putin sprach 2019 von drohender Verwüstung der Regionen
Dabei ist Russland von der Erderwärmung deutlich stärker betroffen als die Erde im Durchschnitt, sagte Präsident Wladimir Putin in einer Pressekonferenz wenige Monate vor der Ölkatastrophe. «Unsere Temperaturen steigen um den Faktor 2,5 schneller als im Durchschnitt auf dem Planeten.» In arktischen Gebieten ist das Ausmass noch grösser. Putin hatte vor knapp 2'000 Journalisten darauf hingewiesen, dass ganze Städte auf Permafrostböden gebaut sind. «Wenn die auftauen, können Sie sich vorstellen, was für Folgen das haben kann. Das kann zur Verwüstung einiger Regionen führen, das betrifft uns alle.» Das russische Umweltministerium beziffert die möglichen Schäden bis 2050 auf umgerechnet bis zu 57 Milliarden Euro.
In Norilsk verzeichneten Messungen 1989 39 Bauten mit festgestellten Permafrostveränderungen. Heute stehen auf einer Liste des Bürgermeisters rund 240 Gebäude, die dringend saniert werden müssen oder bereits nicht mehr bewohnbar sind. Der Katastrophenschutz warnt explizit vor drei Gebäuden im Stadtkern, die hochgradig einsturzgefährdet sind. Neue Hochhäuser dürfen seit 2002 gar nicht mehr gebaut werden.
Im Raum Norilsk gibt es jetzt das «leistungsstärkste Messfeld des Landes», wie Jewgeni Golubew sagt. Golubew ist der Rektor der Fedorowski-Polaruniversität, an deren Zentrum für Permafrostforschung seit 2023 ein sogenanntes Hintergrund-Monitoring des Permafrosts betrieben wird. An Hunderten Bohrlöchern erfassen Temperaturfühler auf verschiedenen Ebenen die Temperatur und die Tiefe des saisonalen Auftauens.
Die Universität arbeitet eng mit dem Bergbaukonzern zusammen. Unternehmen des Nornickel-Konzerns sind in der Stadt allgegenwärtig. Eine Tochter liefert unter anderem das Gas für die Heizkraftwerke einer anderen Tochter. «Norilsk Nickel» nannte sich das Unternehmen bei seiner Gründung 1989. Das drückt aus, warum es gegründet wurde – und warum die Stadt existiert. In der Region gibt es einige der grössten Nickel-, Kupfer- und Palladiumvorkommen der Welt. 1935 begann der Abbau, bis 1956 betrieben ihn fast ausschliesslich Gulag-Häftlinge. Die Stadt ist entstanden, um die Bodenschätze zu fördern und zu verarbeiten.
Wissenschaftler Golubew nannte die Lage vor wenigen Tagen «bedrückend». Der Nachrichtenagentur RIA sagte er: «Der Permafrost taut, von Jahr zu Jahr wird das deutlicher. Steht ein Gebäude im Permafrost und verliert der Boden darunter seine Festigkeit, beginnt es zu reissen und zu zerfallen. Bei einer Industrieanlage kann die Rettung Milliarden Rubel verschlingen.»
Verwendete Quellen:
- Eigene Rercherchen
- norilsktgaz.ru: Thermische Stabilisierung von Böden bei GRS-2 (Russisch)
- nornickel.ru: Norilsk Nickel hat den durch den Treibstoffaustritt verursachten Umweltschaden vollständig kompensiert (Russisch, archiviert)
- kremlin.ru: Transkript der Putin-Pressekonferenz im Dezember 2019 (Russisch, archiviert)
- t.me: Mitteilung der Ermittlungsbehörden zum Bodeneinbruch in Talnach (Russisch)
- ttelegraf.ru: Die erste Erdkühlanlage wird das Betriebsgebäude auf dem Gelände von Norilsktransgaz bewahren (Russisch, archiviert)
- nornickel.ru: Geotechnische Überwachung bei Permafrosttauen: Wie Norilsk Nickel Infrastruktur vor Klimarisiken schützt (Russisch, archiviert)
- ria.ru: "Auftauen des Permafrosts". Warum eine wissenschaftliche Mission in die Arktis entsandt wurde (Russisch, acrchiviert)
