International Journal for Nuclear PowerNr. 4 April 2004
Abfallaufkommen und Endlagerverfügbarkeit aus EW-Sicht
H. Bröskamp, K.-J. Brammer und R. Graf, Essen
Inhalt:
Anschrift der Verfasser: Vorgetragen auf dem Symposium des Niedersächsischen Umweltministeriums am 24. November 2003 in HannoverDie friedliche Nutzung der Kernenergie begann in Deutschland bereits in den 1950er Jahren. Zunächst wurden Kernkraftwerke zu Forschungszwecken betrieben, die Nutzung zur Stromerzeugung begann 1962 mit der Inbetriebnahme des Versuchsatomkraftwerkes (VAK) in Kahl. In den 1960er und zu Beginn der 1970er Jahre wurde von der Politik aufgrund eines erwarteten stark ansteigenden Energiebedarfs, und einer erwarteten damit einhergehenden dramatischen Verknappung der erforderlichen Energierohstoffe, ein massiver Ausbau der Kernenergie gefordert und gefördert. Die Energieversorgungsuntemehmen (EVU) wurden aufgefordert, die politischen Überlegungen in die Tat umzusetzen und Kernkraftwerke zu errichten. Dies führte zwischen 1968 (KWO) und 1989 (GKN 2) zur Inbetriebnahme von insgesamt 21 Kernkraftwerken. Dabei wurde die Frage der Entsorgung der Kernkraftwerke von Anfang an berücksichtigt. Bereits 1957 wird in einem Memorandum der Deutschen Atomkommission der Hinweis auf die Notwendigkeit der sicheren Beseitigung der radioaktiven Abfälle formuliert. Der Gesetzgeber hat diese Anregung aufgegriffen und im Atomgesetz vom 23.12.1959 Vorschriften zur schadlosen Verwertung radioaktiver Stoffe angelegt.
Im Zusammenhang mit dem nuklearen Entsorgungszentrum wurde von der Bundesrepublik auch nach einem geeigneten Endlagerstandort gesucht. Nach einer intensiven Standortsuche durch die Bundesregierung und das Land Niedersachsen benannte die Niedersächsische Landesregierung 1977 Gorleben als Standort für ein nukleares Entsorgungszentrum. Vorausgegangen war ein 3stufiges Auswahlverfahren, in dem mehr als 140 Standorte betrachtet wurden. Die Arbeiten zur Erkundung des Standortes begannen 1979 und wurden am 01.10.2000 zur Klärung von konzeptionellen und sicherheitstechnischen Zweifeln der Bundesregierung unterbrochen. Die geschätzten Investitionskosten betragen insgesamt rd. 3,3 Mrd. Euro, von denen bisher bereits 1,3 Mrd. Euro ausgegeben wurden. Ein weiteres Projekt der Bundesregierung ist die Nutzung der Schachtanlage Konrad als Endlager für schwach- und mittelradioaktive Abfälle. Im Rahmen der Nachnutzung des ehemaligen Eisenerzbergwerkes begann 1975 die Gesellschaft für Strahlen- und Umweltforschung mbH (GSF) im Auftrag des Bundes mit ersten Untersuchungen die Eignung als Endlager zu überprüfen. Nach Abschluss dieser vorlaufenden Eignungsuntersuchungen 1982 hat dann die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), die damals verantwortliche
Bundesbehörde (Vorgänger des Bundesamtesfür Strahlenschutz (BfS) den Antrag auf Einleitung des Planfeststellungsverfahrens gestellt. Der Planfeststellungsbeschluss wurde nach gut 20 Jahren im Mai 2002 erteilt und ist zurzeit noch beklagt. Die geschätzten Investitionskosten betragen insgesamt 1,8 Mrd. Euro, von denen bisher 0,8 Mrd. Euro ausgegeben wurden. Die Zuständigkeiten bei der Entsorgung sind in Abbildung 1 dargestellt. Für die bei der Nutzung der Kernenergie zur Stromerzeugung anfallenden Reststoffe ist der Betreiber des Kernkraftwerkes verantwortlich. Er muss diese entweder schadlos verwerten oder geordnet als Abfall - beseitigen. Dazu gehören auch bestrahlte Brennelemente, die nicht für die Wiederaufarbeitung und damit die Rezyklierung der noch vorhandenen Energierohstoffe vorgesehen sind. Die Abfälle verbleiben bis zur Annahme in einem Bundesendlager im Eigentum des Abfallerzeugers. Für die Endlagerung ist gemäß § 9 a Abs. 3 AtG der Bund zuständig (vgl. Abbildung 2). Dieser hat die Aufgabe auf seine nachgeordnete Behörde, das BfS übertragen, das auf dieser Basis die Endlagerprojekte Gorleben und Konrad seit über 20 Jahren verfolgt. Die dabei entstehenden notwendigen Aufwendungen sind gemäß § 21 b Abs. 3 AtG in Verbindung mit der Endlager-VIV von den Ablieferungspflichtigen als Abfallverursacher zu tragen. Zur Erfüllung seiner Pflichten hat das BfS mit der Deutschen Gesellschaft zum Bau und Betrieb von Endlagern für Abfallstoffe mbH (DBE) einen Kooperationsvertrag abgeschlossen und die DBE mit der Planung, Errichtung und Betrieb von Bundesendlagem betraut. Im Bereich der Bearbeitung geowissenschaftlicher und geotechnischer Fragestellungen der Endlagerung arbeitet das BfS mit der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) zusammen. Die BGR ist dem Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit (BMWA) zugeordnet. Die Genehmigung (Planfeststellung) eines Bundesendlagers obliegt der zuständigen obersten Landesbehörde, die wiederum der Bundesaufsicht des BMU unterliegt. Somit übt das BMU im Bereich der Endlagerung sowohl die Fach- und Rechtsaufsicht über den Antragsteller BfS als auch die Bundesaufsicht über die Planfeststellungsbehörde aus. Bei der Endlagerung sind aus dem Betrieb von Kernkraftwerken folgende Abfallarten zu berücksichtigen: - Betriebsabfälle - Stilllegungsabfälle Während man international Abfälle in die Kategorien schwach-, mittel- und hochradioaktiv einteilt, erfolgt die Unterscheidung in Deutschland im Hinblick auf die beiden Endlagerprojekte Konrad und Gorleben nach den Kategorien nicht wärmeentwickelnde bzw. wärmeentwickelnde Abfälle (Abbildung 3). Nicht wärmeentwickelnde Abfälle sind solche, die nur zu einer geringfügigen Erhöhung der Temperatur (max. 3 Grad K) des umgebenden Wirtsgesteins führen.
Für die Endlagerung dieser Abfälle ist die Schachtanlage Konrad vorgesehen. Demgegenüber führen wärmeentwickelnde Abfälle zu einem deutlich höheren Wärmeeintrag in das Endlager. Die Endlagerung dieser Abfälle ist im Salzstock Gorleben vorgesehen, sofern sich dieser nach Abschluss der Erkundungsarbeiten als geeignet erweist. 3.1 Schwachradioaktive (nicht wärmeentwickelnde) Abfälle Schwachradioaktive Abfälle fallen beim Betrieb, bei Reparatur und Wartung sowie bei der Stilllegung von Kernkraftwerken an. Darüber hinaus stammen geringere Mengen aus der Wiederaufarbeitung und der Konditionierung bestrahlter Brennelemente. Solange kein Endlager verfügbar ist, müssen diese Abfälle zwischengelagert werden. Dem haben die EVU mit dem Aufbau von zentralen Zwischenlagern und Lagerkapazitäten an den Kernkraftwerkstandorten Rechnung getragen. Bestand Zum 31.12.1999 hat das BfS das Volumen bereits vorliegender konditionierter Abfälle
mit ca. 64 000 m³ angegeben (aktuell etwa 68 000 m³) Hiervon entfallen auf die EVU etwa
16 000 m3, während 48 000 m³ auf andere Abfallverursacher, wie
Großforschungseinrichtungen, Landessammelstellen, Medizin und Industrie etc., entfallen.
Dem Bestand von rd. 16 000 m³ konditionierter Abfälle stehen bei den EVU Lager Abfallaufkommen a) Betriebsabfälle
b) Stilllegungsabfälle Die Vereinbarung zwischen EVU und Bundesregierung vom 11.06.2001 hat zur Folge, dass rechnerisch bis etwa 2021 alle heutigen Kernkraftwerke stillgelegt werden. Daraus folgt, dass in den nächsten Jahren das Aufkommen an Stilllegungsabfällen deutlich zunehmen wird. Pro Kernkraftwerk wird mit einem Abfallvolumen von rd. 5 000 bis 7 000 m³ (DWR/SWR) gerechnet. Da der Ablauf der Stilllegung und die Wahl der Stilllegungsvariante im Einzelfall noch offen sind, kann das jährliche Aufkommen nur rechnerisch auf Grundlage vereinfachender Modellannahmen zu etwa 4 000 m³ pro Jahr abgeschätzt werden. Insgesamt wird mit einem Volumen an Stilllegungsabfällen für alle Kernkraftwerke von rd. 115 000 m' gerechnet. Hinzu kommen noch ca. 10 000 m³ für die bereits im Rückbau befindlichen Kernkraftwerke. c) Wiederaufarbeitungs- und sonstige Abfälle Unter der Annahme, dass die Nicht-HAW-Abfälle aus der Wiederaufarbeitung deutscher
Brennelemente bei BNFL durch eine im Wesentlichen aktivitätsequivalente Menge von
Glaskokillen substituiert werden, fallen nur ca. 3 000 m³ schwachradioaktive Abfälle aus
der Wiederaufarbeitung bei COGEMA an. Darüber Zeitliche Entwicklung Somit wird das Volumen des heutigen Bestandes und der bis etwa 2030 noch erwarteten Abfallmengen aus Betrieb und Stilllegung der in Deutschland betriebenen Kernkraftwerke rd. 170 000 m³ betragen. Diese Menge hätte auf der Fläche eines Fußballplatzes, auf dem bis zu einer Höhe von 17 m Abfall gestapelt wird, Platz. Die zeitliche Entwicklung dieses Abfallvolumens ist in der Abbildung 4 dargestellt. Wie hieraus hervorgeht, wird das kumulierte Abfallvolumen im Wesentlichen durch die Stilllegungsabfälle bestimmt. Bei einem zeitlichen Anfall der Stilllegungsabfälle von ca. 4 000 m³ pro Jahr, wie hier unterstellt, wären die summarisch verfügbaren Zwischenlagerkapazitäten im Jahre 2013 vollständig gefüllt. 3.2 Hochradioaktive bzw. wärmeentwickelnde radioaktive Abfälle Zu dieser Abfallkategorie gehören im Wesentlichen die verglasten Spaltproduktlösungen, die kompaktierten Hülsen und Strukturteile aus der Wiederaufarbeitung bestrahlter Brennelemente sowie bestrahlte Brennelemente, die für die direkte Endlagerung vorgesehen sind.
Abfallmengen aus der Wiederaufarbeitung Die Aufarbeitung abgebrannter Brennelemente war bis zum Jahr 1994 für die deutschen Energieversorgungsuntemehmen laut Atomgesetz der vorrangige Entsorgungsweg für bestrahlte Brennelemente. Entsprechend haben die deutschen EVU Wiederaufarbeitungsverträge mit COGEMA und BNFL über insgesamt rd. 6 900 t abgeschlossen. Für diese Verträge besteht die Verpflichtung zur Rücknahme der bei der Wiederaufarbeitung anfallenden Abfälle. Während Brennelementtransporte zur Wiederaufarbeitung nach der Vereinbarung zwischen den EVU und der Bundesregierung vom 11.06.2001 nur noch bis Mitte 2005 zulässig sind, wird sich die Rückführung aller Wiederaufarbeitungsabfälle nach heutigen Planungen bis etwa 2022 erstrecken. Insgesamt wird mit rd. 127 Glaskokillenbehälter von COGEMA und etwa 39 Glaskokillenbehältern von BNFL, in Summe also mit etwa 166 Glaskokillenbehältern gerechnet. Die Zwischenlagerung dieser Behälter erfolgt im Transportbehälterlager Gorleben (TBL-G). Die Dauer der Zwischenlagerung richtet sich nach der Verfügbarkeit und den Annahmebedingungen eines Endlagers. Nach den derzeitigen Konzeptplanungen für ein Endlager in Gorleben ist für die HAW-Abfälle eine Zeitspanne von etwa 30 bis 40 Jahren zwischen Entladung der Brennelemente aus dem Reaktor und Endlagerung der verglasten Abfälle erforderlich. Die Rückführung der hochdruckverpressten Hülsen und Strukturteile soll nach heutigen Planungen im Jahr 2008 beginnen. Die hochdruckverpressten Hülsen und Strukturteile befinden sich in Edelstahlkokillen, die die gleichen geometrischen Abmessungen wie die Glaskokillen haben. Insgesamt werden 309 Großbehälter mit kompaktierten Hülsen und Strukturteilen aus den Wiederaufarbeitungsverträgen mit COGEMA erwartet. Diese Abfälle könnten, da keine weitere Abklinglagerung erforderlich ist, unmittelbar in ein Endlager verbracht werden. Sofern jedoch kein Endlager verfügbar ist, ist eine Zwischenlagerung dieser Behälter - nach erforderlicher Genehmigungserweiterung - im Transportbehälterlager Ahaus vorgesehen.
Für die Zwischenlagerung der zurückzunehmenden Wiederaufarbeitungsabfälle stehen in Ahaus und Gorleben insgesamt 840 Stellplätze zur Verfügung, von denen zurzeit 81 belegt bzw. für Dritte reserviert sind (305 THTRBehälter auf 50 Stellplätzen; 11 Stellplätze für Brennelementbehälter aus verschiedenen Kernkraftwerken; 20 Stellplätze reserviert für Dritte, z. B. Forschungszentren). Wie aus Abbildung 5 ersichtlich ist, reichen diese Stellplätze für die zurückzuführenden Wiederaufarbeitungsabfälle aus. Bestrahlte Brennelemente für die direkte Endlagerung Es handelt sich hierbei um bestrahlte Brennelemente (BE), die nicht wiederaufgearbeitet
werden und nach Zwischenlagerung und Konditionierung direkt endgelagert werden. Unter
Berücksichtigung der Die Brennelemente werden unverdichtet in CASTOR® Behältern zwischengelagert. Nach der Errichtung der im Atomgesetz (AtG) vorgeschriebenen Standortzwischenlager werden ausreichend Stellplätze zur Zwischenlagerung zur Verfügung stehen. Die vor kurzem durch das BIS erteilten Betriebsgenehmigungen für die Zwischenlager sind auf 40 Jahre begrenzt. Für die Konditionierung der Abfälle, aber auch für die Dauer der Zwischenlagerung sind das Endlagerkonzept und die
Verfügbarkeit von Endlagern von großer Bedeutung. Zumindest bezüglich der Verfügbarkeit haben sich die Planungen in der Vergangenheit immer wieder geändert. Nach Planungen aus den frühen 1980er Jahren sollte Konrad 1989 und Gorleben 2001 in Betrieb gehen. Während die Projektveränderungen in vor allem durch sachliche Einflussfaktoren bedingt waren, sind die massiven Terminverschiebungen seit 1998 rein politisch bedingt. Abbildung 6 zeigt die geplanten Projektabläufe der Endlagerprojekte Konrad und Gorleben aus Sicht des Jahres 1998 und heute. Die Inbetriebnahme des Endlagers Konrad war 1998 vom BfS für das Jahr 2002 geplant. Für Gorleben hat das BfS 1998 das Jahr 2012 für das Ende der Umrüstung (Inbetriebnahme 2013) genannt. Die Planungen der Kernkraftwerksbetreiber für die der Endlagerung vorausgehenden Entsorgungsmaßnahmen (z. B. Behälterkonzepte, Konditionierung, Zwischenlagerung) waren auf diese Vorgaben des Bundes abgestimmt. Die aktuelle Situation der beiden Endlagerprojekte ist definiert durch die zwischen der Bundesregierung und den Energieversorgungsuntemehmen am 11.06.2001 unterzeichnete Vereinbarung und dem Bemühen des BMU, ein neues Standortauswahlverfahren (AKEnd) zu implementieren, was aus Sicht der EVU gegen Wort und Geist der Vereinbarung verstößt und auch sachlich nicht erforderlich ist. 4.1 Situation Konrad Für die Schachtanlage Konrad liegt seit Mai 2002 der Planfeststellungsbeschluss vor. Vereinbarungsgemäß wurde vom Antragsteller, dem BfS, der Antrag auf Sofortvollzug des Beschlusses am 17.07.2000 zurückgezogen, um vor der Umrüstung die Klageverfahren abzuschließen. Die Energieversorgungsunternehmen gehen davon aus, dass nach zügiger Beendigung der Rechtsstreitigkeiten und dem Erlangen von Rechtssicherheit die Errichtung des Endlagers durch den Bund abgeschlossen wird. Nach einer etwa zwei bis drei Jahre dauernden Vorbereitungszeit wird die Umrüstung der Anlage, d. h., der Bau der erforderlichen Gebäude über Tage und das Auffahren und Herrichten der Einlagerungshohlräume, etwa vier bis fünf Jahre in Anspruch nehmen. Die Einlagerung könnte somit je nach Dauer der Klageverfahren etwa ab 2010 bis 2013 beginnen. 4.2 Situation Gorleben Die Erkundung des Salzstocks Gorleben wurde am 01.10.2000 zur Klärung von konzeptionellen und sicherheitstechnischen Fragen des BMU zur Endlagerung für einen Zeitraum von drei bis maximal zehn Jahren unterbrochen. Nach Auffassung der derzeitigen Bundesregierung stehen jedoch die bisher gewonnenen geologischen Befunde einer Eignungshöffigkeit des Salzstocks Gorleben nicht entgegen. In der Erklärung der Bundesregierung (Analge 4 der Vereinbarung vom 11.06.2001) zu Gorleben heißt es, dass "die bisherigen Erkenntnisse über ein dichtes Gebirge und damit die Barrierefunktion des Salzes positiv bestätigt werden ". Die Bundesregierung hat zugesagt, den Standort durch eine Veränderungssperrenverordnung zu sichern - die bisher immer noch nicht erlassen wurde - und die moratoriumsbegründenden Zweifelsfragen zügig abzuarbeiten; sie hat mehrfach Ende 2004 als Termin für das Ende der Bearbeitung genannt. Da aus Sicht der Energieversorgungsunternehmen nicht zu erwarten ist, dass die Klärung der Zweifelsfragen die Eignung von Gorleben in Frage stellt, ist vereinbarungskonform von einer Fortsetzung der Erkundungsarbeiten ab 2005 auszugehen. Aus technischer Sicht könnte das Endlager Gorleben dann etwa ab 2025 zur Verfügung stehen. Die Überlegungen des BMU hinsichtlich einer erneut durchzuführenden Standortauswahl und einer daran anschließenden Erkundung von mehreren Standorten sind ausführlich in einem Beitrag in der Evangelischen Akademie in Loccum errörtert worden (1) Es ist nochmals darauf hinzuweisen, dass weder die Entwicklung noch die Durchführung eines neuen Standortauswahlverfahrens Gegenstand der Vereinbarung vom 11.06.2001 ist. Da mit dem planfestgestellten Standort Konrad sowie dem Salzstock Gorleben zwei aussichtsreiche Endlagerstandorte zur Verfügung stehen, handelt es sich bei den für ein neues Standortauswahlverfahren anfallenden Kosten auch nicht um notwendigen Aufwand im Sinne der Endlager-Vorausleistungsverordnung (Endlager VIV). Die Kosten sind somit auch nicht über die Endlager VIV refinanzierbar und müssten von Bund und Ländern getragen werden. In jedem Fall ist aber bei der Umsetzung eines erneuten Standortauswahlverfahrens, wie vom AKEnd vorgeschlagen, (1) Absehbare Kosten und volkswirtschaftliche Effekte des vom
AKEnd vorgeschlagenen
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Bearbeitet am: 04.06.2004/ad