Rückbau des Kernkraftwerkes Stade

Stade
Stilllegung und Rückbau des Kernkraftwerks –
vom Kernkraftwerk zur „Grünen Wiese“
Inhaltsverzeichnis
3 | Kurze Biographie des Kernkraftwerks Stade
4 | Was bedeuten
Stilllegung und Rückbau?
5 | Warum wurde das Kernkraftwerk Stade stillgelegt?
Wirtschaftliche Gründe
6 | Hat man schon Erfahrung
mit dem Rückbau von Kernkraftwerken?
Rückbaukonzepte
Wissen aus Erfahrung
Stillgelegte und rückgebaute Anlagen in Deutschland
Reaktorkonzepte
Besonderheiten des Kernkraftwerks Stade
12 | Wie geht der Rückbau vor sich?
Vom Leistungsbetrieb zur Stilllegung:
der Nachbetrieb
Rückbauphasen I - IV
Konventioneller Rückbau (Phase V)
Zeitlicher Ablauf
20 | Was bedeutet
der Rückbau für das Kraftwerkspersonal?
Geänderte Anforderungen an die Personalstruktur
Personalabbau
22 | Was passiert mit dem abgebauten Material?
Entsorgungsziele
Rückbaumassen
Zerlegung und Zerkleinerung
Dekontamination
Freigabe
Radioaktive Abfälle
28 | Was passiert mit den frei werdenden Flächen?
Die „Grüne Wiese“
30 | Welche rechtlichen Randbedingungen
gibt es für den Rückbau?
Vorschriften und Gesetze
Genehmigungsverfahren
Umweltverträglichkeitsprüfung
32 | Kurz vorgestellt:
das Kernkraftwerk Stade
Kurze Biographie des Kernkraftwerks Stade
3
28. Juli 1967
Oktober 1967
17. November 1967
März 1968
Juni 1971
7. Januar 1972
8. Januar 1972
29. Januar 1972
26. März 1972
19. Mai 1972
Seit 1984
Herbst 2000
Juli 2001
14. November 2003
2004 bis 2008
7. September 2005
Sommer 2007
Ende 2014
Bis Ende 2015
Beantragung der Errichtung und des Betriebs
des Kernkraftwerks Stade durch die Nordwestdeutsche Kraftwerke AG
Auftragserteilung an die Siemens AG zur schlüsselfertigen Errichtung
Baubeginn nach Erteilung der Genehmigung für Erdarbeiten
Gründung der Kernkraftwerk Stade GmbH
Durchführung der nichtnuklearen Inbetriebsetzung
Genehmigung für die nukleare Inbetriebsetzung
Einleitung der 1. Kritikalität
Erste Stromeinspeisung ins öffentliche Netz
Erster Test bei Volllast
Übergabe an die Kernkraftwerk Stade GmbH und Beginn
des kommerziellen Leistungsbetriebes
Fernwärmeauskopplung für einen benachbarten Salinenbetrieb
Entscheidung der E.ON Kernkraft GmbH und der HEW AG
zur Stilllegung und zum Direkten Rückbau der Anlage aus wirtschaftlichen Gründen ab Herbst 2003
Antrag auf Stilllegung und Rückbau (Phase I)
Abschaltung nach Gesamterzeugung von 152.460.660 MWh (brutto)
Weitere Anträge zum Rückbau (Phasen II bis IV)
Genehmigung des nuklearen Rückbaus (Phase I)
Inbetriebnahme des Lagers für radioaktive Abfälle
Entlassung aus der atomrechtlichen Überwachung
Konventioneller Abriss der Gebäude
Was bedeuten Stilllegung und Rückbau?
Stilllegung im weiteren Sinne
Stilllegung im engeren Sinne
_ endgültige Abschaltung
des Reaktors
_ endgültige Abschaltung
aller weiteren Anlagen
Rückbau
_ Zerlegung, Dekontamination und Abtransport
der Reststoffe
Ein Kernkraftwerk stillzulegen bedeutet, dass das
Kraftwerk endgültig abgeschaltet wird.
Abgeschaltete Kernkraftwerke werden „rückgebaut“: Nach und nach werden sie in ihre Bestandteile
zerlegt, die dann, abhängig vom Grad ihrer Kontamination, weiterbehandelt, verpackt und abtransportiert
werden. Am Ende des Rückbauprozesses ist der Standort vollständig freigeräumt; die Flächen können ohne
Einschränkung neu genutzt werden.
Unter dem Begriff der Stilllegung wird häufig
auch der gesamte Vorgang zusammengefasst, der im
Anschluss an die Betriebszeit im Kernkraftwerk
abläuft. Darunter fällt dann außer der endgültigen
Abschaltung auch der gesamte Rückbauprozess.
5
Warum wurde das Kernkraftwerk Stade stillgelegt?
Aus technischer Sicht gab es keinen Grund für die Stilllegung des Kernkraftwerks Stade,
die Entscheidung zur Stilllegung fiel ausschließlich aufgrund wirtschaftlicher Betrachtungen.
Bereits im Juli 2001 wurde der Genehmigungsantrag für die erste Phase des Rückbaus,
den Restbetrieb der Anlage und die Errichtung des Zwischenlagers für radioaktive Abfälle,
die in den Phasen des nuklearen Rückbaus anfallen, gestellt.
Einflussfaktoren auf die Stilllegung eines Kernkraftwerks
politische
rechtliche
technische
wirtschaftliche
_ Vereinbarung
zur Kernenergie
_ Atomgesetz
_ Strahlenschutzverordnung
_ Lebensdauer
wichtiger Komponenten
_ Überkapazitäten
_ Freier Strommarkt
_ Wasserpfennig
Wirtschaftliche Gründe
Nach der Liberalisierung des Strommarktes nahm
die E.ON Energie AG insgesamt 4.800 MW unwirtschaftliche Kapazitäten vom Netz, darunter auch das
Kernkraftwerk Stade.
Die Anlage lieferte mit 630 MW (netto) etwa halb
soviel Leistung wie die meisten anderen deutschen
Kernkraftwerke, erforderte jedoch nicht im gleichen
Verhältnis weniger Aufwand.
Auch der niedersächsische Wasserpfennig spielte
bei der Stilllegungsentscheidung eine Rolle. Diese Abgabe auf das aus der Elbe entnommene Kühlwasser
verursachte für das Kernkraftwerk Stade Kosten in
Höhe von etwa 8 Millionen Euro im Jahr.
Nach der Vereinbarung zum künftigen Betrieb
der Kernkraftwerke hätte das Kernkraftwerk Stade
ohnehin bereits im Jahr 2004 seine Reststrommenge
ausgeschöpft, so dass die Stilllegung im Jahr 2003
eine Verkürzung der Laufzeit lediglich um circa
ein Jahr darstellte.
Hat man schon Erfahrung
mit dem Rückbau von Kernkraftwerken?
Der wirtschaftlichen Nutzung der Kernenergie in
Deutschland gingen umfassende Forschungen mit
radioaktiven Stoffen sowie mit unterschiedlichen
Reaktoren voraus. So ist der Umgang mit radioaktiv
belasteten Bauwerken, Maschinen, Armaturen und
Aggregaten kein Neuland mehr.
Stilllegungen wurden hierzulande bereits genehmigt und durchgeführt. Dabei konnten die verschiedensten Verfahren erprobt werden. Auch das
Ausland sammelte umfassende Stilllegungserfahrungen – hiervon profitieren auch Stilllegungsaufgaben
in Deutschland.
7
Stilllegung von Kernkraftwerken
Betrieb
Nachbetriebsphase
Herbeiführung des sicheren
Einschlusses
Rückbaukonzepte
Bereits Mitte der 70er Jahre erarbeiteten die Betreiber von Kernkraftwerken konzeptionelle Studien zur
Stilllegung von Anlagen. Dabei wurden zwei Grundvarianten entwickelt und analysiert: der „Rückbau nach
sicherem Einschluss“ und der „Direkte Rückbau“.
Bei der ersten Methode wird das Kraftwerk zunächst für einige Jahre in einen sicheren Einschlusszustand versetzt, um die noch vorhandene Radioaktivität teilweise abklingen zu lassen. Der Rückbau
selbst erfolgt dann unter etwas günstigeren radiologischen Bedingungen als beim Direkten Rückbau.
Der Direkte Rückbau dagegen beinhaltet, wie der
Begriff schon sagt, den Rückbau des Kernkraftwerks
direkt nach seiner Außerbetriebnahme. Diese Methode bietet den Vorteil, die betriebliche Systemtechnik
zur Vorbereitung der Rückbaumaßnahmen, zum Beispiel bei der Dekontamination, nutzen zu können.
Möglich sind auch Mischformen aus beiden Varianten, indem man zum Beispiel nur Teile der Anlage in
einen sicheren Einschluss versetzt.
Sicherer Einschluss
(ca. 30 Jahre)
Rückbau
Direkter Rückbau
8
Wissen aus Erfahrung
In Deutschland sind bereits einige Kernkraftwerke endgültig stillgelegt
worden, zwei davon wurden bereits vollständig bis zur „Grünen Wiese“
rückgebaut. Die nebenstehende Abbildung zeigt eine Übersicht.
Bereits rückgebaute Anlagen sind blau gekennzeichnet.
Wie unter anderem der Rückbau des Kernkraftwerks
Würgassen zeigt, ist auch die Methode des Direkten
Rückbaus problemlos beherrschbar. Da sie den Vorteil
des Erhalts von Arbeitsplätzen, damit des Know-howErhalts bietet und die Anlagenkenntnisse des Personals zur Effektivität des Abbaus beitragen können,
wurde sie auch für das Kernkraftwerk Stade gewählt.
Im Unterschied zum Kernkraftwerk Würgassen
handelt es sich beim Kernkraftwerk Stade um eine
Anlage mit Druckwasserreaktor. Dieser Unterschied
soll im Folgenden kurz beschrieben werden.
9
Stillgelegte und rückgebaute Anlagen in Deutschland
Kernkraftwerk Greifswald
(Druckwasserreaktor)
Kernkraftwerk Stade
(Druckwasserreaktor)
Kernkraftwerk Rheinsberg
(Druckwasserreaktor)
Kernkraftwerk Lingen
(Siedewasserreaktor)
AVR-Versuchskraftwerk Jülich
(Hochtemperaturreaktor)
Kernkraftwerk Würgassen
(Siedewasserreaktor)
THTR-300 Hamm-Uentrop
(Hochtemperaturreaktor)
Kernkraftwerk Mülheim-Kärlich
(Druckwasserreaktor)
Heißdampfreaktor (HDR)
Großwelzheim
Kernkraftwerk Kahl
(Siedewasserreaktor)
Kernkraftwerk Obrigheim
(Druckwasserreaktor)
Mehrzweckforschungsreaktor (MZFR)
Karlsruhe (Druckwasserreaktor)
Kompakte Natriumgekühlte Kernreaktoranlage I/II
(KNK) Karlsruhe
Kernkraftwerk Gundremmingen A
(Siedewasserreaktor)
Kernkraftwerk Niederaichbach
(Schwerwasserreaktor)
rückgebaute Anlage
stillgelegte Anlage
10
Reaktorkonzepte
In Kernkraftwerken mit Druckwasserreaktor beheizt
der Reaktor einen eigenen geschlossenen Kühlkreislauf, den so genannten Primärkreislauf. In einem
Wärmetauscher wird die Energie des Primärkreises
auf einen zweiten Kreislauf übertragen, den Sekundärkreislauf. Der dabei im Sekundärkreis entstehende Dampf wird auf die Turbinen geleitet. Auf diese
Weise sind die Turbinen vom Primärkreis getrennt,
was den Umgang mit ihnen erheblich vereinfacht.
Diese Trennung von radiologisch möglicherweise belastetem und unbelastetem Teil findet sich
sinnvollerweise auch in der Gebäudeaufteilung wieder: Lediglich das Reaktorgebäude und das Reaktorhilfsanlagengebäude gehören zum so genannten
Kontrollbereich. Das Maschinenhaus mit den Turbinen und dem Generator befindet sich außerhalb
des Kontrollbereichs.
In der unten stehenden Abbildung wird der Unterschied zu einem Kernkraftwerk mit Siedewasserreaktor (wie etwa dem Kernkraftwerk Würgassen)
noch einmal deutlich. Bei diesem umschließt der
Kontrollbereich (grau hinterlegt) den gesamten
Block einschließlich des Maschinenhauses.
Bei einem Kernkraftwerk mit Druckwasserreaktor
wie Stade erkennt man gut die Trennung von
Reaktorgebäude und Maschinenhaus.
Kontrollbereiche
Druckwasserreaktor-Anlage
1
2
Siedewasserreaktor-Anlage
1
Kontrollbereich
2
1 Maschinenhaus
2 Reaktorgebäude
11
Besonderheiten des Kernkraftwerks Stade
Das Kernkraftwerk Stade war das erste rein kommerzielle Kernkraftwerk der Bundesrepublik mit Druckwasserreaktor. Seine Leistung war etwa um die
Hälfte niedriger als die Leistung späterer Anlagen.
Dennoch war es zum Zeitpunkt seiner
Inbetriebnahme das leistungsstärkste Kernkraftwerk
mit Druckwasserreaktor in der Bundesrepublik.
Seit 1984 gab es noch eine weitere Besonderheit:
Das Kernkraftwerk Stade versorgte als einziges Kernkraftwerk in Deutschland einen nahe gelegenen Salinenbetrieb mit Prozesswärme. Diese Versorgung fand
über den Tertiärkreislauf, die so genannte Dampfauskoppelung, statt. Durch die Dampfauskopplung erhöhte sich der Gesamtwirkungsgrad der Anlage.
Druckwasserreaktor
4
4
5
3
1
3
10
6
11
1
7
2
9
9
8
10
12
13
14
1
2
3
4
Reaktordruckbehälter
Umwälzpumpe
Dampferzeuger
Wasserabscheider und
Zwischenüberhitzer
5
6
7
8
9
Turbinensatz
Generator
Transformator
Kondensator
Wärmetauscher
10
11
12
13
14
Vorwärmanlage
Speisewasserpumpe
Kühlwasserpumpe
Kühlwasserreinigung
Kraftschlussbecken
Wie geht der Rückbau vor sich?
Für den Rückbau einer großen Anlage ist ebenso
wie für den Bau eine genaue Planung erforderlich,
damit nach und nach alle Anlagenteile entfernt
werden können. Von besonderer Bedeutung ist bei
Kernkraftwerken dabei die Unterscheidung zwischen
nuklearen und nichtnuklearen Anlagenteilen.
13
Die meisten nicht von Strahlung betroffenen Anlagenteile könnten sofort nach der Stilllegung des
Kraftwerks abgebaut werden, soweit die Systeme
für den weiteren Ablauf des Rückbaus nicht mehr
erforderlich sind.
Vom Leistungsbetrieb zur Stilllegung:
der Nachbetrieb
Der Übergang des Kraftwerks vom Leistungsbetrieb
in die Phase des Anlagenabbaus war mit einigen Änderungen in den Betriebsabläufen verbunden. Damit
das reibungslos geschehen konnte, war eine Übergangsphase von circa anderthalb Jahren vorgesehen,
die so genannte Nachbetriebsphase. Die in dieser Zeit
durchgeführten Arbeiten dienten der Vorbereitung
des Abbaus der nuklearen Anlagenteile:
_
_
_
_
Abtransport der Brennelemente
Systemdekontamination
Dekontamination von Großkomponenten
Freischaltung und Stilllegung von Systemen,
die nicht mehr erforderlich waren
Nach Abschluss dieser Phase und nach erfolgter
Genehmigung für die Stilllegung begann für das
Kraftwerk der Rückbau der nuklearen Anlagenteile.
Dieser erstreckt sich über vier Phasen, die nach
geltendem Recht jeweils einzeln genehmigungsbedürftig sind.
14
Rückbauphase I
1
1
3
4
2
1 Materialschleuse und Umluftanlage
2 Flutwasserbehälter
3 Regelstabführung und Regelstabeinsatz
4 Druckspeicher
In der ersten Rückbauphase werden im Kontrollbereich neben dem Aufbau der Logistik schon möglichst viele nicht mehr benötigte Systeme abgebaut.
Auf diese Weise steht für die späteren Arbeiten
mehr Platz zur Verfügung. Andere Arbeiten dienen
bereits der Vorbereitung für den späteren Abbau
der großen Komponenten.
Die Abbildung zeigt einen Teil der Systeme,
die in dieser Phase abgebaut werden:
_ Durch den Abbau der Flutwasserbehälter für
die Bespeisung des Primärkreislaufs beim An- und
Abfahren wird Platz für die Behandlung und Pufferlagerung der Reststoffe aus dem Rückbau
geschaffen.
_ Nach Ausbau der Regelstabführungen und der
Regelstabeinsätze steht auch im Reaktorraum mehr
Platz zur Verfügung. Dabei handelt es sich ebenfalls
um kleinere, leicht zu demontierende Komponenten.
_ Die Druckspeicher werden ebenfalls abgebaut.
_ Weitere kontaminierte Systeme, die für den Restbetrieb nicht mehr genutzt werden, können abgebaut werden.
Zusätzlich zu den bereits genannten Systemen
werden bereits nichtnukleare Anlagenteile wie
Frischdampf- und Speisewassersystem, Notstromdiesel, Turbinen- und Generatorkomponenten
abgebaut.
15
Rückbauphase II
1
2
1 Dampferzeuger
2 Primärkühlmittelleitungen einschließlich der Pumpen
In der zweiten Rückbauphase wird zunächst der Abbau von Großkomponenten vorbereitet. Dann erfolgt
der Abbau. Bei den betroffenen Anlagenteilen handelt es sich um
_ die Primärkühlmittelleitungen einschließlich der
Pumpen
_ die Dampferzeuger
Diese Anlagenteile sind in der Abbildung beispielhaft hervorgehoben. Weiterhin werden noch andere
kontaminierte Komponenten abgebaut, die in dieser
Darstellung nicht zu erkennen sind.
16
Rückbauphase III
1
2
3
1 Betonriegel
2 Reaktordruckbehälter
3 Betonabschirmung
Die dritte Rückbauphase beinhaltet den Abbau der
am stärksten belasteten Komponenten. Diese sind
durch die aus dem Reaktor entweichenden Neutronen
aktiviert worden, das heißt die Aktivität ist fest in das
Material eingebunden und kann nicht durch Dekontamination entfernt werden. In der Abbildung sind
diese Komponenten hervorgehoben:
_ der Reaktordruckbehälter
_ die Betonabschirmung um den Reaktordruckbehälter (der so genannte Biologische Schild)
Dazu kommen weitere feste und bewegliche Einbauten des Reaktordruckbehälters sowie die Betonriegel
zur Abschirmung des Reaktorraumes und die Gestelle
im ehemaligen Brennelementlagerbecken.
17
Rückbauphase IV
1
3
2
4
1 Krananlage
2 Wechselbühne
3 Schalldämpfer
4 Lüftung
5 Abwasseraufbereitung
In der letzten Phase des nuklearen Rückbaus werden
alle noch verbliebenen Systeme im Kontrollbereich
abgebaut. Zuletzt abgebaut werden die Abwasseraufbereitung und die Abluftanlage.
Verbliebene Gebäudestrukturen werden gereinigt
und dekontaminiert, bis sie die Anforderungen an die
Freigabe erfüllen. So ergibt sich eine stufenweise Verkleinerung und schließlich Aufhebung des Kontrollbereiches. Diesen Vorgang nennt man Rückzug.
5
18
Geplante Rückzugsreihenfolge
Elbe
Schritt 1
Sicherheitsbehälter
Schritt 2
Reaktorgebäude
Schritt 3
Hilfsanlagengebäude
Schritt 4
Kontrollbereichseingang,
Kamin
Als letzter Schritt wird bis zum Nachweis der Erfüllung der Freigabebedingungen das Gelände aufgeräumt und gereinigt. Danach erfolgt dann
die Entlassung aus der atomrechtlichen Überwachung.
Konventioneller Rückbau
Zum vollständigen Rückbau des Kernkraftwerks ist
jetzt nur noch der Abbruch der Gebäude erforderlich.
Da dazu keine atomrechtliche Genehmigung mehr
benötigt wird, kann der Abbruch konventionell
erfolgen.
Die aus dem Abbruch der Gebäude stammenden Beton- und Stahlmassen werden im Rahmen der
Möglichkeiten einer Wiederverwertung zugeführt.
Mit der Wiederherstellung der „Grünen Wiese“ wird
der vollständige Rückbau des Kernkraftwerks Stade
abgeschlossen sein.
19
Zeitlicher Ablauf
Der eigentliche Leistungsbetrieb des Kernkraftwerks Stade endete am 14. November des Jahres 2003.
Nach Abschluss der vorbereitenden Tätigkeiten
begann für das Kraftwerk die so genannte Nachbetriebsphase. In dieser Phase wurden die letzten
Brennelemente abtransportiert.
Nach erfolgter Genehmigung werden in den
bereits beschriebenen vier Phasen die Einrichtungen
des Kontrollbereiches abgebaut. Diese Zeit des Anlagenrückbaus wird fast zehn Jahre in Anspruch nehmen und vermutlich erst Ende 2014 abgeschlossen
werden. Nach der Entlassung aus der atomrechtlichen Überwachung werden nur noch die Gebäude
stehen. Diese sollen im Jahr 2015 abgerissen werden.
Die genannten Phasen sind unabhängig voneinander und können daher teilweise parallel ablaufen. Für die erste Phase wurde der Genehmigungsantrag bereits im Juli 2001 gestellt.
Rückbaufahrplan
2001
Betrieb
2002
2003
2004
Nachbetrieb
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
Restbetrieb (direkter Rückbau)
Rückbau von nichtnuklearen Anlagen
Abriss
Nuklearer Rückbau
Phase I
Phase II
Phase III
Phase IV
Lager für radioaktive Abfälle
Bau
Betrieb
(bis max. 2045)
Was bedeutet der Rückbau für das Kraftwerkspersonal?
21
Personalabbau
Geänderte Anforderungen
an die Personalstruktur
Rückbaubetrieb und Leistungsbetrieb unterscheiden
sich erheblich in den erforderlichen Betriebsabläufen.
Dies wirkt sich auf die Betriebsorganisation aus und
damit auf die Personalstruktur und -stärke.
Nachdem es während des Leistungsbetriebes
der Anlage vor allem darum ging, einen sicheren und
zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten, werden während des Rückbaus bereits viele dafür erforderliche
Anlagenteile außer Betrieb genommen sein. Mit deren
Abbau wird es für einige Mitarbeiter auch ihr bisheriges Aufgabenfeld nicht mehr geben.
Auf der anderen Seite wird es auch neue Aufgabenfelder geben. So ist zum Beispiel Fachkenntnis
im Umgang mit den Geräten für den Abbau erforderlich, ebenso ist eine personelle Verstärkung des
Strahlenschutzpersonals vonnöten. Insgesamt wird
sich jedoch mit der Zeit eine Verringerung
der Personalstärke ergeben.
Es wird versucht, der zu erwartenden Personalentwicklung mit zwei Maßnahmen gerecht zu werden.
Die erste dieser Maßnahmen sind spezielle Ruhestandsregelungen. Allerdings erfordert der Rückbau
noch gut ausgebildetes Fachpersonal. Nicht jeder,
der eigentlich alt genug wäre, wird in den Ruhestand
wechseln können.
Die zweite Maßnahme ist die Weiterbeschäftigung
an anderen Standorten der E.ON Kernkraft GmbH.
Dies bedeutet für den betroffenen Mitarbeiter einen
Ortswechsel und die Einarbeitung in neue Tätigkeiten.
Diese Möglichkeit wird vor allem von jüngeren Mitarbeitern angenommen werden.
Was passiert mit dem abgebauten Material?
Der weitaus größte Teil des abgebauten Materials
ist radiologisch nicht belastet und daher nichts anderes als gewöhnlicher Betonschutt oder Stahlschrott.
Dies gilt auch für das im Kontrollbereich abgebaute
Material. Dieses kann jedoch direkten Kontakt mit
radiologischer Belastung gehabt haben, so dass hier
ein genaues Untersuchungsverfahren für sämtliche
Komponenten durchgeführt wird. Danach ist dann für
jede Komponente einzeln zu entscheiden, welches
Entsorgungsziel für sie in Frage kommt.
Die weder kontaminierten noch aktivierten
Teile können sofort in anderen Bereichen weiter
verwendet oder verwertet werden. Zum Beispiel
können die aus dem Abbruch der Gebäude stammenden Betonreste als Bauschutt wieder verwendet
werden. Die meisten metallischen Anlagenteile
fließen als Schrott wieder in den Rohstoffkreislauf
zurück. Die unten stehende Abbildung stellt die
wichtigsten Entsorgungswege für die Reststoffe
aus dem Kontrollbereich dar.
Reststoffe
aus dem Kontrollbereich
Verschiedene Messungen und Behandlungen
Freigabe als Reststoff oder konventioneller Abfall
Kontrollierte
Verwertung
Radioaktiver
Abfall
23
Entsorgungsziele
Es gibt unterschiedliche Entsorgungspfade
für die im Kontrollbereich anfallenden Reststoffe,
zum Beispiel:
_ uneingeschränkte Freigabe zur Weiterverwendung
oder -verwertung
_ Freigabe von Metallschrott zur Rezyklierung unter
Beachtung bestimmter Bedingungen
_ Freigabe zur Entsorgung als konventioneller Abfall
(Deponierung)
_ kontrollierte Verwertung im kerntechnischen
Bereich
_ Entsorgung als radioaktiver Abfall
Die Einteilung der abgebauten Komponenten in
die aufgeführten Freigabe-Kategorien erfolgt gemäß
den in der Strahlenschutzverordnung festgelegten
Grenzwerten und Anforderungen.
Nach einer ersten Charakterisierung wird zunächst das Entsorgungsziel festgelegt. Danach folgt
die Zerlegung bzw. Zerkleinerung sowie gegebenenfalls die Dekontamination, um die Anforderungen
für das Entsorgungsziel zu erfüllen.
24
Rückbaumassen
Aus den Erfahrungen mit anderen, bereits rückgebauten Anlagen und mit genauer Kenntnis der Kraftwerksanlage lassen sich bereits Abschätzungen treffen, die recht nahe an den tatsächlichen Werten
liegen werden.
Eine solche Abschätzung ist von der E.ON Kernkraft GmbH für das Kernkraftwerk Stade durchgeführt
worden und ergab die in der unteren Tabelle aufgeführten Werte.
Rückbaumassen
198.000 t
Nichtnuklearer
Bereich
Ausschnitt
Nuklearer Bereich
97,3 % Freigabe
132.000 t
Nuklearer
Bereich
0,4 % Kontrollierte
Verwertung
2,3 % Radioaktiver
Abfall
Bereich
in t
Freigabe
(eingeschränkt und
uneingeschränkt)
Kontrollierte
Verwertung und
Wiederverwendung
Radioaktiver Abfall
528 (0,4 %)
3.036 (2,3 %)
Summe
Nuklearer Bereich
128.436 (97,3 %)
132.000 (100 %)
Nichtnuklearer Bereich
198.000
-
-
198.000
Summe
326.436
528
3.036
330.000
25
Dekontamination
Bei radioaktiver Belastung von Komponenten handelt
es sich in den meisten Fällen nur um eine Oberflächenkontamination. Um eine Dekontamination zu erleichtern, wurden bereits beim Bau des Kernkraftwerks
die Oberflächen vieler Bauteile mit einem porenfüllenden Spezialanstrich versehen. Diese Bauteile kann
man zumeist schon durch gründliches Abwaschen
oder Abreiben vollständig dekontaminieren. Durch
Risse und Poren ins Material tiefer eingedrungene
Kontamination wird mechanisch oder chemisch
entfernt. Folgende Techniken kommen dabei zum
Einsatz:
_ Stahlkiesstrahlen
_ Hochdruckwasserstrahlen
_ Spülen mit chemischen Lösungen
Zerlegung und Zerkleinerung
Beim Rückbau müssen teilweise sehr große Anlagenteile zerlegt werden. Für die Arbeiten kommen die im
konventionellen Bereich bewährten Geräte wie große
Sägen, Hydraulikscheren, Schneidbrenner und Blechschredder zum Einsatz. Zur Vermeidung von Aerosolfreisetzungen werden dabei bevorzugt langsam laufende mechanische Geräte eingesetzt.
Die Geräte werden in verschiedenen Raumbereichen in funktioneller Kombination aufgestellt, d.h. die
Bereiche für Zerlegung, Dekontamination und Abfallbehandlung werden auch in dieser Reihenfolge angeordnet. Wichtigstes Kriterium bei der Auswahl der
einzusetzenden Techniken ist es, die radiologische
Belastung für das Personal zu minimieren. Dazu sollen bei den Arbeiten Staub und Schmutz vermieden
werden; gegebenenfalls finden Arbeiten in lüftungstechnisch getrennten Bereichen oder Containern
statt. Die Luft am Arbeitsplatz wird abgesaugt und
über Filteranlagen abgeleitet. So wird sichergestellt,
dass keine Radioaktivität im Kraftwerk verschleppt
wird; gleichzeitig ist der erforderliche Schutz für die
Umgebung gewährleistet.
Nach Möglichkeit werden die Komponenten in
handhabbare Teilstücke zerlegt, die dann in Gitterboxen zur weiteren Behandlung transportiert werden
können. Grundsätzlich wird zunächst alles gereinigt.
Anschließend wird mit hochempfindlichen Messgeräten Aktivität oder Kontamination des Materials ermittelt. Je nach Messergebnis wird das Material direkt der für die Freigabe notwendigen Entscheidungsmessung zugeführt oder vorher dekontaminiert.
Das Trockenstrahlverfahren mit Stahlkies ist ein hochwirksames Dekontaminationsverfahren für zerlegte
Komponenten mit leicht zugänglichen Oberflächen.
Stecknadelkopfgroße Stahlkörner werden mit nahezu
Schallgeschwindigkeit auf das zu reinigende Material
gestrahlt, so dass die Oberfläche regelrecht abgeschmirgelt wird.
Durch Spülen mit chemischen Lösungen sollen
komplette Teilsysteme vor der Demontage dekontaminiert werden.
Bei beiden Verfahren können kontaminierte Partikel leicht vom Stahlkies bzw. der chemischen Lösung
isoliert werden. Dadurch entsteht ein Minimum an
radioaktiven Sekundärabfällen. Durch die Dekontamination sinkt außerdem die Strahlenbelastung des
Kraftwerkspersonals bei den nachfolgenden Arbeitsschritten. Die Dekontamination wird auf das jeweilige
Entsorgungsziel abgestimmt.
26
Freigabe
An die uneingeschränkte Freigabe als konventioneller Reststoff sind hinsichtlich der erlaubten Strahlungsaktivität besonders hohe Anforderungen geknüpft.
Das Material durchläuft eine Abfolge von
Messungen:
_ Nach der bereits erfolgten Voruntersuchung auf
vorhandene Radioaktivität, der Zerlegung bzw. Zerkleinerung und der Dekontamination wird das Material zunächst einer Orientierungsmessung zugeführt.
Dabei handelt es sich um eine Direktmessung auf
Oberflächenkontamination, mit der vor allem die
Aktivitätsverteilung bestimmt werden soll.
_ Mit der Entscheidungsmessung wird geprüft, ob
das Material tatsächlich die Voraussetzungen für die
Freigabe erfüllt. Dabei kommen verschiedene Messverfahren zum Einsatz, die unter anderem auch unterschiedliche Anforderungen an die Aktivitätsverteilung
stellen. An dieser Stelle liegt die Schnittstelle zur
Orientierungsmessung.
_ Unter bestimmten Bedingungen werden vom Betreiber noch so genannte Kontrollmessungen durchgeführt. Dabei kann es sich sowohl um Direktmessungen als auch um Probenahmen mit anschließender
Laborauswertung handeln.
Nach Abschluss der Messungen wird der atomrechtlichen Aufsichtsbehörde die vollständige Freigabedokumentation vorgelegt. Nach Zustimmung der Behörde und Freigabe durch den Strahlenschutzbeauftragten erfolgt schließlich der Abtransport.
Schritte zur Freigabe
Demontage, Zerlegung,
Zerkleinerung
Dekontamination
Vor- bzw. Orientierungsmessung
Entscheidungsmessung
Kontrollmessung
Freigabe
27
Radioaktive Abfälle
Angrenzend an das bisherige Kraftwerksgelände
wurde ein Lager für radioaktive Abfälle errichtet.
Dieses Lager nimmt ausschließlich radioaktive
Abfälle aus dem Rückbau und Betrieb des Kernkraftwerks Stade auf. Dabei handelt es sich um Abfälle
mittlerer und niedriger Aktivität; die Brennelemente
wurden bereits vor Beginn des Rückbaus abtransportiert.
Das Lager ist für eine Lebensdauer von 40 Jahren
ausgelegt und dient als Zwischenlager, bis ein Endlager des Bundes zur Verfügung steht. Die Lagerung
der Abfälle erfolgt jedoch bereits in endlagergerechter Form.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Elbe
2
1
3
7
4
11
6
5
8
10
9
Reaktorgebäude
Hilfsanlagengebäude mit Anbauten
UNS-Gebäude
Schaltanlagengebäude
Maschinenhaus
Betriebsgebäude
Büro- und Sozialgebäude
Werkstatt und Lager
Notstromdieselaggregate
Transformatoren
Lager für radioaktive Abfälle
Was passiert mit den frei werdenden Flächen?
29
Die „Grüne Wiese“
Bereits zwei deutsche Kernkraftwerke wurden
bis zur so genannten „Grünen Wiese“ rückgebaut.
Das bedeutet, dass die ehemalige Kraftwerksfläche
nach dem Rückbau begrünt wurde und nun brach
liegt, also quasi der Natur wieder zurückgegeben
wurde. Für das Kernkraftwerk Stade ist ebenfalls
der Rückbau bis zur „Grünen Wiese“ vorgesehen.
Inwieweit eine andere industrielle Nutzung stattfinden soll, steht noch nicht fest.
Welche rechtlichen Randbedingungen gibt es
für den Rückbau?
Vorschriften und Gesetze
In Deutschland ist das Atomgesetz maßgebend
für Errichtung, Betrieb und Stilllegung von Kernkraftwerken. Hinzu kommen zahlreiche Rechtsverordnungen sowie Verwaltungsvorschriften, die bei der Stilllegung ebenfalls beachtet werden müssen. Dazu zählen beispielsweise die Strahlenschutzverordnung,
das Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz, die
Gefahrstoffverordnung und das Bundesimmissionsschutzgesetz.
31
Ablauf Genehmigungsverfahren
Antrag
beteiligte Behörden
Öffentlichkeit
Genehmigungsbehörde
(oberste Landesbehörde)
Gutachter
atomrechtliche
Aufsicht
Bundesministerium
für Umwelt, Naturschutz und
Reaktorsicherheit (BMU)
Bescheid
Reaktorsicherheitskommission
zusätzliche Stellungnahmen
beteiligte Bundesbehörden
Strahlenschutzkommission
Genehmigungsverfahren
Die endgültige Stilllegung und der sichere Einschluss
bedürfen einer atomrechtlichen Genehmigung der zuständigen Landesbehörde. Im Falle des Kernkraftwerks
Stade hat das Niedersächsische Umweltministerium
am 7. September 2005 die Genehmigung für die
Rückbauphase I erteilt.
In der oberen Abbildung sind die Wechselwirkungen der maßgeblichen Institutionen während
des Genehmigungsverfahrens dargestellt.
Umweltverträglichkeitsprüfung
Für das Rückbauvorhaben einschließlich der Errichtung des Zwischenlagers für radioaktive Abfälle aus
dem Betrieb und Rückbau des Kernkraftwerks Stade
war als Teil des Genehmigungsverfahrens eine Umweltverträglichkeitsprüfung durchzuführen. Dabei ging
es darum, die Folgen des Vorhabens für die Umwelt
zu erfassen und zu bewerten: Keine nachhaltigen
Auswirkungen auf Menschen, Tiere und Pflanzen in
der Umgebung, so das Ergebnis der Prüfung.
32
Kurz vorgestellt: das Kernkraftwerk Stade
Kernkraftwerk Stade
Technische Daten
Reaktortyp
Nettoleistung
Beginn des kommerziellen Leistungsbetriebes
Druckwasserreaktor
630 MW
19.05.1972
Kerntechnische Anlage
Reaktordruckbehälter
Auslegungsdruck (Überdruck)
Innendurchmesser
Gesamthöhe
Wandstärke des zylindrischen Teils mit Plattierung
Gesamtgewicht
175 bar
4.080 mm
10.400 mm
192 + 7 mm
270 t
Reaktorkern
Anzahl der Brennelemente
Gesamtes Urangewicht
Anzahl der Steuerstäbe
157
56 t
49
Dampferzeuger
Anzahl
Dampferzeugung je Einheit
Dampfdruck am Austritt
Dampftemperatur am Austritt
4
898,1 t/h
52 bar
265 °C
Reaktorkühlsystem
Anzahl der Kühlmittelpumpen
Mittlere Kühlmitteltemperatur
4
298 °C
Sicherheitsbehälter
Kugeldurchmesser
Auslegungsdruck (Überdruck)
Wanddicke
48 m
3,8 bar
25/35 mm
Maschinentechnische Anlage
Turbine und Kondensator
Hochdruck-(HD-)Teil
Niederdruck-(ND-)Teil
Drehzahl
Erwärmung des Kühlwassers im Kondensator
1
2
1.500 min -1
9K
Generator
Leistung
Klemmenspannung
Leistungsfaktor cos phi
780 MVA
21 kV
0,85
Blocktrafo
Anzahl
Leistung je Einheit
Frequenz
2
380 MVA
50 Hz
Kraft-Wärme-Kopplung
Tertiärdampfmenge
Dampfdruck
Dampftemperatur
Dampfkondensatleitung
60 t/h, entspr. 7,7 MW
10 bar
190 °C
zur Saline 1,5 km
Das Kernkraftwerk Stade, das unmittelbar an der Elbe liegt, ging 1972
in Betrieb. Seit 1984 erzeugte es nicht
nur Strom, sondern zusätzlich noch
Fernwärme für einen benachbarten
Salinenbetrieb.
Die E.ON Kernkraft GmbH ist zu
zwei Dritteln, die Vattenfall Europe
Nuclear Energy GmbH zu einem Drittel
an dem Kernkraftwerk beteiligt.
Impressum
Herausgeber
E.ON Kernkraft GmbH
Unternehmenskommunikation
Tresckowstraße 5
30457 Hannover
Redaktion
E.ON Kernkraft GmbH
Zentrale Hannover
Unternehmenskommunikation
Kernkraftwerk Stade
Standortkommunikation
Bildquellen
Peter Hamel
Zefa, Hamburg (Seite 29)
Archivberlin, Berlin (Seite 30)
E.ON Kernkraft Archiv
Gestaltung
Maurer Werbeagentur
Hannover
Produktion
gutenberg beuys GmbH
Hannover
3. Auflage 03/2008
Vervielfältigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung
der Redaktion.
E.ON Kernkraft GmbH Postfach 4849 30048 Hannover
Tresckowstraße 5 30457 Hannover
T 05 11 - 4 39 - 0 3 F 05 11 - 439 - 23 75
www.eon-kernkraft.com
EKK 03/2008
Kernkraftwerk Stade Bassenflether Chaussee 21723 Stade
T 0 41 41 -77 23 91 F 0 41 41 -77 23 99