Transcript PPT 7,25 MB - VGB PowerTech

Die Publikation „Entsorgung von Kernkraftwerken – Eine technisch gelöste Aufgabe“
informiert über die Entsorgung der in den deutschen Kernkraftwerken anfallenden
Reststoffe und Abfälle.
Die enthaltenen Bilder, Tabellen und Grafiken können zur Ausarbeitung von Vorträgen zur
Entsorgung von Kernkraftwerken verwendet werden.
Die Broschüre sowie die Darstellungen stehen
unter www.vgb.org/abfallmanagement.html zum Download bereit.
Bei der Nutzung der Informationen und Folien bitten wir um Quellenangabe.
Herausgeber:
VGB PowerTech e.V.
Arbeitskreis Abfallmanagement
Klinkestraße 27-31, 45136 Essen, Deutschland
Telefon: (02 01) 81 28 - 0 (Zentrale)
Telefax: (02 01) 81 28 - 350
E-Mail: [email protected]
Internet: www.vgb.org
Quelle: Entsorgung von Kernkraftwerken – Eine technisch gelöste Aufgabe | VGB PowerTech e.V. | 2012 | www.vgb.org
Energiemix der deutschen Stromversorgung von 1960 bis 2010
100
Regenerative*
90
Öl und Erdgas
80
Stromerzeugungsanteil in %
70
60
Braunkohle
50
40
30
20
Steinkohle
Kernenergie
10
Alte und neue
Bundesländer
Alte Bundesländer
0
1960
1970
1980
1990
2000
*Wasserkraft, Windenergie, Biomasse, Photovoltaik, Hausmüll und Geothermie; vor 1990 praktisch nur Wasserkraft
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2010
Energiemix der deutschen Stromversorgung von 2010
19 %
Öl und Erdgas
23 %
Kernenergie
16 %
Wasserkraft und
andere Regenerative
23 %
Braunkohle
19 %
Steinkohle
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Kernkraftwerke und zugehörige
Entsorgungseinrichtungen in Deutschland
Brunsbüttel
Brokdorf
Unterweser
Krümmel
Stade
Greifswald
Gorleben
Emsland
Lingen
Rheinsberg
Grohnde Asse
Ahaus
Morsleben
Konrad
Würgassen
Hamm-Uentrop
Kernkraftwerk
Berechtigung zum Leistungsbetrieb nach
13. AtG-Novelle erloschen
Kernkraftwerk stillgelegt
Kernkraftwerk vollständig beseitigt
Duisburg
Jülich
Grafenrheinfeld
MülheimKärlich
Biblis Kahl
Mitterteich
Forschungseinrichtung
mit Abfallbehandlungsanlagen
Philippsburg
Abfallbehandlungsanlagen
Zentrales Zwischenlager
Endlager
1
Erkundung
2
Einlagerung beendet
3
Errichtung
Obrigheim
Karlsruhe
Gundremmingen
Isar
Neckarwestheim
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Niederaichbach
Differenzierung der radioaktiven Reststoffe
Radioaktive Reststoffe
aus Kernkraftwerken
Zur konventionellen Verwendung,
Verwertung oder Beseitigung
freigegebener Stoffe
Abfälle
Betriebsabfälle
Abgebrannte Brennelemente
- hochradioaktiv
- wärmeerzeugend
Sonstige radioaktive Stoffe
- mittel- oder schwachradioaktiv
- nicht wärmeerzeugend
Stilllegungsabfälle
Sonstige radioaktive Stoffe
- mittel- oder schwachradioaktiv
- nicht wärmeerzeugend
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Klassifizierung radioaktiver Abfälle
Radioaktivität
Abfallbezeichnung
Beispiele für Abfälle
Bq / m3
Endlagerung
Verteilung
Gesamtaufkommen
1016
hochradioaktiv
wärmeerzeugende
Abfälle
1014
Spaltprodukte aus der
Wiederaufarbeitung
Konditionierte
Brennelemente
mittelradioaktiv
1012
z.B. Endlager Gorleben
5 % des Abfallvolumens mit
99 % der Radioaktivität
Abfälle mit
vernachlässigbarer Wärmeerzeugung
Kernbauteile
1010
108
schwachradioaktiv
Abfälle aus
Wiederaufarbeitung
Betriebsabfälle aus
Kernkraftwerken
Abfälle aus Stilllegung
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Endlager Konrad
95 % des Abfallvolumens mit
1 % der Radioaktivität
Entsorgungswege für Brennelemente in Deutschland
Neue
Brennelemente
Uran- und
Plutoniumrückführung
Ausgediente
Brennelemente
Lagerung im Abklingbecken
des Kernkraftwerkes
Kernkraftwerk
Direkte
Endlagerung
Zwischenlagerung im zentralen Zwischenlager
oder im Standortzwischenlager
Brennelementfertigung
Abfälle
Wiederaufarbeitung
Konditionierung
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Endlagerung
Entsorgung von Brennelementen:
Wiederaufarbeitung / Zahlenangaben für einen Druckwasserreaktor pro Betriebsjahr
11 Mrd. kWh
Kernkraftwerk
40 Brennelemente
(≅ 21 t Kernbrennstoff)
4 Pendelbehälter
„Shuttle“
Wiederaufarbeitung
Kernbrennstoffe
- Uran
- Plutonium
Kokillen (ca. 10 m3)
Endlagerung
Zwischenlager
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≤ 2 Behälter z.B. Typ CASTOR®
- 1/3 hochradioaktiver Abfall
(Glaskokillen)
- 2/3 mittelradioaktiver Abfall
Entsorgung von Brennelementen:
Direkte Endlagerung; Zahlenangaben für einen Druckwasserreaktor pro Betriebsjahr
11 Mrd. kWh
Kernkraftwerk
40 Brennelemente
(≅ 21 t Kernbrennstoff)
Endlagerung
2 Großbehälter
-Transport und
Zwischenlagerung
- z.B. Typ CASTOR®
Brennelementlagerung
z.B. 4 POLLUX®-Endlagerbehälter
Brennelementkonditionierung
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Entsorgungswege für radioaktive Reststoffe aus Kontrollbereichen
Abklinglagerung
Im Kontrollbereich anfallende
radioaktive Reststoffe
Getrenntes Sammeln
nach Materialart
und Aktivitätsinventar
Direkte Wiederverwendung
oder -verwertung im
kerntechnischen Bereich
möglich und wirtschaftlich sinnvoll?
JA
Wiederverwendung oder
-verwertung im
kerntechnischen Bereich
Dekontaminationsmaßnahmen oder
Pufferlagerung sind ggf. zu prüfen
bzw. durchzuführen
Freigabe
- Uneingeschränkte Freigabe
- Freigabe zur Beseitigung
- Freigabe von Metallschrott zur Rezyklierung
- Freigabe von Gebäuden zum Abriss
- Freigabe im Einzelfallverfahren
Konditionierung
Zwischen- bzw. Endlagerung
NEIN
Freigabe
nach §29 StrlSchV möglich
wirtschaftlich sinnvoll?
JA
NEIN
Radioaktiver Abfall
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Kontrollierte Verwertung von Metallen
Metallschrott
Einschmelzen
Radioaktiver Abfall
z.B. Schlacke, Filter
Neue Produkte
z.B. Abfallbehälter
Herstellung neuer Produkte
für kerntechnische Bereiche
Abfallgebinde
Abfallgebinde
Endlagerung
In Konrad
Zwischenlager
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Typische Betriebsabfälle aus einem KKW mit DWR, beispielhaft jährliche Rohabfälle
einer 1300-MW-Anlage und Bandbreite der Radioaktivität
Radioaktivität
Bq / m3
1014
1012
1010
2 m3
2 m3
2 m3
Kugelharze
Filterkerzeneinsätze
Metallteile
18 m3
Verdampferkonzentrate
1 m3
170 m3
Filterkonzentrate und Schlämme
Festabfälle
2 m3
Kugelharze
2 m3
Öle
108
106
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Optimierte Behandlungswege für feste und flüssige radioaktive Abfälle aus Kernkraftwerken
Abfallart
Rohabfälle
Feste Abfälle
Metallteile,
Bauschutt,
u. a.
Metallteile,
Isolierungen,
u. a.
Flüssige Abfälle
Papier,
Kunststoffe,
Textilien,u.a.
Öl
Schlämme
verbrennen
Konditionierung
Verdampferkonzentrat
Filterkonzentrat
Ionenaustauscherharze
trocknen, entwässern,
zementieren
verpressen
Abfallprodukte
Endlagerbehälter
Fester Abfall
Pressling
z. B. Container
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Salzblock, Granulat, Pulver,
Zementblock
z. B. Container,
Gussbehälter
Abfallbehandlungsverfahren zur Volumenreduzierung
1/1
bis
1/5
Rohabfall
Hochdruckverpressung
bis
1/50
Verbrennung
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bis
1/100
Verbrennung +
Hochdruckverpressung
Jährliche Abfallmenge aus dem Betrieb der deutschen Kernkraftwerke Stand 2010
11 DWR-Anlagen
Jährliche
Betriebsabfälle aus
17 Kraftwerken mit
21.500 MW Leistung
6 SWR-Anlagen
3.900 m3 Rohabfall
2.200 m3
1.700 m3
800 m3
Abfallkonditionierung
Zwischenlager
Endlager
Konrad
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Fließschema einer Verbrennungsanlage für radioaktive Abfälle
Beschickungsanlage
Sekundärund Nachbrennkammer
Wärmerückgewinnung
Zudosierung
von Kalk und
Aktivkohle
Gebläse
Kamin
Primär
kammer
Verbrennungsofen
Rauchgaskühler
Schlauchfilter I
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Schlauchfilter II
Stillgelegte Kernkraftwerke in Deutschland
Anlagen der Elektrizitätsversorgungsunternehmen
Anlage
Leistung MWe
Betriebszeit
Status
VAK Kahl
16
1960 – 1985
vollständig beseitigt
KRB A Gundremmingen
250
1966 – 1977
Rückbau
KWL Lingen
254
1968 – 1977
sicherer Einschluss
Rückbauantrag gestellt
Obrigheim
357
1968 – 2005
Rückbau
Würgassen
670
1971– 1995
Rückbau
Stade
672
1972 – 2003
Rückbau
Mülheim-Kärlich
1302
1986 – 1988
Rückbau
Biblis A
1225
1974 – 2011
Biblis B
1300
1976 – 2011
Brunsbüttel
806
1976 – 2011
Neckarwestheim
840
1976 – 2011
Isar 1
912
1977 – 2011
Philippsburg 1
926
1979 – 2011
Unterweser
1410
1979 – 2011
Krümmel
1402
1983 – 2011
Berechtigung zum
Leistungsbetrieb mit in
Kraft treten der 13. Novelle
zum Atomgesetz erloschen
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Stillgelegte Kernkraftwerke in Deutschland
Anlagen des Bundes / der Länder
Anlage
Leistung MWe
Betriebszeit
Status
MZFR Karlsruhe
58
1965 – 1984
Rückbau
AVR Jülich
15
1966 – 1988
Rückbau
THTR Hamm-Uentrop
308
1988 – 1988
sicherer Einschluss
Rheinsberg
70
1966 – 1990
Rückbau
HDR Karlstein
25
1969 – 1971
vollständig beseitigt
Niederaichbach
106
1972 – 1974
vollständig beseitigt
Greifswald Block 1
440
1973 – 1990
Rückbau
Greifswald Block 2
440
1974 – 1990
Rückbau
Greifswald Block 3
440
1978 – 1990
Rückbau
Greifswald Block 4
440
1979 – 1990
Rückbau
Greifswald Block 5
440
Probebetrieb
1990
Rückbau
KNK II Karlsruhe
20
1977 – 1991
Rückbau
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Verteilung der beim Rückbau des Kontrollbereiches eines DWR anfallenden Massen
(Angaben in t)
Gesamtmasse des Kontrollbereichs
(DWR-Referenzkraftwerk)
156.500
600
zur Endlagerung
Beton u. Armierung
Anlagenteile
zur freien
Verwertung
Radioaktiver Abfall
(Beton/Armierung)
143.000
9.800
zur schadlosen
Verwertung
Material zur schadlosen
Verwertung
Abfall zur konventionellen
Deponierung
700
3.000
13.500
500
zur Deponierung
Radioaktiver Abfall
(Anlagenteile)
zur Endlagerung
Radioaktiver Abfall
(Sekundärabfall z.B.
aus der Dekontamination)
zur Endlagerung
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Behandlung radioaktiver Abfälle mit Ablaufplänen (ALP) zur Zwischen- und Endlagerung
Verantwortung
Ablaufplan Antrag an
Aufsichtsbehörde
Abfallverursacher
BfS
Beauftragter
Sachverständiger
Vorprüfung
Verfahrensqualifikation
Vorbereitung zur
Konditionierung
BfS/Aufsichtsbehörde
ALP-Freigabe
Begleitende Kontrolle
Beauftragter
Sachverständiger
Dokumentation
Abfallverursacher
Prüfbericht
Beauftragter
Sachverständiger
Konditionierung
Zwischen-/
Endlagerung
BfS/Aufsichtsbehörde
Freigabe
Zwischenlager
Endlager
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Zwischen-/Endlagerung
Verantwortliche Institutionen bei der Endlagerung radioaktiver Abfälle
RSK/SSK/ESK
beratend
BMU
Dienst- und Fachaufsicht
BMWi
Dienst- und Fachaufsicht
BMU
Bundesministerium für Umwelt,
Naturschutz und
Reaktorsicherheit
RSK
Reaktor-Sicherheitskommission
Landesbehörden
Planfeststellung
Bergämter
Betriebsplanzulassung
BfS
Verantwortlich für Errichtung
und Betrieb, Antragsteller
BGR
SSK
Strahlenschutzkommission
ESK
Entsorgungskommission
DBE
Errichter und Betreiber
Endlager Konrad
BMWi
Bundesministerium für Wirtschaft
und Technologie
Projekt Gorleben
Notwendiger Aufwand
Endlager-Vorausleistungsverordnung
Abfallverursacher
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BfS
Bundesamt für Strahlenschutz
BGR
Bundesanstalt für
Geowissenschaften und Rohstoffe
DBE
Deutsche Gesellschaft zum Bau
und Betrieb von Endlagern für
Abfallstoffe mbH
Zuständigkeiten für die Entsorgung radioaktiver Abfälle
Kraftwerksbetreiber
Entwicklung, Betrieb, Stilllegung der Kraftwerke
Entwicklung geeigneter Verfahren zur Behandlung
von Abfällen und Brennelementen
Durchführung von Wiederaufarbeitung/Konditionierung
Zwischenlagerung
Finanzierung der Endlagerung
Ablieferungspflicht
Endlagerung
Bund
- Erkundung
- Errichtung
- Betrieb
- Stilllegung
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Struktur eines Endlagers für radioaktive Abfälle in einer Salzformation
Deckgebirge
Salzstock
Strecke
Endlagergebinde
(Brennelementbehälter)
Bohrlöcher
Teufe etwa 800 m
Endlagergebinde (Kokillen)
Teufe etwa 1.100 m
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