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atw 2017-05.web

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nucmag.com<br />

<strong>2017</strong><br />

5<br />

ISSN · 1431-5254<br />

16.– €<br />

295<br />

From Qualification Design<br />

to Training Design<br />

303 ı Energy Policy, Economy and Law<br />

Nuclear Power in a Global Perspective<br />

314 ı Environment and Safety<br />

Ripple Effects of a New Nuclear Science Site<br />

329 ı Research and Innovation<br />

Reactivity Feedback Coefficients of the Pakistan Research Reactor<br />

343 ı Inside Nuclear<br />

Cyber-security and the Nuclear Industry


AREVA in<br />

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<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

Welcome Addresses for the 48 th Annual<br />

Meeting on Nuclear Technology (AMNT <strong>2017</strong>)<br />

283<br />

16 –17 May <strong>2017</strong>, Berlin<br />

KTG (German Nuclear Society)<br />

The Chairman<br />

On behalf of the German Nuclear<br />

Society I would like to warmly welcome<br />

you to the 48 th Annual Meeting on<br />

Nuclear Technology (AMNT <strong>2017</strong>).<br />

Our organisation prepared once again<br />

an excellent and up-to-date conference<br />

programme. Particularly in these challenging<br />

times the contribution of all our KTG members<br />

who involve themselves personally with great commitment<br />

to nuclear energy „Made in Germany“ in general and<br />

especially for our Annual Meeting cannot be appreciated<br />

highly enough.<br />

Operators, suppliers, authorities and experts, science<br />

and research are after all linked to a common central<br />

theme: Nuclear expertise must be preserved in Germany in<br />

order to ensure, among others, remaining power operation,<br />

decommissioning and dismantling of German plants and<br />

to present sustainable solutions to the issue of waste<br />

disposal, to guarantee the export business of German<br />

suppliers and service providers, to carry out national and<br />

international safety assessments and to receive also in the<br />

future the contribution of Germany innovations and<br />

standards on international developments for innovative<br />

technologies.<br />

With regards to the concluding life cycles of German<br />

nuclear power plants – decommissioning and disposal of<br />

radioactive wastes – important course settings occurred in<br />

recent weeks:<br />

The Bundestag passed the Site Selection Act for a final<br />

repository for high active waste. It defines the criteria and<br />

processes for the selection of a site, which shall be found<br />

until 2031 and put in operation by the middle of this<br />

century. The request that high active waste should be<br />

“ retrievable” for 500 years documents very descriptively<br />

the long-term need for nuclear expertise.<br />

The recommendation of the Expert Commission on the<br />

Disposal of Radioactive Waste was adapted by our Federal<br />

Government and the respective law approved by the<br />

Bundestag and Federal Council: The state takes over the<br />

responsibility for the interim and final disposal. In exchange<br />

suppliers will transfer significant resources to a state fund.<br />

In support of the current path for a direct decommissioning<br />

German authorities granted further licenses for<br />

decommissioning and dismantling.<br />

We will reflect on these main focus points through<br />

different formats of our Annual Meeting and count on the<br />

professional dialogue between national and international<br />

knowledge holders. We continue at the AMNT with our<br />

successful formats of training young talents such as our<br />

nuclear campus or the workshop Preserving Competence.<br />

I wish all participants for our Annual Meeting new<br />

insights, interesting encounters, contacts and conversations.<br />

The members of the KTG share all a common “Fascination<br />

for Nuclear Technology.” Get “infected” with the spirit of it...<br />

DAtF (German Atomic Forum)<br />

The President<br />

On behalf of the DAtF (German Atomic Forum) I would like<br />

to warmly welcome you to the 48 th Annual Meeting on<br />

Nuclear Technology (AMNT <strong>2017</strong>). As one of the most<br />

important conferences of the nuclear industry in Europe<br />

the AMNT provides in addition to the current technical<br />

and political issues an unique opportunity for the exchange<br />

among industry, science and politics.<br />

In a few months a legislative period will come to an end<br />

in Germany which set important courses in the field of<br />

nuclear energy. The adoption of the Site Selection Act for<br />

Final Disposal as well as the reorganisation of financing<br />

disposal are, besides of the outlook for future tasks, only<br />

two points which Steffen Kanitz Member of the German<br />

Bundestag, correspondent for nuclear energy of the CDU/<br />

CSU parliamentary group, will talk about. Dr. Guido Knott,<br />

CEO of PreussenElektra, will report about the challenges of<br />

an economic operation of nuclear power plants for the<br />

remaining years.<br />

A large and long-term challenge will be the maintenance<br />

and further development of our nuclear technology<br />

expertise. Not only Dr. Holger Völzke, head of division at<br />

the BAM will devote himself to this topic but as always also<br />

our Workshop Preserving Competence. Nuclear expertise is<br />

the basis for the safe operation of our plants and it provides<br />

us the opportunity to participate inside EURATOM and the<br />

EU at the further development and implemen tation of<br />

nuclear safety standards.<br />

Nuclear know-how will also be needed for many years<br />

in the field of decommissioning and waste management,<br />

which will be treated along the panel discussion with NGO<br />

representatives, regional authorities, municipalities and<br />

energy producers as well as in the speech of Dr. Michael<br />

Siemann, head of section at the OECD-NEA.<br />

As another highlight of the day, Prof. Dr. Ralph Hertwig,<br />

Director of the Center for Adaptive Rationality at the Max-<br />

Planck- Institute for Human Development will give us<br />

insights on how and how well go individual risk perception<br />

– also aside from nuclear issues – works.<br />

I especially look forward to our industrial exhibition,<br />

which represents in large parts our industry in Germany<br />

and Europe also with two country pavilions from the<br />

United Kingdom and Czech Republic.<br />

For our Annual Meeting, which is particularly shaped<br />

and filled with life by the outstanding expertise of our<br />

fellow employees of the nuclear industry, I wish all an<br />

inspiring fruitful and interesting exchange as well as a<br />

successful meeting. I look forward to the many personal<br />

conversations with you!<br />

Dr. Ralf Güldner<br />

EDITORIAL<br />

Frank Apel<br />

Editorial<br />

Welcome Addresses for the 48th Annual Meeting on Nuclear Technology (AMNT <strong>2017</strong>)


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

284<br />

Grußworte zum 48 th Annual Meeting<br />

on Nuclear Technology (AMNT <strong>2017</strong>)<br />

EDITORIAL<br />

16. und 17. Mai <strong>2017</strong>, Berlin<br />

KTG (Kerntechnische Gesellschaft e.V.)<br />

Der Vorsitzende<br />

Zur 48. Jahrestagung Kerntechnik möchte ich Sie im<br />

Namen der Kerntechnischen Gesellschaft e.V. herzlich willkommen<br />

heißen. Unser Verein hat erneut ein exzellentes<br />

und hochaktuelles Programm vorbereitet. Gerade in<br />

Zeiten großer Herausforderungen ist der Beitrag unserer<br />

KTG-Mitglieder, die sich persönlich mit großem Engagement<br />

für Kerntechnik „Made in Germany“ im Allgemeinen<br />

und für unsere Jahrestagung im Speziellen einbringen,<br />

nicht hoch genug zu würdigen.<br />

Betreiber, Hersteller, Behörden und Gutachter, Lehre<br />

und Forschung verbindet nach wie vor ein zentrales<br />

Thema: Das kerntechnische Know-how muss in Deutschland<br />

erhalten werden, um u. a. den verbleibenden<br />

Leistungs betrieb, den Nachbetrieb, die Stilllegung und<br />

den Rückbau deutscher Anlagen sicherzustellen und die<br />

Entsorgungsfrage nachhaltig zu lösen, das Exportgeschäft<br />

deutscher Anbieter und Dienstleister zu sichern, nationale<br />

und internationale Sicherheitsbewertungen durchführen<br />

zu können und auch in Zukunft den Beitrag deutscher<br />

Innovationen und Standards zu internationalen Entwicklungen<br />

für neue Technologien erhalten zu können.<br />

In den vergangenen Wochen erfolgten hinsichtlich der<br />

abschließenden Lebenszyklen der deutschen Kernkraftwerke<br />

– dem Rückbau und der Entsorgung radioaktiver<br />

Abfälle – wichtige Weichenstellungen:<br />

Der Bundestag hat das Endlagersuchgesetz für hoch<br />

aktiven Abfall beschlossen. Es legt Kriterien und Ablauf für<br />

die Auswahl eines Standorts fest, der bis 2031 gefunden<br />

werden und Mitte des Jahrhunderts in Betrieb gehen soll.<br />

Die Forderung, dass hoch aktive Abfälle 500 Jahre lang<br />

„rückholbar“ sein sollen, dokumentiert anschaulich den<br />

langfristigen Bedarf an kerntechnischem Know-how.<br />

Der Vorschlag der Expertenkommission zur Entsorgung<br />

radioaktiver Abfälle wurde von der Bundesregierung<br />

übernommen und das entsprechende Gesetz von Bundestag<br />

und Bundesrat gebilligt: Der Staat übernimmt die<br />

Verantwortung für die Zwischen- und Endlagerung, dafür<br />

werden die Versorger signifikante Mittel an einen staatlichen<br />

Fonds überweisen.<br />

Von den Behörden wurden weitere Stilllegungs- und<br />

Abbaugenehmigungen erteilt, die den eingeschlagenen<br />

Weg für einen direkten Rückbau der Anlagen unterstützen.<br />

Diese Schwerpunkte werden wir in den unterschiedlichen<br />

Formaten unserer Jahrestagung reflektieren<br />

und setzen dabei auf den fachlichen Dialog zwischen<br />

natio nalen und internationalen Wissensträgern. Auch<br />

unser diesjähriges AMNT wird erfolgreiche Formate der<br />

Nachwuchsarbeit wie Nuclear Campus oder Workshop<br />

Competence fortführen.<br />

Für unsere Jahrestagung wünsche ich allen Teilnehmern<br />

neue Erkenntnisse, interessante Begegnungen, Kontakte<br />

und Gespräche. Was die Mitglieder der KTG verbindet, ist<br />

die „Faszination Kerntechnik“. Lassen auch Sie sich davon<br />

anstecken…<br />

DAtF (Deutsches Atomforum e.V.)<br />

Der Präsident<br />

Im Namen des DAtF heiße ich Sie<br />

herzlich willkommen zum 48 th Annual<br />

Meeting on Nuclear Technology<br />

( AMNT <strong>2017</strong>). Als eine der bedeutendsten<br />

Fachtagungen der kerntechnischen<br />

Branche in Europa bietet<br />

unsere Jahrestagung neben den aktuellen<br />

technischen und politischen Fragestellungen eine in<br />

dieser Form einzig artige Gelegenheit zum Austausch<br />

zwischen Wirtschaft, Wissenschaft und Politik.<br />

In wenigen Monaten geht in Deutschland eine Legislaturperiode<br />

zu Ende, in der wichtige Weichen für die<br />

kerntechnische Branche gestellt wurden. Die Verabschiedung<br />

des Gesetzes zur Endlagersuche sowie die Neuordnung<br />

bei der Finanzierung der Entsorgung sind neben<br />

dem Ausblick auf künftige Aufgaben nur zwei Punkte, über<br />

die Steffen Kanitz MdB, Berichterstatter für Kernenergie<br />

der CDU/CSU-Bundestagsfraktion, sprechen wird. Zu den<br />

Herausforderungen beim wirtschaftlichen Betrieb der<br />

Kernkraftwerke in den verbleibenden Jahren berichtet uns<br />

Dr. Guido Knott, CEO von PreussenElektra.<br />

Eine große, langfristige Herausforderung ist der Erhalt<br />

und die Weiterentwicklung unserer kerntechnischen<br />

Kompetenz. Diesem Thema widmet sich nicht nur<br />

Dr. ­Holger Völzke, Fachbereichsleiter bei der Bundesanstalt<br />

für Materialforschung und -prüfung (BAM), in seinem<br />

Vortrag, sondern wie immer auch unser Workshop<br />

Preserving Competence. Die kerntechnische Kompetenz<br />

bildet die Grundlage für den sicheren Betrieb unserer<br />

Anlagen und sie gibt uns die Chance innerhalb von Euratom<br />

und EU bei der Weiterentwicklung und Umsetzung kerntechnischer<br />

Sicherheitsstandards mitzuwirken.<br />

Kerntechnische Fachkompetenz wird auch noch über<br />

viele Jahrzehnte beim Rückbau und Abfallmanagement<br />

benötigt, die in der Podiumsdiskussion mit Vertreten<br />

von NGOs, Landesbehörden, Kommunen und Energieerzeugern<br />

sowie im Vortag von Dr. Michael Siemann,<br />

Abteilungsleiter bei der OECD-NEA, behandelt werden.<br />

In einem weiteren Highlight des Tages gibt Prof. Dr.<br />

Ralph Hertwig, Direktor des Bereichs Adaptive Ratio nalität<br />

am Max-Planck-Institut für Bildungsforschung, einen Einblick,<br />

wie und wie gut individuelle Risikowahrnehmung –<br />

auch abseits kerntechnischer Themen – funktioniert.<br />

Insbesondere freue ich mich auch auf unsere Industrieausstellung,<br />

die die große Breite unserer Branche in Deutschland<br />

und in Europa auch mit zwei Länderpavillons aus dem<br />

Vereinigten Königreich und Tschechien repräsentiert.<br />

Für unsere Jahrestagung, die vor allem durch die<br />

hervor ragende Expertise der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter<br />

der kerntechnischen Branche mit Leben gefüllt<br />

und geprägt wird, wünsche ich allen einen interessanten<br />

und fruchtbaren Austausch sowie eine insgesamt erfolgreiche<br />

Tagung. Ich freue mich sehr auf die vielen persönlichen<br />

Gespräche mit Ihnen.<br />

Frank Apel<br />

Dr. Ralf Güldner<br />

Editorial<br />

Grußworte zum 48th Annual Meeting on Nuclear Technology (AMNT <strong>2017</strong>)


Kommunikation und<br />

Training für Kerntechnik<br />

Suchen Sie die passende Weiter bildungsmaßnahme<br />

im Bereich Kerntechnik?<br />

Nutzen Sie das Seminarangebot der INFORUM mit interdisziplinär relevanten Fragestellungen,<br />

vermittelt von ausgewiesenen Experten, die fachliche und didaktische Kompetenz verbinden.<br />

Die INFORUM-Seminare bieten nützliche Kenntnisse, die Sie und Ihre Mitarbeiterinnen<br />

und Mitarbeiter in der täglichen Praxis unterstützen.<br />

Wählen Sie aus folgenden Themen:<br />

a Atomrecht<br />

a Energie, Politik und Kommunikation<br />

a Export<br />

a Interkulturelle Kompetenz<br />

a Nuclear English<br />

a Wissenstransfer und Veränderungsmanagement<br />

Seminar Termin Ort<br />

Atomrecht – Was Sie wissen müssen 14.06.<strong>2017</strong> Berlin<br />

Export kerntechnischer Produkte<br />

und Dienstleistungen – Chancen<br />

und Regularien<br />

Atomrecht – Ihr Weg durch<br />

Genehmigungs- und Aufsichtsverfahren<br />

Atomrecht – Navigation im<br />

internationalen nuklearen Vertragsrecht<br />

Schlüsselfaktor Interkulturelle<br />

Kompetenz – International verstehen<br />

und verstanden werden<br />

21.06. - 22.06.<strong>2017</strong> Berlin<br />

20.09.<strong>2017</strong> Berlin<br />

21.09.<strong>2017</strong> Berlin<br />

27.09.<strong>2017</strong> Berlin<br />

Enhancing Your Nuclear English 11.10. - 12.10.<strong>2017</strong> Berlin<br />

Public Hearing Workshop – Öffentliche<br />

Anhörungen erfolgreich meistern<br />

17.10. - 18.10.<strong>2017</strong> Berlin<br />

Atomrecht – Das Recht<br />

der radioaktiven Abfälle<br />

Kerntechnik und Energiepolitik<br />

im gesellschaftlichen Diskurs<br />

– Themen und Formate<br />

Veränderungsprozesse gestalten<br />

– Herausforderungen meistern,<br />

Beteiligte gewinnen<br />

Haben wir Ihr Interesse geweckt?<br />

3 Rufen Sie uns an: +49 30 498555-30<br />

25.10.<strong>2017</strong> Berlin<br />

06.11. - 07.11.<strong>2017</strong> Garching/<br />

Essenbach<br />

29.11. - 30.11.<strong>2017</strong> Berlin<br />

Die INFORUM-Seminare können je nach Inhalt ggf. als Beitrag zur Aktualisierung der Fachkunde geeignet sein.<br />

Kontakt<br />

INFORUM<br />

Verlags- und Verwaltungsgesellschaft<br />

mbH<br />

Robert-Koch-Platz 4<br />

10115 Berlin<br />

Liane Philipp<br />

Fon +49 30 498555-30<br />

Fax +49 30 498555-18<br />

seminare@kernenergie.de


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

286<br />

Issue 5<br />

May<br />

CONTENTS<br />

295<br />

From Qualification Design<br />

to Training Design<br />

| | Interaction between humans and technology – inside the control room of the Tianwan nuclear power plant in China during<br />

commissioning. (Courtesy: Areva)<br />

Editorial<br />

Welcome Addresses for the 48 th Annual Meeting<br />

on Nuclear Technology (AMNT <strong>2017</strong>)<br />

16 –17 May <strong>2017</strong>, Berlin. . . . . . . . . . . . . . . . . 283<br />

Grußworte zum 48 th Annual Meeting<br />

on Nuclear Technology (AMNT <strong>2017</strong>)<br />

16. und 17. Mai <strong>2017</strong>, Berlin . . . . . . . . . . . . . . 284<br />

Abstracts | English . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288<br />

Abstracts | German . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289<br />

Inside Nuclear with NucNet<br />

Opinions Differ on Whether Nuclear Energy<br />

Industry is Ready for Cyber-challenges . . . . . . . 290<br />

Calendar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294<br />

Energy Policy, Economy and Law<br />

From Qualification Design to Training Design<br />

Using ECVET Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . 295<br />

Mihail Ceclan and Franck Wastin<br />

Overview of Nuclear New Build Projects<br />

and Global Perspective . . . . . . . . . . . . . . . . . 303<br />

Jean-Pol Poncelet<br />

NucNet<br />

DAtF Notes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .293<br />

303<br />

| | Nuclear energy in Europe.<br />

295<br />

The Climate-Problem<br />

Evaluation after the Paris- Agreement<br />

and the Marrakesh-Conference. . . . . . . . . . . . 307<br />

Das Klimaproblem<br />

Bewertung nach dem Paris-Abkommen<br />

und der Marrakesch- Konferenz. . . . . . . . . . . . 307<br />

| | The ECVET infrastructure for labour market and E&T.<br />

Eike Roth<br />

Contents


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

CONTENTS<br />

287<br />

Spotlight on Nuclear Law<br />

Nuclear Phase-out in Switzerland:<br />

Rationality First! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313<br />

Atomausstieg in der Schweiz:<br />

Vernunft hat Vorfahrt. . . . . . . . . . . . . . . . . . 313<br />

Environment and Safety<br />

Estimation of the Ripple Effects on a Regional<br />

Community of the Formation of the<br />

Nuclear Energy Science Complex in Gyeongju. . . 314<br />

Byung-Sik Lee and Joo Hyun Moon<br />

|314<br />

317<br />

| | Gyeongsangbuk-do economic ripple effect.<br />

Decommissioning and Waste Management<br />

The Long Path to a Disposal for High<br />

Radiocative Waste – A New Approach<br />

for a Better Understanding of Processes<br />

and the System in a Whole – Part 3 . . . . . . . . . 317<br />

Auf dem langen Weg zu einem Endlager<br />

für hochradioaktive, Wärme entwickelnde<br />

Abfälle – Teil 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317<br />

Karl-Heinz Lux, Ralf Wolters and Juan Zhao<br />

| Example for a deep repository with the bedrock.<br />

|329<br />

339<br />

| | First high power core radial flux profiles for energy group-1.<br />

Research and Innovation<br />

Reactivity Feedback Coefficients Pakistan<br />

Research Reactor-1 Using PRIDE Code. . . . . . . . 329<br />

Ali Mansoor, Siraj-ul-Islam Ahmed, Inam-ul-Haq and Rustam Khan<br />

Events<br />

Experts Meeting on Waste Disposal . . . . . . . . . 336<br />

6. Essener Fachgespräch Endlagerbergbau:<br />

Aufbruchstimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336<br />

KTG Inside . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337<br />

News . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339<br />

| Example for a deep repository with the bedrock.<br />

Nuclear Today<br />

Time for Nuclear to Hold its Nerve<br />

at this Pivotal Time for the Industry . . . . . . . . . 343<br />

John Shepherd<br />

Report<br />

Operating Results 2016:<br />

Nuclear Power Plants – Part 1 . . . . . . . . . . . . . 344<br />

Imprint . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292<br />

AiNT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Insert<br />

Contents


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

288<br />

ABSTRACTS | ENGLISH<br />

Opinions Differ on Whether Nuclear Energy<br />

Industry is Ready for Cyber-challenges<br />

NucNet | Page 290<br />

In October 2015 the UK’s respected Chatham House<br />

think-tank published a report that drew some<br />

worrying conclusions about the civil nuclear<br />

industry. It said many in the sector do not fully<br />

understand the risks posed by hackers and the<br />

industry needs to be “more robust” on taking the<br />

initiative in cyberspace and funding effective<br />

responses to the challenge. The industry does not<br />

seem to be prepared for a large-scale cyber security<br />

emergency and needs to invest in counter-measures<br />

and response plans, the report said. It warned that<br />

developing countries are “particularly vulnerable”<br />

to cyber-attacks at nuclear facilities. The industry<br />

should develop guidelines to measure cyber security<br />

risk, including an integrated risk assessment that<br />

takes both security and safety measures into<br />

account. All countries with nuclear facilities should<br />

adopt an effective regulatory approach to cyber<br />

security e.g. on the basis of IAEA guidance.<br />

From Qualification Design to Training<br />

Design Using ECVET Principles<br />

Mihail Ceclan and Franck Wastin | 295<br />

The Joint Research Centre of European Commission<br />

was designated in 2009 as Operating agent of<br />

European Human Resources Observatory – in<br />

Nuclear (EHRO-N). EHRO-N identified the nuclear<br />

sector’s major challenges: to fill-in the 30 % gap<br />

between HR demand and supply in decommissioning<br />

and to adapt nuclear E&T system to comply<br />

more to the labour market demands. The process of<br />

nuclear training system adaptation to the labour<br />

market needs is based on the design of the flexible<br />

qualifications (unit based qualifications) using<br />

European Credit system for Vocational Education<br />

and Training (ECVET) principles. The process of<br />

ECVET implementation in the nuclear energy sector<br />

is ongoing since 2011 and is based on the strategy<br />

and road map developed by EHRO-N. The current<br />

paper presents the latest developments on the<br />

designing of training programs based on exit<br />

outcomes.<br />

Overview of Nuclear New Build Projects and<br />

Global Perspective<br />

Jean-Pol Poncelet | Page 303<br />

Nuclear power is an important source for electricity<br />

production in Europe: today 131 reactors are<br />

operated in 14 EU Member States, delivering 28 %<br />

of the European power and one half of its lowcarbon<br />

electricity. The turnover of the sector is<br />

about 70 billion € and there are about 800,000 high<br />

qualified jobs. Worldwide the capacities of nuclear<br />

power are extending. New build activities are<br />

moving to the Eastern countries. Today, the whole<br />

electricity market in Europe is characterised by<br />

uncertainties for all investments due to political<br />

market interventions. A common European energy<br />

policy does not appear to exist.<br />

The Climate-problem:<br />

Evaluation After the Paris-Agreement and<br />

the Marrakesh-Conference<br />

Eike Roth | Page 307<br />

The Paris-Climate-Agreement came into effect on<br />

November 4th 2016. Still, the contradiction in this<br />

agreement – ambitious goals and (presumably)<br />

inadequate commitments – has persisted. Also in<br />

the follow-up conference in Marrakesh, this<br />

discrepancy remained unresolved. <strong>2017</strong> the<br />

countries will meet again. However, since Donald<br />

Trump became president-elect of the United States<br />

of America, uncertainty about how the largest<br />

economy in the world will act in the future has<br />

intensified. This amplifies the pressure to clarify the<br />

true level of human influence on the climate in a<br />

scientifically consistent manner, as a basis for more<br />

reliable decisions. This paper tries to contribute to<br />

that effort.<br />

Nuclear Phase-out in Switzerland:<br />

Rationality First!<br />

Tobias Leidinger | Page 313<br />

Just a few months ago, the Swiss voters have<br />

rejected the initiative of the Green Party to<br />

accelerate the nuclear phase-out in Switzerland<br />

with an impressive majority. Once again, it becomes<br />

clear that in Switzerland on issues of energy policy<br />

rationality and not ideology is leading. With their<br />

vote against an accelerated nuclear phase-out, the<br />

Swiss citizens underlined that they have no<br />

sympathy for radical, ideologically proposals for<br />

solutions, which on closer inspection are expensive,<br />

risky and immature. The majority has understood<br />

that the extensive expansion of renewable energies<br />

and power grids is burdened with numerous risks<br />

and uncertainties.<br />

Estimation of the Ripple Effects on a<br />

Regional Community of the Formation<br />

of the Nuclear Energy Science Complex<br />

in Gyeongju<br />

Byung-Sik Lee and Joo Hyun Moon | Page 314<br />

Korea has developed advanced nuclear<br />

technologies, including those for future nuclear<br />

energy systems and the safe management of spent<br />

nuclear fuel, and is about to make a decision as to<br />

whether to make a massive investment in the<br />

development R&D for commercialization of them.<br />

There is no area large enough to accommodate all<br />

the development R&D-related facilities together at<br />

Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) to<br />

perform the development R&Ds. KAERI seeks<br />

solutions to the space problem, which includes the<br />

construction of a nuclear energy science complex<br />

(NESC). Gyeongju is one of the potential sites. This<br />

study estimated the ripple effects on the regional<br />

community if the NESC is to be formed in Gyeongju<br />

using inter-regional input-output analysis. The<br />

estimation shows that the ripple effects to the<br />

regional community of the formation of the NESC<br />

inGyeongju would be 1,086,633 billion Korean Won<br />

(KRW) for regional production inducement,<br />

455,299 billion KRW for value-added inducement,<br />

and 9,592 persons for employment inducement.<br />

The Long Path to a Disposal for High Radioactive<br />

Waste – A New Approach for a Better<br />

Understanding of Processes and the System<br />

in a Whole – Part 3<br />

Karl-Heinz Lux, Ralf Wolters and Juan Zhao | Page 317<br />

A new conceptual-configurative approach and a<br />

new simulation tool for the development of an<br />

improved process and system understanding for<br />

HAW disposal systems – without and with direct<br />

long-term monitoring are presented and discussed.<br />

With regard to the final repository development, a<br />

retrieveability of the heat-generating high-radioactive<br />

waste during the storage phase and a general<br />

recoverability during the first 500 years after<br />

closure of the repository in the post-closure phase<br />

are required. Both for the monitoring of the<br />

repository during the storage phase as well as thereafter,<br />

a direct monitoring of the storage horizon<br />

could be implemented as an alternative to an<br />

indirect monitoring.<br />

Reactivity Feedback Coefficients Pakistan<br />

Research Reactor-1 Using PRIDE Code<br />

Ali Mansoor, Siraj-ul-Islam Ahmed,<br />

Inam-ul-Haq and Rustam Khan | Page 329<br />

Results of the analyses performed for fuel,<br />

moderator and void’s temperature feedback<br />

reactivity coefficients for the first high power core<br />

configuration of Pakistan Research Reactor – 1<br />

(PARR-1) are summarized. For this purpose, a<br />

validated three dimensional model of PARR-1 core<br />

was developed and confirmed against the reference<br />

results for reactivity calculations. The “Program for<br />

Reactor In-Core Analysis using Diffusion Equation”<br />

(PRIDE) code was used for development of global<br />

(3-dimensional) model in conjunction with<br />

WIMSD4 for lattice cell modeling. Values for<br />

isothermal fuel, moderator and void’s temperature<br />

feedback reactivity coefficients have been calculated.<br />

Additionally, flux profiles for the five energy groups<br />

were also generated.<br />

Event Report: Experts Meeting<br />

on Waste Disposal<br />

Editorial | Page 336<br />

In the course of the upcoming legal and<br />

organizational changes that concern radioactive<br />

disposal and waste disposal, the 6th Experts<br />

Meeting on Waste Disposal took place on 9 March<br />

<strong>2017</strong>. Particular focus were the challenges faced by<br />

the industry to transfer the existing expertise in the<br />

new structures, the start of the “Project Site<br />

Selection” and to the developments in other<br />

countries.<br />

Time for Nuclear to Hold its Nerve<br />

at this Pivotal Time for the Industry<br />

John Shepherd | Page 343<br />

Recent weeks have been tough for the world’s<br />

nuclear energy industry. The nuclear industry has<br />

seen setbacks before. And it is the nature of this<br />

inter-connected global industry to find itself in the<br />

international media spotlight when “bad news”<br />

strikes. The task for the industry now is to pick itself<br />

up and face the economic challenges head-on. As<br />

one English proverb notes, “fortune favours the<br />

brave”.<br />

Nuclear Power Plant Operation 2016 –<br />

Part 1<br />

Editorial | Page 344<br />

A report is given on the operating results achieved<br />

in 2016, events important to plant safety, special<br />

and relevant repair, and retrofit measures from<br />

nuclear power plants in Germany. Reports about<br />

nuclear power plants in Belgium, Finland, the<br />

Netherlands, Switzerland, and Spain will be<br />

published in a further issue.<br />

Abstracts | English


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

Ist die Nuklearindustrie auf die Herausforderungen<br />

von Cyber-Attacken vorbereitet?<br />

NucNet | Seite 290<br />

Im Oktober 2015 veröffentlichte der britische Think<br />

Tank Chatham House einen Bericht mit einigen<br />

beunruhigenden Ergebnissen zur Cyber-Sicherheit<br />

in der zivilen Nuklearindustrie. Cyber-Risiken, so<br />

der Bericht, seien in der Branche noch nicht ausreichend<br />

wahrgenommen worden und es müsse<br />

aktive und wirksame Antworten auf die Herausforderungen<br />

geben. Die Nuklearindustrie scheint<br />

nicht umfassend für einen groß angelegten<br />

Cyber- Angriff vorbereitet zu sein und muss in<br />

Gegenmaßnahmen und Reaktionspläne investieren.<br />

Chatham House warnt vor allem davor, dass<br />

Entwicklungsländer „besonders anfällig“ für Cyber-<br />

Attacken sind. Die Industrie solle Leitlinien für das<br />

Niveau von Cyber-Sicherheit entwickeln, einschließlich<br />

einer integrierten Risikobewertung, die<br />

sowohl Sicherheits- als auch Vorsorgemaßnahmen<br />

berücksichtigt. Alle Länder mit kerntechnischen<br />

Anlagen sollten einen wirksamen regulatorischen<br />

Ansatz für die Cyber-Sicherheit, z.B. auf der Grundlage<br />

der IAEA-Leitlinien einführen.<br />

Von der Designqualifizierung zur<br />

Qualifizierung der Ausbildung<br />

nach ECVET Prinzipien<br />

Mihail Ceclan und Franck Wastin | 295<br />

Die Gemeinsame Forschungsstelle der Europäischen<br />

Kommission wurde 2009 als Koordinator<br />

des europäischen Human Resources Observatory –<br />

Nuklear (EHRO-N) benannt. EHRO-N identifizierte<br />

eine große Herausforderung des Nuklearsektors:<br />

die Lücke von etwa 30 % zwischen Angebot und<br />

Erfordernis bei qualifiziertem Personal in der Stilllegung<br />

zu decken und das nukleare Aus- und<br />

Weiterbildungssystem anzupassen, um mehr den<br />

Anforderungen des Arbeitsmarktes gerechter zu<br />

werden. Dieser Prozess basiert auf der Gestaltung<br />

flexibler Qualifikationen nach den Grundsätzen des<br />

europäischen Kreditsystems für berufliche Bildung<br />

(ECVET). Der Prozess der ECVET-Umsetzung im<br />

Bereich der Kernenergie läuft seit 2011 und basiert<br />

auf der von EHRO-N entwickelten Strategie und<br />

Roadmap. Die aktuelle Arbeit präsentiert die<br />

neuesten Entwicklungen bei der Ausgestaltung von<br />

Trainingsprogrammen.<br />

Übersicht zu weltweiten Kernkraftwerksneubauprojekten<br />

und globale Perspektiven<br />

der Kernenergie<br />

Jean-Pol Poncelet | Seite 303<br />

Kernenergie ist eine wichtige Quelle für die Stromerzeugung<br />

in Europa: Die 131 Reaktoren liefern<br />

28 % des Stroms; dies entspricht rund 55 % der<br />

emissionsarmen Erzeugung. Der Umsatz der<br />

Branche beträgt rund 70 Mrd. € und sichert rund<br />

800.000 Arbeitsplätze. Weltweit wird die Kernenergie<br />

ausgebaut, allerdings mit neuen geografischen<br />

Schwerpunkten, d.h. insbesondere dem<br />

asiatischen Raum. Der Markt in Europa ist gekennzeichnet<br />

durch eine allgemeine Unsicherheit für<br />

alle Investitionen in der Stromerzeugung aufgrund<br />

von politischen Markteingriffen. Ein einheitliches<br />

Energiekonzept aller Staaten ist nicht erkennbar.<br />

Das Klimaproblem<br />

Bewertung nach dem Paris-Abkommen<br />

und der Marrakesch-Konferenz<br />

Eike Roth | Seite 307<br />

Das Klima-Abkommen von Paris 2015 ist am<br />

4. November 2016 in Kraft getreten. Aber die Widersprüchlichkeit<br />

in dem Abkommen – verschärfte<br />

Ziele und (vermutlich) unzureichende Zusagen der<br />

einzelnen Länder – ist geblieben. Auch auf der<br />

Nachfolgekonferenz in Marrakesch 2016 konnte sie<br />

nicht beseitigt werden. <strong>2017</strong> trifft man sich wieder.<br />

Aber nachdem Donald Trump zum Präsidenten der<br />

USA gewählt worden ist, weiß niemand wie das<br />

wirtschaftlich stärkste Land der Welt sich zukünftig<br />

verhalten wird und die Unsicherheiten sind größer<br />

geworden denn je. Das verstärkt den Druck, die tatsächliche<br />

Größe des anthropogenen Einflusses auf<br />

das Klima endlich konsistent wissenschaftlich zu<br />

klären, um auf dieser Basis dann besser entscheiden<br />

zu können. Diese Arbeit will einen kleinen Beitrag<br />

hierzu leisten.<br />

Atomausstieg in der Schweiz:<br />

Vernunft hat Vorfahrt<br />

Tobias Leidinger | Seite 313<br />

Vor wenigen Monaten haben die Schweizer Stimmbürger<br />

die Initiative der Grünen Partei zum<br />

beschleunigten Ausstieg aus der Kernenergie mehrheitlich<br />

abgelehnt. Einmal mehr zeigt sich, dass in<br />

der Schweiz in Fragen der Energiepolitik Vernunft<br />

und nicht Ideologie Vorfahrt genießt. Mit ihrem<br />

ablehnenden Votum gegen einen beschleunigten<br />

Kernenergieausstieg haben die Schweizer einmal<br />

mehr bewiesen, dass sie für radikale, ideologisch<br />

aufgeladene Lösungsvorschläge, die sich bei<br />

näherem Hinsehen als teuer, riskant und wenig<br />

durchdacht darstellen, keine Sympathien hegen.<br />

Die Mehrheit der Schweizer hat verstanden, dass<br />

der extensive Ausbau erneuerbarer Energien und<br />

der Stromnetze, zahlreiche Risiken und Unwägbarkeiten<br />

bergen.<br />

Abschätzung von externen Effekten auf die<br />

Region Gyeongju durch die Errichtung eines<br />

Kernenergie-Wissenschaftskomplexes<br />

Byung-Sik Lee und Joo Hyun Moon | Seite 314<br />

Korea hat fortgeschrittene nukleare Technologien<br />

entwickelt, darunter auch solche für künftige Kernkraftwerkssysteme<br />

und den sicheren Umgang mit<br />

abgebrannten Brennelementen. Derzeit werden<br />

Entscheidungen für mögliche weitere umfangreiche<br />

Investitionen, vor allem eine neue Forschungseinrichtung,<br />

vorbereitet. Es steht allerdings<br />

am bestehenden Korea Atomic Energy Research<br />

Institute (KAERI) keine ausreichende Fläche für die<br />

Erweiterung zur Verfügung. Gyeongju ist für die<br />

neue Einrichtung ein potenzieller Standort. Im<br />

Rahmen dieser Studie wurden die externen wirtschaftlichen<br />

Effekte mit einer Input-Output- Analyse<br />

ermittelt und bewertet, die mit Bau und Investition<br />

für die Region verbunden sind. Ermittelt wurden<br />

1.086.633 Milliarden Korean Won (KRW) für<br />

regionale Produktionsanreize, 455.299 Milliarden<br />

KRW für Wertschöpfung und 9.592 zusätzliche<br />

Beschäftigte.<br />

Auf dem langen Weg zu einem Endlager<br />

für hochradioaktive, Wärme entwickelnde<br />

Abfälle – Teil 3<br />

Karl-Heinz Lux, Ralf Wolters und Juan Zhao | Seite 317<br />

Ein neuer konzeptionell-konfigurativer Ansatz und<br />

ein neues Simulationswerkzeug zur Erarbeitung<br />

eines verbesserten Prozess- und Systemverständnisses<br />

für HAW-Entsorgungsanlagen – ohne und mit<br />

direktem längerfristigem Monitoring. Im Hinblick<br />

auf die Endlagerplanung werden eine Rückholbarkeit<br />

der Wärme entwickelnden hoch radioaktiven<br />

Abfälle während der Einlagerung in der Betriebsphase<br />

und eine grundsätzliche Bergbarkeit während<br />

der ersten 500 Jahre nach Verschluss des Endlagers<br />

in der Nachverschlussphase gefordert. Sowohl für<br />

die Überwachung des Endlagers während der<br />

Einlagerungsphase wie auch danach könnte alternativ<br />

zu einem bzw. neben einem indirekten<br />

Monitoring auch ein direktes Monitoring der<br />

versetzten Einlagerungssohle in das Endlagerkonzept<br />

implementiert werden.<br />

Berechnung der Reaktivitätsrückwirkung<br />

für den Pakistan Research Reactor-1 mit<br />

dem PRIDE Code<br />

Ali Mansoor, Siraj-ul-Islam Ahmed,<br />

Inam-ul-Haq und Rustam Khan | Seite 329<br />

Für den Pakistan Research Reactor-1 (PARR-1)<br />

wurden die Reaktivitätskoeffizienten für Brennstoff<br />

und Moderator sowie der Void-Temperaturkoeffizienten<br />

ermittelt. Zu diesem Zweck wurde ein<br />

validiertes dreidimensionales Modell des PARR-1-<br />

Kerns entwickelt und mit Referenzergebnissen für<br />

Reaktivitätsberechnungen validiert. Der „Program<br />

for Reactor In-Core Analysis using Diffusion<br />

Equation“ (PRIDE)-Code wurde für die Entwicklung<br />

eines 3-dimensionalen Modells in Verbindung<br />

mit WIMSD4 für die Gitterzellenmodellierung<br />

verwendet. Werte für isotherme Brennstoff-, Moderator-<br />

und Void-koeffizienten wurden berechnet.<br />

Zusätzlich wurden auch Neutronenflussprofile für<br />

fünf Energiegruppen berechnet.<br />

6. Essener Fachgespräch Endlagerbergbau:<br />

Aufbruchstimmung<br />

Redaktion | Seite 336<br />

Ganz im Zeichen der anstehenden gesetzlichen und<br />

organisatorischen Veränderungen rund um die Entsorgung<br />

und Endlagerung radioaktiver Abfälle<br />

stand das 6. Essener Fachgespräch Endlagerbergbau,<br />

das am 9. März <strong>2017</strong> bei der DMT stattfand.<br />

Ein besonderer Schwerpunkt lag dabei auf den<br />

Herausforderungen für die Branche, die heute<br />

vorhandene Kompetenz in den neuen Strukturen<br />

weiterzutragen, beim anstehenden Start des Jahrhundertprojektes<br />

„Standortauswahlverfahren“ und<br />

bei Entwicklungen in anderen Ländern.<br />

Die Nuklearindustrie muss in diesen Zeiten<br />

am Ball bleiben<br />

John Shepherd | Seite 343<br />

Die letzten Wochen brachten für die weltweite<br />

Nuklearindustrie zweifelsohne große Herausforderungen.<br />

Schon in der Vergangenheit gab es Rückschläge.<br />

Es liegt in der Natur dieser globalen<br />

verbundenen Industrie, sich im internationalen<br />

Medienfokus wieder zu finden, wenn es um<br />

„schlechte Schlagzeilen“ geht. Die Aufgabe für<br />

die Industrie ist es jetzt, sich ihrer Vorzüge und<br />

Leistungen bewusst zu werden und den wirtschaftlichen<br />

Herausforderungen zu begegnen. Wie ein<br />

englisches Sprichwort dazu bemerkt, „das Glück<br />

begünstigt die Tapferen“.<br />

Betriebserfahrungen mit Kernkraftwerken<br />

2016 – Teil 1<br />

Redaktion | Seite 344<br />

Über im Jahr 2016 erzielte Betriebsergebnisse sowie<br />

sicherheitsrelevante Ereignisse, wichtige Reparaturmaßnahmen<br />

und besondere Umrüstmaßnahmen<br />

wird zu den in Deutschland in Betrieb befindlichen<br />

Kernkraftwerken berichtet. Der Teil 2 des Reports<br />

wird Anlagen aus Finnland, den Niederlanden, der<br />

Schweiz und Spanien umfassen.<br />

289<br />

ABSTRACTS | GERMAN<br />

Abstracts | German


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

290<br />

INSIDE NUCLEAR WITH NUCNET<br />

Opinions Differ on Whether<br />

Nuclear Energy Industry is Ready for<br />

Cyber-challenges<br />

NucNet<br />

In October 2015 the UK’s respected Chatham House think-tank published a report that drew some worrying<br />

conclusions about the civil nuclear industry. It said many in the sector do not fully understand the risks posed<br />

by hackers and the industry needs to be “more robust” on taking the initiative in cyberspace and funding<br />

effective responses to the challenge. The industry does not seem to be prepared for a large-scale cyber<br />

security emergency and needs to invest in counter-measures and response plans, the report said. It warned<br />

that developing countries are “particularly vulnerable” to cyber-attacks at nuclear facilities.<br />

Fast forward 12 months to October 2016 and another<br />

report, this time by the World Energy Council, took a view<br />

that was almost the polar opposite. The nuclear industry’s<br />

focus on continuously improving nuclear security is<br />

exemplary and should be adopted by other energy sectors,<br />

it said. The report conceded that an attack on nuclear plant<br />

equipment could lead to a core meltdown and dispersal of<br />

radioactivity, but said the nuclear sector’s “strong focus”<br />

on security has extended into cybersecurity. A 2015 attack<br />

on Korea Hydro and Nuclear Power Company aimed at<br />

causing nuclear reactors to malfunction succeeded only in<br />

leaking non-classified documents.<br />

The Washington-based Nuclear Threat Initiative (NTI)<br />

has also sounded warnings. It said “static” cybersecurity<br />

architecture at today’s nuclear facilities is not effective<br />

enough on its own to prevent a breach by a determined<br />

adversary. The NTI said cyber threats against nuclear<br />

facilities are on the rise and governments, industry, and<br />

international organisations must increase their focus and<br />

accelerate efforts to protect against a cyberattack with<br />

potentially “catastrophic consequences”.<br />

The nuclear industry itself is understandably reluctant<br />

to offer details about cyber threats and its efforts to keep<br />

them at bay. The American Nuclear Society (ANS) said<br />

“ extensive regulations” are in place that are closely<br />

monitored and regularly inspected. The US nuclear<br />

regulator, the Nuclear Regulatory Commission (NRC), said<br />

“critical digital assets” that interconnect plant systems<br />

performing safety, security, and emergency preparedness<br />

functions are isolated from the internet. This separation<br />

provides protection from many cyber threats. Even so, all<br />

power reactor licensees must implement a cyber security<br />

plan under the NRC's cyber security regulations. The NRC<br />

established a cyber security directorate in June 2013 to<br />

centralise its oversight of the issue.<br />

The ANS reiterates the point that critical digital assets<br />

are not connected to the internet. Some experts do not<br />

entirely agree.<br />

Ralph Langner, co-founder of the Langner Group, which<br />

specialises in cyber security for critical infrastructure and<br />

large-scale manufacturing, said the major problem the<br />

nuclear industry has identified over the last couple of years<br />

is that it is very difficult to identify critical digital assets<br />

because of all the various “side effects” that have to be<br />

accounted for.<br />

Chatham House said nuclear power stations around the<br />

world are harbouring a “culture of denial” about the risks<br />

of cyber hacking, with many failing to protect themselves<br />

against digital attacks. According to Chatham House,<br />

nuclear facilities are increasingly making use of digital<br />

systems, commercial off-the-shelf software and internet<br />

connectivity – all of which provide efficiency and costsaving<br />

benefits but also make facilities more susceptible to<br />

cyber-attack. Personnel still cling to the myth that nuclear<br />

facilities are “air gapped” – or completely isolated from the<br />

public internet – and that this protects them from cyberattack.<br />

Yet not only can air gaps be breached with nothing<br />

more than a flash drive but a number of nuclear facilities<br />

have virtual private networks (VPN) or undocumented or<br />

forgotten connections, some installed by contractors.<br />

The Chatham House report cites officials who describe<br />

the industry as being “far behind” other industrial sectors<br />

when it comes to insulating themselves against digital<br />

attacks. One of the report’s authors, Caroline Baylon, said<br />

there was a “culture of denial” at many nuclear plants,<br />

with a standard response from engineers and officials<br />

being that because their systems were not connected to the<br />

internet, it would be very hard to compromise them.<br />

Where devices like thumb drives, CDs or laptops are<br />

used to interface with plant equipment, strictly monitored<br />

measures are in place. Nuclear power plants are wellprotected<br />

from attacks like Stuxnet, which caused<br />

substantial damage to Iran’s nuclear programme and was<br />

transmitted through the use of portable media.<br />

But since the revelation of Stuxnet, many experts have<br />

been concerned that similar attempts to interfere with the<br />

physical workings of a nuclear power plant could prove to<br />

be a severe risk. Patricia Lewis, an international security<br />

expert at Chatham House, said there have been a number<br />

of reported incidents of cyber interference in nuclear<br />

power plants and – assuming that the nuclear industry<br />

behaves in similar ways to other industries – “we ought to<br />

assume that these examples represent the visible part of a<br />

much more serious problem”.<br />

Ms Lewis said: “The nuclear industry is beginning – but<br />

struggling – to come to grips with this new, insidious<br />

threat. The cyber risk to nuclear facilities requires constant<br />

evaluation and response, particularly as the industry<br />

increases its reliance on digital systems and as cybercriminal<br />

activity continues its relentless rise.”<br />

A focus on safety and high physical security means that<br />

many nuclear facilities are blind to the risks of cyberattacks,<br />

according to the Chatham House report, citing 50<br />

incidents globally of which only a handful have been made<br />

public. The findings were drawn from 18 months of<br />

research and 30 interviews with senior nuclear officials at<br />

plants and in government in Canada, France, Germany, Japan,<br />

the UK, Ukraine and the US.<br />

“Cyber security is still new to many in the nuclear<br />

industry,” said Caroline Baylon. “They are really good at<br />

Inside Nuclear with NucNet<br />

Opinions Differ on Whether Nuclear Energy Industry is Ready for Cyber-challenges ı NucNet


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

safety and, after 9/11, they’ve got really good at physical<br />

security. But they have barely grappled with cyber. Many<br />

people said it was simply not possible to cause a major<br />

incident like a release of ionising radiation with a cyberattack<br />

. . . but that’s not necessarily true.”<br />

Ms Baylon described how systems and backups<br />

powering reactor cooling systems could be compromised,<br />

for example, to trigger an incident similar to that seen at<br />

Fukushima-Daiichi in Japan in 2011.<br />

Ms Baylon points to a 2003 incident at the Davis Besse<br />

plant in Ohio, when an engineer accessed the plant from<br />

his home laptop through an encrypted VPN connection.<br />

His home computer had become infected with the nuisance<br />

self-replicating “slammer” worm. The trojan infected the<br />

nuclear plant’s computer system, causing a key safety<br />

control system to be overwhelmed with traffic from the<br />

worm and trip out.<br />

A more serious 2006 incident occurred at Browns Ferry<br />

in Alabama when a key safety system was similarly overwhelmed<br />

with network traffic and nearly led to a meltdown.<br />

The report points to a 2008 incident at the Hatch<br />

plant in Georgia to illustrate how vulnerable plants could<br />

be to deliberate digital disruption: though not an attack,<br />

when a contractor issued a routine patch to a business<br />

network system, it triggered a shutdown.<br />

Most facilities still do not take cyber security seriously<br />

enough in spite of such instances, Ms Baylon said. Officials<br />

interviewed for the report, for example, described default<br />

vendor logins – the standard factory-set passwords such as<br />

“1234” – as being “everywhere” when it comes to the<br />

computer systems that regulate nuclear processes.<br />

Companies that own plants are also increasing the number<br />

of digital “backdoors” into facilities by putting in more<br />

monitoring systems to gather data and try to become more<br />

efficient businesses.<br />

Engineers and contractors at facilities around the globe<br />

also routinely bring their own computers into nuclear<br />

stations to perform their jobs, officials told Chatham<br />

House. One described the control room at his nuclear<br />

station as routinely having external laptops plugged in to<br />

its systems – sometimes left there overnight. “It would be<br />

extremely difficult to cause a meltdown or compromise<br />

one but it would be possible for a state actor to do,<br />

certainly,” said Ms Baylon. “The point is that risk is<br />

‘ probability times consequence’. And even though the<br />

probability might be low, the consequence of a cyber<br />

incident at a nuclear plant is extremely high.”<br />

The International Atomic Energy Agency (IAEA) has<br />

recognised the significance of the cyber security issue. It<br />

said nuclear facilities benefit from “robust safety<br />

mechanisms”, but more information on the use of<br />

information technology and the associated threats and<br />

vulnerabilities is needed to “inform continuous security<br />

improvements”.<br />

The IAEA points out that nuclear security is a national<br />

responsibility, but said it plays “the central role” in helping<br />

the world to act in unison against the threat of nuclear<br />

terrorism. “Terrorists and other criminals operate<br />

international networks and could strike anywhere,” the<br />

agency’s director-general Yukiya Amano said. “So the<br />

response must also be international.”<br />

The IAEA said it is raising awareness of the growing<br />

threat of cyber-attacks and their potential impact on<br />

nuclear security, and making efforts to foster international<br />

cooperation. Many IAEA member states have already made<br />

specific requests to the IAEA secretariat for assistance and<br />

additional activities.<br />

| | Cyber security: always a topic for the nuclear industry?<br />

Chatham House acknowledged that the IAEA has taken<br />

steps to address the cyber security issue, but it said the<br />

nuclear industry needs to develop “a more robust ambition<br />

to take the initiative in cyberspace”.<br />

Langner Group’s Ralph Langner said the cyber threat is<br />

common knowledge but experts do not focus much on<br />

“threat intelligence” as a way of taking the initiative for a<br />

simple reason – threats tend to change. The task of making<br />

a nuclear facility immune to sophisticated cyber-attacks<br />

takes years. Mr Langner told NucNet: “To put it differently,<br />

in nuclear you don't have the luxury of following the<br />

threat; you have to be on top of the threat.”<br />

The threat:<br />

and what the nuclear industry must do<br />

The primary set of “threat actors” that pose a cyber risk to<br />

nuclear facilities can be divided into four broad categories:<br />

hacktivists; cybercriminals; states (governments and<br />

militaries); and non-state armed groups (terrorists).<br />

The most basic attacks will target business networks –<br />

the corporate networks belonging to the owner-operators<br />

of nuclear facilities that contain the information needed to<br />

manage the business dimension of the plant. Most attacks<br />

on these networks will be aimed at the theft of confidential<br />

corporate data that can be used to garner financial benefit.<br />

Others might be carried out for reconnaissance purposes,<br />

to steal operational information that can be used to conduct<br />

a more harmful attack at a later date. Or, as business<br />

networks are typically connected to the nuclear facility,<br />

some attacks on business networks could serve as a route<br />

for attacks on the facility’s industrial control systems.<br />

More sophisticated attacks on nuclear plants involve<br />

the targeting of industrial control systems themselves and<br />

have the potential to be the most harmful. Within the plant<br />

itself, the industrial control systems are the most<br />

important, notably SCADA (supervisory control and data<br />

acquisition) systems. While highly complex, these can be<br />

thought of as having just three parts. The first consists of<br />

the computers that control and monitor plant operations,<br />

and that send signals which physically control the second<br />

part. This comprises the field devices, such as programmable<br />

logic controllers, which control the sensors, motors<br />

and other physical components of the plant. The third part<br />

consists of the human–machine interface (HMI) computers<br />

INSIDE NUCLEAR WITH NUCNET 291<br />

Inside Nuclear with NucNet<br />

Opinions Differ on Whether Nuclear Energy Industry is Ready for Cyber-challenges ı NucNet


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

INSIDE NUCLEAR WITH NUCNET 292<br />

which display user-friendly data on operations and often<br />

run using Windows programmes.<br />

The infrequency of cyber security incident disclosure at<br />

nuclear facilities makes it difficult to assess the true extent<br />

of the problem and may lead nuclear industry personnel to<br />

believe that there are few incidents. Limited collaboration<br />

with other industries or information-sharing means that<br />

the nuclear industry tends not to learn from other<br />

industries that are more advanced in this field. Developing<br />

countries may be particularly at risk because they have<br />

even fewer resources available to invest in cyber security.<br />

Nuclear plant personnel, who are operational technology<br />

engineers, and cyber security personnel, who are information<br />

technology engineers, frequently have difficulty<br />

communicating, which can lead to friction. In many cases<br />

the problem is exacerbated by the off-site location of cyber<br />

security personnel.<br />

Cyber security training at nuclear facilities is often<br />

insufficient. In particular, there is a lack of integrated<br />

cyber security drills between nuclear plant personnel and<br />

cyber security personnel.<br />

The industry should develop guidelines to measure<br />

cyber security risk, including an integrated risk assessment<br />

that takes both security and safety measures into account.<br />

This will help improve understanding of the risk among<br />

CEOs and company boards and make cyber security in the<br />

nuclear sector more commercially attractive.<br />

One pragmatic way to foster change in the nuclear<br />

industry is to promote cyber insurance, which is often not included<br />

in traditional commercial general liability policies.<br />

Applying for insurance would inevitably necessitate strong<br />

risk assessments by the insurers, which in turn would result<br />

in improvements. Nuclear facilities must also be encouraged<br />

to share threat information anonymously in order to promote<br />

greater disclosure. The reluctance to disclose cyber-attacks<br />

stems partly from concerns for damage to reputation.<br />

The frequency and quality of cyber security training at<br />

nuclear facilities needs to be improved, potentially involving<br />

accreditation of training programmes by the IAEA, and hold<br />

integrated scenario-led drills between nuclear plant<br />

personnel and cyber security personnel to hone skills and<br />

develop common understandings and practices.<br />

Countries that have not yet done so should adopt an<br />

effective regulatory approach to cyber security at nuclear<br />

facilities. Since a large number of countries follow IAEA<br />

guidance, allocating more resources to the IAEA to enable<br />

it to develop recommendations on responding to cyber<br />

security threats could generate significant benefit.<br />

Author<br />

NucNet<br />

The Independent Global Nuclear News Agency<br />

Editor responsible for this story: David Dalton<br />

Editor in Chief, NucNet<br />

Avenue des Arts 56<br />

1000 Brussels, Belgium<br />

www.nucnet.org<br />

| | Editorial Advisory Board<br />

Frank Apel<br />

Erik Baumann<br />

Dr. Maarten Becker<br />

Dr. Erwin Fischer<br />

Dr. Peter Fritz<br />

Eckehard Göring<br />

Ulrich Gräber<br />

Iris Graffunder<br />

Dr. Ralf Güldner<br />

Carsten Haferkamp<br />

Dr. Norbert Haspel<br />

Dr. Petra-Britt Hoffmann<br />

Horst Kemmeter<br />

Prof. Dr. Marco K. Koch<br />

Ulf Kutscher<br />

Jörg Michels<br />

Roger Miesen<br />

Dr. Thomas Mull<br />

Dr. Ingo Neuhaus<br />

Dr. Joachim Ohnemus<br />

Prof. Dr. Winfried Petry<br />

Dr. Tatiana Salnikova<br />

Dr. Andreas Schaffrath<br />

Dr. Jens Schröder<br />

Dr. Wolfgang Steinwarz<br />

Prof. Dr. Bruno Thomauske<br />

Dr. Walter Tromm<br />

Dr. Hannes Wimmer<br />

Dipl.-Ing. Ernst Michael Züfle<br />

Imprint<br />

| | Editorial<br />

Christopher Weßelmann (Editor in Chief)<br />

Im Tal 121, 45529 Hattingen, Germany<br />

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Valid as of 1 January <strong>2017</strong><br />

Published monthly, 11 issues per year<br />

Germany:<br />

Per issue/copy (incl. VAT, excl. postage) 16.- €<br />

Annual subscription (incl. VAT and postage) 176.- €<br />

All EU member states without VAT number:<br />

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EU member states with VAT number<br />

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The journal and all papers and photos contained in it<br />

are protected by copyright. Any use made thereof outside<br />

the Copyright Act without the consent of the publisher,<br />

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microfilming and the input and incorporation into<br />

electronic systems. The individual author is held<br />

responsible for the contents of the respective paper.<br />

Please address letters and manuscripts only to the<br />

Editorial Staff and not to individual persons of the<br />

association´s staff. We do not assume any responsibility<br />

for unrequested contributions.<br />

Signed articles do not necessarily represent the views<br />

of the editorial.<br />

| | Layout<br />

zi.zero Kommunikation<br />

Berlin, Germany<br />

Antje Zimmermann<br />

| | Printing<br />

inpuncto:asmuth<br />

druck + medien gmbh<br />

Baunscheidtstraße 11<br />

53113 Bonn<br />

ISSN 1431-5254<br />

Inside Nuclear with NucNet<br />

Opinions Differ on Whether Nuclear Energy Industry is Ready for Cyber-challenges ı NucNet


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

Notes<br />

293<br />

Berlin, 24.03.<strong>2017</strong><br />

Berlin, 23.03.<strong>2017</strong><br />

German Atomic Forum:<br />

60 Years of the EURATOM Treaty –<br />

a European Success<br />

To mark the 60 th anniversary of the EURATOM Treaty on<br />

25 March <strong>2017</strong>, Dr. Ralf Güldner, President of the German<br />

Atomic Forum, said, “EURATOM has been a European<br />

success for decades. Nuclear technology and thus the tasks<br />

fulfilled by the European Atomic Energy Community are<br />

important for Germany in the long term, even after<br />

the generation of electricity from nuclear energy ends.<br />

This will ensure the monitoring of fissile materials and<br />

standardized regulations on radiological protection, even<br />

for medical applications. Important specifications for final<br />

disposal and plant safety are also made and continuously<br />

developed. EURATOM offers Germany every opportunity<br />

to co-determine the rules during this process.”<br />

EURATOM aims at the peaceful use of nuclear energy<br />

from all aspects and also protection against any dangers<br />

associated with it. There is a standardized system of radiological<br />

protection which is continuously updated. One<br />

important task is ensuring that fissile materials are not<br />

diverted and distributed. This includes independent<br />

controls and sanctions that apply to all who handle fissile<br />

materials. Similarly, the supply of nuclear fuel for power and<br />

research reactors and other research applications follows<br />

EURATOM rules and is supervised by the Euratom Supply<br />

Agency (ESA), which also has ownership of these materials.<br />

Background to the treaty: On 25 March 1957, the<br />

Treaties of Rome were signed which founded the European<br />

Economic Community (EEC) and the European Atomic<br />

Energy Community (EURATOM). While the EEC Treaty<br />

with its broad range of topics was gradually deepened and<br />

was transferred to the current treaties of the European<br />

Union, the EURATOM Treaty, as a sectoral treaty based on<br />

the model of the European Coal and Steel Community<br />

(ECSC), was characterized from the outset by the<br />

Community method with strong European institutions as<br />

well as standardized and binding regulations.<br />

German Atomic Forum:<br />

New Site Selection Act Paves the<br />

Way for Final Disposal<br />

The German Atomic Forum welcomes the fact that with<br />

today’s adoption of the amendment to the Site Selection<br />

Act (StandAG) in the Bundestag, politicians have now<br />

described a binding path governing the search for and<br />

provision of a final repository for high active waste.<br />

Dr. Ralf Güldner, President of the German Atomic<br />

Forum, had this to say, “The new Site Selection Act paves<br />

the way for final disposal. The nuclear industry and the<br />

operators have kept their word and done their part towards<br />

this solution by constructively participating in the Final<br />

Repository Commission and consulting on the question of<br />

financing the final repository. It is also important that the<br />

Site Selection Act does not place any obstacles in the way<br />

of top-level nuclear research in Germany and its applications<br />

in medicine and industry.”<br />

The German Atomic Forum assumes that the political<br />

consensus will endure in the long-term and above all will<br />

be implemented promptly. Güldner continued, “We must<br />

now get the process under way quickly and drive it forward<br />

consistently. Germany faces a political and social marathon<br />

which we can only complete successfully if the route<br />

does not become longer and longer as we follow it. We<br />

must also bear in mind that in the long term we need competent<br />

employees and young talents for final disposal in<br />

the nuclear industry and for research as well as in mining.”<br />

The further development of the Site Selection Act implements<br />

the recommendations of the Commission on the<br />

Storage of High-level Radioactive Waste. In addition to the<br />

positive overall result, however, there are still weaknesses<br />

in the recommendations, as the DAtF-President stated,<br />

“It is unfortunate that some inconsistencies that cannot<br />

be scientifically justified, such as the criterion of<br />

temperature compatibility, were not corrected during<br />

the implementation. Such apparent details must now be<br />

clarified during the process.”<br />

For further details<br />

please contact:<br />

Nicolas Wendler<br />

DAtF<br />

Robert-Koch-Platz 4<br />

10115 Berlin<br />

Germany<br />

E-mail: presse@<br />

kernenergie.de<br />

www.kernenergie.de<br />

DATF NOTES<br />

New Posters<br />

The DAtF has published new posters (Nuclear power in<br />

Germany | Status: January <strong>2017</strong>) and (Nuclear power<br />

plants in Europe and worldwide | Status: 31.12.2016).<br />

3 3 They can be downloaded and ordered at<br />

kernenergie.de under the headings Downloads<br />

and Shop.<br />

DAtF Notes


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

294<br />

CALENDAR<br />

Calendar<br />

<strong>2017</strong><br />

03.05.-04.05.<strong>2017</strong><br />

Emergency Power Systems at Nuclear Power<br />

Plants. Munich, Germany, TÜV SÜD Akademie,<br />

www.tuev-sued.de<br />

16.05.-17.05.<strong>2017</strong><br />

48 th Annual Meeting on Nuclear Technology<br />

AMNT <strong>2017</strong> | 48. Jahrestagung Kerntechnik.<br />

Berlin, Germany, DAtF and KTG,<br />

www.nucleartech-meeting.com – Register now!<br />

22.05.-24.05.<strong>2017</strong><br />

64 th Annual Industry Conference and Supplier<br />

Expo: Nuclear Energy Assembly. Scottsdale, AZ,<br />

United States, Nuclear Energy Institute, www.nei.org<br />

24.05.-25.05.<strong>2017</strong><br />

Nuclear Decommissioning and Waste<br />

Management Conference Europe (NDC).<br />

Manchester, UK, Nuclear Energy Insider,<br />

www.nuclearenergyinsider.com<br />

30.05.-02.06.<strong>2017</strong><br />

ETRAP <strong>2017</strong> – 6 th International Conference on<br />

Education and Training in Radiological<br />

Protection. Valencia, Spain, European Nuclear<br />

Society (ENS), www.euronuclear.org<br />

30.05.-01-06.<strong>2017</strong><br />

International Conference on the IAEA Technical<br />

Cooperation Programme: Sixty Years and Beyond –<br />

Contributing to Development. Vienna, Austria, International<br />

Atomic Energy Agency (IAEA), www.iaea.org<br />

04.06.-07.06.<strong>2017</strong><br />

37 th Annual Canadian Nuclear Society Conference.<br />

Niagara Falls, ON, Canada, www.cns-snc.ca<br />

06.06.-09.06.<strong>2017</strong><br />

International Conference on Topical Issues in<br />

Nuclear Installation Safety: Safety Demonstration<br />

of Advanced Water Cooled Nuclear Power Plants.<br />

Vienna, Austria. International Atomic Energy Agency<br />

(IAEA), www.iaea.org<br />

11.06.-17.06.<strong>2017</strong><br />

ENYGF <strong>2017</strong> – European Nuclear Young<br />

Generation Forum. Manchester, United Kingdom,<br />

ENS YGN, www.enygf.org<br />

11.06.-15.06.<strong>2017</strong><br />

ANS Annual Meeting. 10 th International Topical<br />

Meeting on Nuclear Plant Instrumentation, Control<br />

and Human Machine Interface Technology<br />

(embedded topical meeting). San Francisco, CA,<br />

USA, American Nuclear Society (ANS), www.ans.org<br />

13.06.-14.06.<strong>2017</strong><br />

Journees thematiques fusion — Journees<br />

thematiques fusion AFF CCS. Cadarche, France,<br />

Commission Cryogenie et Supraconductive (AFF),<br />

affccs.grenoble.fr<br />

19.06.-20.06.<strong>2017</strong><br />

EURELECTRIC Annual Convention &<br />

Conference <strong>2017</strong>. Lisbon, Portugal,<br />

Eurelectric, www.eurelectric.org<br />

26.06.-30.06.<strong>2017</strong><br />

Third PETRUS-ANNETTE PhD and Early-Stage<br />

Researchers Conference <strong>2017</strong> – Radioactive<br />

Waste Management and Disposal. Lisboa,<br />

Portugal, Petrus and Annette (Euratom),<br />

petrus-annette-<strong>2017</strong>.strikingly.com/<br />

27.06.-29.06.<strong>2017</strong><br />

Power-Gen Europe <strong>2017</strong>. Cologne, Germany,<br />

PennWell, www.powergeneurope.com<br />

26.06.-30.06.<strong>2017</strong><br />

International Conference on Fast Reactors and<br />

Related Fuel Cycles. Yekaterinburg, Russia, International<br />

Atomic Energy Agency (IAEA), www.iaea.org<br />

27.06.-04.08.<strong>2017</strong><br />

World Nuclear University Summer Institute.<br />

Uppsala, Sweden, World Nuclear Association,<br />

www.world-nuclear.org<br />

31.07.-04.08.<strong>2017</strong><br />

AccApp ‘17 – 13 th International Topical Meeting<br />

on Nuclear Applications of Accelerators. Quebec<br />

City, Quebec, Canada, American Nuclear Society<br />

(ANS), www.ans.org, ccapp17.org<br />

06.08.-09.08.<strong>2017</strong><br />

Utility Working Conference and Vendor<br />

Technology Expo –The Nuclear Option – Clean,<br />

Safe, Reliable & Affordable. Amelias Island, FL,<br />

USA, American Nuclear Society (ANS), uwc.ans.org<br />

20.08.-25.08.<strong>2017</strong><br />

24 th International Conference on Structural<br />

Mechanics in Reactor Technology. Busan, Korea,<br />

SMIRT Organisation Committee, www.smirt24.org<br />

23.08.-01.09.<strong>2017</strong><br />

Frédéric Joliot/Otto Hahn (FJOH) Summer School<br />

FJOH-<strong>2017</strong> – Uncertainties in nuclear reactor<br />

systems analysis: Improving understanding,<br />

confidence and quantification. Karlsruhe, Germany,<br />

Nuclear Energy Division of Commissariat à l’énergie<br />

atomique et aux énergies alternatives (CEA) and Karlsruher<br />

Institut für Technologie (KIT), www.fjohss.eu<br />

27.08.-02.09.<strong>2017</strong><br />

INCC – 5 th International Nuclear Chemistry<br />

Congress. Gothenburg, Sweden. Chalmers<br />

University of Technology Division of Nuclear<br />

Chemistry (Organisation), www.chalmers.se<br />

03.09.-08.09.<strong>2017</strong><br />

NURETH 17 – 17 th International Topical Meeting<br />

on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics. Xi’an,<br />

China, nureth17.com<br />

03.09.-06.09.<strong>2017</strong><br />

15 th IAEE European Conference Heading Towards<br />

Sustainability Energy Systems: by Evolution or<br />

Revolution? Vienna, Austria, AAEE/IAEE, www.iaee.org<br />

10.09.-14.09.<strong>2017</strong><br />

<strong>2017</strong> Water Reactor Fuel Performance Meeting.<br />

Jeju Island, Korea, Korean Nuclear Society, the<br />

Atomic Energy Society of Japan, the Chinese Nuclear<br />

Society, the American Nuclear Society and the<br />

European Nuclear Society, wrfpm<strong>2017</strong>.org<br />

10.09.-15-09.<strong>2017</strong><br />

<strong>2017</strong> Nuclear Criticality Safety Division Topical.<br />

Carlsbad, New Mexico, USA. American Nuclear<br />

Society (ANS), www.ans.org<br />

11.09.-14.09.<strong>2017</strong><br />

Nuclear Energy in New Europe <strong>2017</strong>. Bled, Slovenia,<br />

Nuclear Society of Slovenia, www.nss.si/nene<strong>2017</strong><br />

13.09.-14.09.<strong>2017</strong><br />

VGB CONGRESS <strong>2017</strong> – Generation in Competition.<br />

Essen, Germany, VGB PowerTech e.V., www.vgb.org<br />

13.09.-15.09.<strong>2017</strong><br />

World Nuclear Association Symposium <strong>2017</strong>.<br />

London, United Kingdom, World Nuclear Association<br />

(WNA), www.world-nuclear.org<br />

17.09.-20.09.<strong>2017</strong><br />

2 nd International CNS Conference on Fire Safety<br />

and Emergency Preparedness in the Nuclear<br />

Industry. Toronto, ON, Canada, Canadian Nuclear<br />

Society (CNS), www.cns-snc.ca<br />

18.09.-22.09.<strong>2017</strong><br />

61 st IAEA General Conference. Vienna, Austria, International<br />

Atomic Energy Agency (IAEA), www.iaea.org<br />

24.09.-28.09.<strong>2017</strong><br />

PSA <strong>2017</strong> – <strong>2017</strong> International Topical Meeting<br />

on Probabilistic Safety Assessment and Analysis.<br />

Pittsburgh, Pennsylvania, USA, American Nuclear<br />

Society (ANS), www.ans.org, psa.ans.org<br />

01.10.-04.10.<strong>2017</strong><br />

11 th International Conference on CANDU Maintenace<br />

and Nuclear Component. Toronto, ON, Canada,<br />

Canadian Nuclear Society (CNS), www.cns-snc.ca<br />

01.10.-04.10.<strong>2017</strong><br />

SIEN <strong>2017</strong> – International Symposium for Nuclear<br />

Energy. Bucharest, Romania, www.sien.ro<br />

04.10.-05.10.<strong>2017</strong><br />

Fire Safety in Nuclear Power Plants. Bruges, Belgium,<br />

Bel V, Gesellschaft für Anlagen- und Reaktor sicherheit<br />

(GRS) gGmbH, Bundesamt für kerntechnische Entsorgungssicherheit<br />

(BfE), www.belv.be, www.grs.de<br />

10.10.-12.10.<strong>2017</strong><br />

4 th International Symposium on the System of<br />

Radiological Protection. Paris, France, IRSN,<br />

icrp-erpw<strong>2017</strong>.com<br />

17.10.-20.10.<strong>2017</strong><br />

27 th Atomic Energy Research (AER) Symposium.<br />

Munich, Germany, Contact: Gesellschaft für Anlagenund<br />

Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH, www.grs.de<br />

17.10.-18.10.<strong>2017</strong><br />

49. Kraftwerkstechnisches Kolloquium. Dresden,<br />

Germany, Technische Universität Dresden,<br />

www.kraftwerkskolloqium.de<br />

21.10.-28.10.<strong>2017</strong><br />

IEEE Nuclear Science Symposium and Medical<br />

Imaging Conference. Atlanta, Georgia, USA, IEEE,<br />

www.nss-mic.org<br />

23.10.-28.10.<strong>2017</strong><br />

Fourth International Conference on Nuclear<br />

Power Plant Life Management. Lyon, France,<br />

International Atomic Energy Agency (IAEA),<br />

www.iaea.org<br />

07.11.-09.11.<strong>2017</strong><br />

10 th International Symposium Release of<br />

Radioactive Materials Requirements for<br />

Exemption and Clearance. Berlin, Germany, TÜV<br />

Nord Akademie, www.tuev-nord.de/tk-rrm<br />

25.10.-26.10.<strong>2017</strong><br />

Chemistry in Power Plants. Koblenz, Germany,<br />

VGB PowerTech e.V., www.vgb.org<br />

29.10.-02.11.<strong>2017</strong><br />

<strong>2017</strong> ANS Winter Meeting and Nuclear<br />

Technology Expo. Washington, DC, United States,<br />

www.ans.org<br />

26.11.-30.11.<strong>2017</strong><br />

International Symposium on Future I&C for Nuclear<br />

Power Plants. Gyeongiu, Korea, www.isofic.org<br />

27.11.-30.11.<strong>2017</strong><br />

ICOND <strong>2017</strong> – International Conference on<br />

Nuclear Decommissioning. Aachen, Germany,<br />

Aachen Institute for Nuclear Training GmbH,<br />

www.icond.de<br />

01.12.-02.12.<strong>2017</strong><br />

ThermAc 2016 – Aquatic Actinide Chemistry and<br />

Thermodynamics at elevated Temperatures.<br />

Dresden, Germany, HZDR, www.hzdr.de<br />

05.12.-07.12.<strong>2017</strong><br />

POWER-GEN International. Las Vegas, NV, USA.<br />

PennWell, www.power-gen.com<br />

2018<br />

29.05.-30.05.2018<br />

49 th Annual Meeting on Nuclear Technology<br />

AMNT 2018 | 49. Jahrestagung Kerntechnik.<br />

Berlin, Germany, DAtF and KTG,<br />

www.nucleartech-meeting.com – Save the Date<br />

Calendar


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

From Qualification Design to Training<br />

Design Using ECVET Principles<br />

Mihail Ceclan and Franck Wastin<br />

1 Introduction This paper is the continuation of the previous articles published in <strong>atw</strong> – International Journal<br />

for Nuclear Power and presents the Joint Research Centre's latest developments on the training design using ECVET<br />

principles.<br />

The Joint Research Centre (JRC), of the European Commission<br />

(EC), was designated in 2009 as Operating agent<br />

of European Human Resources Observatory-in Nuclear<br />

(EHRO-N). EHRO-N identified the HR sector's major<br />

challenges: to fill-in the 30 % gap between HR demand<br />

and supply (in particular in decommissioning) and to<br />

adapt nuclear education and training (E&T) system to<br />

comply more with labour market demands.<br />

Adapting the nuclear education and training systems<br />

across Europe is crucial for the accomplishment of the<br />

four freedoms of the EU single market: free movement<br />

of goods, services, capitals and workers. The 4 th freedom,<br />

free movement of workers, is of particular importance<br />

for the labour market. The adaptation of nuclear E&T<br />

system to the labour market needs should aim to facilitate<br />

lifelong learning, workers mobility and flexible learning<br />

pathways.<br />

In this context, the process of nuclear E&T system<br />

adaptation to the labour market needs is part of “ Europe<br />

2020” strategy implementation [1]. In the same time, the<br />

process of nuclear education system adaptation should<br />

be integrated in the strategic framework for European<br />

cooperation in education and training (ET 2020) [2], in<br />

order to achieve the modernization of the education<br />

systems at all levels (school, vocational and higher<br />

education) and the promotion of lifelong learning.<br />

EHRO-N stressed some answers to the nuclear sector<br />

HR challenges:<br />

• “Nuclearisation” is a solution for filling up the 30 % HR<br />

gap. In this context “nuclearisation” means to hire<br />

individuals from non-nuclear sector and training them<br />

to get a nuclear qualification.<br />

• The creation of ECVET infrastructure should support<br />

nuclear E&T system adaptation to the labour market<br />

demands.<br />

The process of nuclear training system adaptation to the<br />

labour market needs is based on the new concept of flexible<br />

qualifications (unit based qualifications), introduced by<br />

the European Credit system for Vocational Education and<br />

Training (ECVET).<br />

ECVET implementation in the nuclear energy sector<br />

(NES) is ongoing since 2011 and is based on the strategy<br />

and road map developed by EHRO-N [3]. The process<br />

of ECVET implementation has reached the phase of<br />

experimental testing of ECVET through pilot projects.<br />

Because in most cases, qualifications are under the<br />

responsibility of a Ministry or a national competent<br />

body, there is no standard legal solution at EU level<br />

for solving the permeability between different education<br />

or learning schemes and sectors. In this context, the<br />

sectorial pilot projects are the most effective tool to<br />

propose solutions, at national level, to the problems of<br />

workers mobility, qualification achievement and training<br />

design.<br />

The preconditions for starting the phase of experimental<br />

testing of ECVET through pilot projects are met:<br />

• ECVET infrastructure is in place; it was developed with<br />

the view of turning existing training programsdisciplines<br />

oriented into training programs-market<br />

oriented;<br />

• the methodology for nuclear qualifications design<br />

was updated according to the European Quali­fication<br />

Framework (EQF) changes.<br />

The nuclear pilot projects are testing two processes:<br />

developing training programs-qualification oriented (it<br />

impacts the system of E&T) and acquiring learning<br />

outcomes (LO) during mobility abroad (it impacts the<br />

labour market).<br />

2 Methodological aspects<br />

A particular importance for the labour market has the<br />

fourth freedom, the free movement of the workers. The<br />

achievement of free movement of workers requires a better<br />

connection of the world of education and training to the<br />

world of work.<br />

2.1 Better connection of the world of education<br />

and training to the world of work<br />

The transition from knowledge-based qualification system<br />

to the competence­ based qualification system in the<br />

working world led to another transition in the world of<br />

education and training. It is about the transition from<br />

education and training-disciplines oriented, where the<br />

qualifications addressed are not specified, to the education<br />

and training-qualification oriented or training based on<br />

exit-outcomes.<br />

The process of developing the training programs,<br />

starting from flexible qualifications, should be understood<br />

in the context of the shift from knowledge-based ­qualification<br />

system (K-B QS) to competence-based qualification system<br />

(C-B QS) within the EU single market.<br />

In the K-B QS, the qualification achievement is proved<br />

with a diploma obtained after the completion of a formal<br />

learning scheme and in a given time frame.<br />

In the C-B QS, qualification achievement is proved with<br />

competences or learning outcomes acquired no matter the<br />

education/learning scheme, no matter the sector and no<br />

matter how long takes the LO accumulation process.<br />

So that, the C-B QS opens the door for flexible learning<br />

pathway. The flexible learning pathway means gradual<br />

accumulation of learning outcomes, no matter the learning<br />

scheme, and facilitates lifelong learning, as well as<br />

geographical mobility.<br />

In practice the gradual accumulation of new learning<br />

outcomes is blocked because of the absence of legislation<br />

regarding validation and recognition of new learning<br />

outcomes acquired, no matter the learning system, there is<br />

no permeability between education or learning schemes<br />

295<br />

ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW<br />

Energy Policy, Economy and Law<br />

From Qualification Design to Training Design Using ECVET Principles ı Mihail Ceclan and Franck Wastin


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 296<br />

and sectors. The above situation is called also as the lack of<br />

permeability between education/learning schemes and<br />

sectors.<br />

In this context, one of the major challenges in ECVET<br />

implementation is to find a way to support perme ability.<br />

2.1.1 The concept of training program<br />

based on exit-outcomes<br />

Training development is not part of the ECVET implementation<br />

in the nuclear energy sector. However, because the<br />

training is more visible and understandable, supporting<br />

the training design is a good way to emphasize the benefits<br />

of ECVET infrastructure for end users.<br />

In answer to the specific labour market needs, the<br />

education and training system develops “taylor made”<br />

training programs, called also training programs-qualification<br />

oriented or training programs based on exit- outcomes.<br />

These “taylor made” training programs generate the<br />

required competences for a targeted qualification, so that<br />

the length of this training program-qualification oriented<br />

is shorter than a training program- disciplines oriented.<br />

The concept of training program based on exit- outcomes<br />

includes six elements illustrated in Figure 1:<br />

• learner: who is enrolled in the training program<br />

with the view of acquiring necessary competences (or<br />

learning outcomes) for getting a qualification required<br />

by the labour market;<br />

• exit-outcomes: of the training program as a whole,<br />

describes the labour market needs in terms of qualifications<br />

or occupations; also the training program-exitoutcomes<br />

is the main motivation for learners to take a<br />

given training program;<br />

• content: is what the learners/ students learn to reach<br />

the training program -exit-outcomes;<br />

• assessment: represent the examinations designed to<br />

assess the extent to which the learners had learned the<br />

content; assessment includes also content assessment<br />

based on the feedback from learners;<br />

• support: represent learners- teachers interactions<br />

( courses, workshops, laboratories, etc.) and support<br />

materials on paper/ on-line offered to learners in order<br />

to pass through the training program and to reach the<br />

training program-exit-outcomes;<br />

• learning approach: defines how learners study the<br />

prescribed content (how to learn) and through this<br />

achieve the training program- exit-outcomes.<br />

Because the exit-outcomes of a training program define<br />

the labour market needs, in terms of qualifications or<br />

| | Fig. 2.<br />

The design down process of a training program based on exit-outcomes.<br />

occupations, the training program based on exit-outcomes<br />

is called also training program-market oriented.<br />

Consideration of the training program- exit-outcomes<br />

should be the basis for training program development and<br />

evaluation. The exit-outcomes of a training program<br />

determine the aims and objectives of the different training<br />

program phases.<br />

A design sequence of a training program based on exitoutcome<br />

would be adopted, as it is shown in the Figure 2:<br />

• the exit-outcomes are first defined;<br />

• then, the learning modules linked to each unit of learning<br />

outcomes from a qualification are derived from<br />

these training program-exit-outcomes and the process<br />

is repeated for each unit.<br />

2.1.2 Pilot projects-tool for solving<br />

the perme ability issue<br />

The process of flexible learning pathway, illustrated in the<br />

Figure 3, is one of the key innovations brought by ECVET.<br />

Flexible learning pathway means gradual accumulation of<br />

learning outcomes no matter the education or learning<br />

scheme. This feature facilitates lifelong learning, as well as<br />

geographical mobility.<br />

| | Fig. 3.<br />

The flexible learning pathways (Source: Cedefop).<br />

| | Fig. 1.<br />

The structure of the training program based on exit-outcomes.<br />

The new learning outcomes or competences, represented<br />

as bricks in the Fig. 3, could be acquired within<br />

different learning systems:<br />

• formal learning: Initial Vocational Education and<br />

Training (I-VET);<br />

• non-formal learning: Learning Mobility Abroad;<br />

On-the-Job Training (C-VET);<br />

• informal learning: Work Experience.<br />

No matter the learning system from where the learning<br />

outcomes or competences are coming, they should be<br />

validated and recognized by a competent authority.<br />

Because in most cases, qualifications are under the<br />

responsibility of a Ministry or a national competent body,<br />

there is not a standard legal solution at EU level for solving<br />

the permeability between different education or learning<br />

schemes and sectors.<br />

Energy Policy, Economy and Law<br />

From Qualification Design to Training Design Using ECVET Principles ı Mihail Ceclan and Franck Wastin


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Pilot<br />

project<br />

Process<br />

tested<br />

ANNETTE Education Mobility<br />

abroad<br />

CORONA II Training Mobility<br />

abroad<br />

| | Tab. 1.<br />

Nuclear pilot projects testing ECVET features.<br />

ECVET<br />

feature tested<br />

Defining LO<br />

for nuclear courses<br />

EQF 6<br />

• training scheme for<br />

a qualification EQF 5<br />

• acquiring LO during<br />

mobility<br />

ENETRAP III Training - Training Scheme<br />

for a RPE qualification<br />

EQF 7<br />

Petrus II Training - Training Scheme<br />

for a qualification<br />

EQF 7<br />

ELINDER Training Mobility<br />

abroad<br />

• turning TP-disciplines<br />

oriented in TP-qualification<br />

oriented<br />

• acquiring LO during<br />

mobility<br />

In this context, the most effective tool for solutions<br />

identification to the problem of permeability between<br />

different learning schemes and sectors are sectorial pilot<br />

projects. The major ongoing nuclear pilot projects that are<br />

testing different ECVET features are listed in the Table 1.<br />

After finding a solution in support of permeability at<br />

bilateral level ( between two countries), through a pilot<br />

project, the competent bodies of several countries would<br />

sign a memorandum of understanding describing<br />

communalities of qualifi cations and the procedure of<br />

recognition.<br />

2.2 From qualification design to training design<br />

The development of a training program-qualification<br />

oriented, require that the ECVET infrastructure should be<br />

in place, as illustrated in the Figure 4.<br />

The workflow for designing a training programqualification<br />

ori ented encompasses several steps:<br />

• a training program-qualification oriented (or based on<br />

exit­ outcomes) should address a qualification or an occupation,<br />

so that the first step is the identification<br />

of targeted qualification;<br />

• the targeted qualification should be structured in units<br />

of learning outcomes, as a flexible qualification (ECVET<br />

infrastructure/input is the source of these);<br />

• based on ECVET input/infrastructure, two types of<br />

training programs could be developed:<br />

a) a complete training program for learners who are<br />

debutants in the profession<br />

b) a customized training program for learners who<br />

have work experience even in non-nuclear jobs<br />

• the customized training program assumes the identification<br />

of prior learning and only missing competences<br />

from the targeted qualification are delivered. In this<br />

way, the duration of a customized training program is<br />

in average 40 % shorter than a complete training<br />

program.<br />

The ECVET input (ECVET infrastructure) for designing a<br />

training program is the source of some key information for<br />

training design:<br />

• first component of ECVET (C1) provides the nuclear labour<br />

market needs in terms of qualifications and/or occupations;<br />

the targeted qualification of the training<br />

program should be from the list of nuclear labour market<br />

needs;<br />

| | Fig. 4.<br />

From qualification design to training design using ECVET principles.<br />

• the second component (C2) of ECVET developed the<br />

Nuclear Job Taxonomy (NJT) and delivered other<br />

information:<br />

• a list of 140 representative jobs within the three<br />

phases of NPP life cycle (New build; Operation and<br />

Decommissioning);<br />

• job description for each representative job; job<br />

requirements as defined in terms of learning outcomes;<br />

• the targeted qualification of a training program<br />

should be linked with one or more representative<br />

jobs;<br />

• third component (C3) of ECVET provides the flexible<br />

qualifications: qualifications are structured in units of<br />

learning outcomes; this feature increase the worker’s<br />

capacity to adapt to the labour market needs;<br />

The nuclear ECVET infrastructure is in place and facilitates<br />

workers’ lifelong learning, mobility and flexible learning<br />

pathways. On the other hand, as road infrastructure,<br />

nuclear ECVET infrastructure should be maintained and<br />

updated continuously. For instance, the job descritions<br />

(JDs) developed as part of nuclear job taxonomy (NJT)<br />

became obsolete due to EQF changing. So that JDs should<br />

be updated according with new EQF indicators.<br />

2.3 Changes in flexible qualifications design<br />

The update of the qualification design methodology was<br />

determinate by the foreseen changing of the European<br />

Qualification Framework (EQF) [4] and, the introduction<br />

of additional filters into the qualifications' design<br />

methodology. It is about the three new filters:<br />

• the ECVET compliance review<br />

• transversal analysis over a group of qualifications, in<br />

order to identify common units and, by consequence,<br />

common competences.<br />

• structural check of qualifications in order to get better<br />

coherence of the competences contained by the<br />

qualifications<br />

According to ECVET principles, a flexible qualification is<br />

structured in units of learning outcomes as is shown in the<br />

Figure 5. A unit of learning outcomes (ULOs) is a set of<br />

knowledge and skills, according to the Responsibility/<br />

Autonomy [5] that represents the smallest part of a<br />

qualification that would be assessed and validated<br />

independently. These features of a unit of learning<br />

ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 297<br />

Energy Policy, Economy and Law<br />

From Qualification Design to Training Design Using ECVET Principles ı Mihail Ceclan and Franck Wastin


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 298<br />

| | Fig. 5.<br />

The structure of a flexible qualification.<br />

| | Fig. 6.<br />

The updated template for qualification design.<br />

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From Qualification Design to Training Design Using ECVET Principles ı Mihail Ceclan and Franck Wastin


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outcomes increase the qualification's degree of transparency<br />

and comprehension for someone who has no nuclear<br />

background. The qualification also becomes more flexible<br />

and adaptable to the market changes.<br />

According to the new EQF, the learning outcome<br />

descriptors are not the same as previously: Knowledge,<br />

Skills and Competence (KSC). The descriptor Competence<br />

(C) was replaced by responsibility/autonomy (R/A). The<br />

document précises the descriptors of learning outcomes in<br />

Knowledge (K), Skills(S) and Responsibility/Autonomy<br />

(R/A). It defines and characterizes the levels.<br />

Implementing the new EQF descriptors into the methodology<br />

for nuclear qualifications design was developed<br />

an updated template for qualification design. The Figure 6<br />

is presenting an extract from the updated template for<br />

qualification design, in the case of the Radioactive Waste<br />

Management (RWM) qualifi cation.<br />

The implementation of the improved qualifications'<br />

design methodology led to an improved design workflow:<br />

• The qualifications title and numbering code is taken<br />

from the classification of occupations, qualifications<br />

and jobs, developed by JRC for the nuclear sector. This<br />

classification gave a list of job profiles grouped in<br />

coherent sets making qualifications covering a range of<br />

job profiles.<br />

• The qualifications worked out were assigned to EQF<br />

level 6 because in the nuclear sector most jobs are<br />

performed at EQF upper levels 6 to 8.<br />

• On the first step, qualifications were defined by the<br />

nuclear experts in relation with job requirements;<br />

• On the second step, the draft qualifications were checked<br />

by the ECVET experts to insure qualifi cations were set up<br />

according to ECVET principles (ECVET compliance<br />

review). After that, through transversal analysis over<br />

three qualifications, ECVET experts identified trans versal<br />

units supporting nuclearisation and flexible pathways; In<br />

the case of three qualifications from Fig. 6 were identified<br />

four transversal units/TU (3.9.1; 2.3.1; 3.7.1), three<br />

bilateral units/BU (3.9.1; 2.3.1) and BU (2.3.1; 3.7.1)<br />

and one single unit/SU (3.7.1).<br />

• On the third step, a structural check of qualifications<br />

was done; as a result of qualifications structural check,<br />

several titles of ULOs were improved taking in<br />

consideration transversal, bilateral and singular units,<br />

for a better coherence of the 6 qualifications from<br />

decommissioning and operation.<br />

• Finally, the qualifications were used as input for training<br />

modules identification for a training program­ qualification<br />

oriented.<br />

3 Results<br />

JRC conducted a case study on pre paring the ECVET input<br />

for a training program based on exit-outcomes starting<br />

from flexible qualifications (unit structured qualifications).<br />

The results of the case study are presented in this<br />

section.<br />

A training program-qualifications oriented (or based on<br />

exit-outcomes) should address specific qualifications. As<br />

consequence, the first step of the case study was the<br />

identification of targeted qualifications, listed in the<br />

Table 2. In this pool, five qualifications belong to<br />

decommissioning and one is from operation.<br />

As was explained at the paragraph §2.2, before starting<br />

the development of a training program-qualification<br />

oriented, the targeted qualifications should be structured<br />

in units of learning outcomes and the nuclear ECVET<br />

infrastructure should be in place.<br />

Qualification Phase Jobs covered<br />

3.1.1.<br />

Decommissioning<br />

Management<br />

3.7.1.<br />

Radioactive Waste<br />

Management<br />

3.3.1.<br />

Preparatory work<br />

Management<br />

3.9.1.<br />

Radiation<br />

Protection Expert<br />

3.8.1<br />

Management of<br />

maintenance<br />

in Decommissioning<br />

2.3.1.<br />

Management of<br />

Radioactive Waste &RP<br />

Decommissioning<br />

| | Tab. 2.<br />

Targeted qualifications for training program-qualification oriented development.<br />

3.1 Developing nuclear ECVET infrastructure<br />

The development of the nuclear ECVET infrastructure<br />

means the customization of the implementation tools of<br />

ECVET, developed mainly by Cedefop, to the specific needs<br />

of the nuclear energy sector. The implementation tools of<br />

ECVET, that are the subject of customization are: Nuclear<br />

Job Taxonomy; Classification of occupations, qualifications<br />

and jobs in NPP life cycle; nuclear job description; methodology<br />

for nuclear qualification design; mobility tools; tools<br />

for assessment, validation, recognition and accumulation<br />

of learning outcomes;<br />

The nuclear ECVET infrastructure is common to and<br />

connects two worlds, which were in the past apart, the<br />

world of nuclear education and training and the world of<br />

work ( nuclear labour market). By contrast with the road<br />

infrastructure which is visible, the ECVET infrastructure is<br />

like the invisible part of an iceberg and, as a result, some<br />

stakeholders are not aware about ECVET infrastructure<br />

importance (see Figure 7).<br />

Moreover, the nuclear ECVET infra structure has two<br />

pillars. The first pillar supports labour market and<br />

encompasses tools that describe nuclear labour market<br />

needs: nuclear jobs taxonomy (NJT), job descriptions (JD)<br />

and the methodology for qualifications design.<br />

The second pillar supports E&T and encompasses tools<br />

required for E&T modernization: European Qualification<br />

Framework; flexible qualifications and methodology for<br />

designing training programs based on exit-outcomes.<br />

The nuclear ECVET infrastructure, developed by JRC, is<br />

in place and facilitates workers’ lifelong learning, mobility<br />

and flexible learning pathways.<br />

The process of ECVET implementation in the nuclear<br />

energy sector has reached the stage of testing, at small<br />

scale through pilot projects, different features of ECVET.<br />

3.1.01. Project Manager<br />

3.1.02. Contractors Manager<br />

3.1.03. Management<br />

System Manager<br />

3.1.04. Training Manager<br />

3.1.05. Licensing Manager<br />

(for decommissioning)<br />

3.1.06. Communication and<br />

PR Manager<br />

3.1.07. Financial Manager<br />

3.1.08. Site Manager<br />

3.7.01. Radioactive Waste Manager<br />

3.7.02. Radioactive Waste Managercharacterisation<br />

3.7.03. Radioactive Waste Managerprocessing<br />

3.3.01. Site Engineer<br />

3.3.02. Spent Fuel Management<br />

Engineer<br />

3.3.03. Engineering Support<br />

Manager<br />

3.9.01. Radiation Protection<br />

Manager<br />

3.8.01. Maintenance Engineer –<br />

Manager<br />

3.8.02. Maintenance Supervisor<br />

Operation 2.4.01. WM&RP Manager<br />

ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 299<br />

Energy Policy, Economy and Law<br />

From Qualification Design to Training Design Using ECVET Principles ı Mihail Ceclan and Franck Wastin


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ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 300<br />

| | Fig. 7.<br />

The ECVET infrastructure for labour market and E&T.<br />

The major ongoing nuclear pilot projects that are<br />

testing the key processes, free movement of workers and<br />

E&T modernization, are listed in the Table 3. It should be<br />

mentioned that only three pilot projects, ANNETTE,<br />

CORONA II and ELINDER, are testing free movement of<br />

workers in the context of mobility abroad.<br />

The nuclear pilot projects represent the visible part of<br />

the iceberg and are the way of finding by doing sustainable<br />

solutions for ECVET implementation in the nuclear energy<br />

sector.<br />

Pilot pr. Component addressed ECVET feature tested<br />

ANNETTE Education Labour market LO for nuclear courses EQF 6<br />

CORONA II Training Labour market • training scheme -qualification EQF 5<br />

• acquiring LO during mobility<br />

ENETRAP III Training - Training Scheme-RPE qualif. EQF 7<br />

Petrus II Training - Training Scheme-qualifications of EQF 7<br />

ELINDER Training Labour market • turning TP-disciplines oriented<br />

in TP-qualification oriented<br />

• acquiring LO during mobility<br />

| | Tab. 3.<br />

Nuclear pilot projects that are testing ECVET features.<br />

3.2 Flexible qualifications<br />

from decommissioning and operation<br />

The qualifications' design methodo logy was improved by<br />

adding new filters: the ECVET compliance review; transversal<br />

analysis over a group of three qualifications, in order<br />

to identify common units; and structural check of<br />

qualifications in order to get better coherence of the six<br />

quali fications.<br />

The six targeted qualifications from Tab. 2, were split in<br />

two groups of three qualifications shown in the Table 4.<br />

Each group of 3 qualifications was processed and organized<br />

in units of learning outcomes.<br />

By transversal analysis over a group of three qualifications<br />

(3.9.1; 2.3.1; 3.7.1) were identified common units<br />

that correspond to common competences. Three types of<br />

units of learning outcomes were identified: transversal<br />

units (TU)-common units over three qualifications;<br />

bilateral units (BU) -common units over two qualifications;<br />

single unit (SU)-unit belonging to one qualification.<br />

Further, within an group of two qualifications (3.3.1;<br />

3.8.1) were identified two transversal units (TU); and six<br />

single units (SU)-unit belonging to one qualification.<br />

3.9.1<br />

Radiation Protection Expert<br />

| | Tab. 4.<br />

Units identified over three flexible qualifications in decommissioning and operation.<br />

2.3.1<br />

Management of Radioactive Waste &RP<br />

3.7.1<br />

Radioactive Waste Management<br />

U1 Radiation Protection – TU(3.9.1; 2.3.1; 3.7.1)<br />

U2 Accident and emergency issues – TU(3.9.1; 2.3.1; 3.7.1)<br />

U3 Team and project management – TU(3.9.1; 2.3.1; 3.7.1)<br />

U4 Interaction with other nuclear areas/departments – TU(3.9.1; 2.3.1; 3.7.1)<br />

U5 Evaluation and optimization of individual and collective doses – BU (3.9.1 ; 2.3.1) Decommissioning management SU (3.7.1)<br />

U6 Management of health, radiological and environmental risks - BU (3.9.1; 2.3.1)<br />

U6/7 Radioactive waste management – BU (3.7.1 ; 2.3.1)<br />

3.1.1<br />

Decommissioning Management<br />

3.3.1<br />

Preparatory work Management<br />

3.8.1<br />

Management of maintenance<br />

in Decommissioning<br />

U1 Management of Decommissioning projects – TU (3.1.1; 3.3.1; 3.8.1)<br />

U2 Safety and security – TU(3.1.1; 3.3.1; 3.8.1)<br />

U3 Management – SU Operation, maintenance and engineering – SU Facility maintenance – SU<br />

U4<br />

Integrated management system<br />

Preparatory work and spent fuel – SU -<br />

in decommissioning – SU<br />

U5 Communication and public relation – SU - -<br />

Energy Policy, Economy and Law<br />

From Qualification Design to Training Design Using ECVET Principles ı Mihail Ceclan and Franck Wastin


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

3.3 From flexible qualifications<br />

to training design<br />

Having in place the ECVET infra structure, we can follow<br />

the design sequence of a training program based on exitoutcome,<br />

described at § 2.1.1.<br />

The process of training program development should<br />

start from the definition of the exit-outcome. A training<br />

program-exit-outcome is a statement that has two main<br />

com ponents: first component-identifies the core skills<br />

required for a specific job; second component-defines<br />

additional skills.<br />

In the particular case of our case study, the exit- outcome<br />

of the training program-oriented on the qualification<br />

Radioactive Waste Management (3.7.1), is defined as: At<br />

the end of a customized training program – oriented on the<br />

qualification 3.7.1, the learner is able to take over one of<br />

the three jobs: Radioactive Waste Manager (3.7.01), Spent<br />

Radioactive Waste Manager- characterization (3.7.02),<br />

and Radioactive Waste Manager-processing (3.7.03). The<br />

learner should have 3-4 year experience in lower positions,<br />

even in non-nuclear sector.<br />

The second step of the design sequence concerns the<br />

identification of learning modules within each unit of<br />

learning outcomes from the targeted qualification.<br />

Once having the ECVET infrastructure of the targeted<br />

qualification, the process of developing the training<br />

program­ oriented on the qualification Radioactive Waste<br />

Management (3.7.1) could advance towards learning<br />

modules identifi cation. Learning modules are developed by<br />

picking up skills and knowledge associated with a given<br />

unit of learning outcomes in order to make pedagogical and<br />

coherent set.<br />

In our case study on the qualifi cation Radioactive Waste<br />

Management (3.7.1), the learning modules identified<br />

within unit 6 are shown in the Figure 8.<br />

In the Table 5 is an overview of learning modules<br />

identified over each group qualifications. Following the<br />

methodology described at § 2.1.1, training modules were<br />

identified inside each unit of learning outcomes. Three<br />

types of modules were defined: transversal modules<br />

(TM)-common module over three qualifications; bilateral<br />

modules (BM)-common module over two qualifications;<br />

single module (SU)- belonging to one qualification.<br />

If we analyse the learning modules crossing all six<br />

qualifications, we should remark that some learning<br />

modules have very close contents. It is the case of learning<br />

ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 301<br />

| | Fig. 8.<br />

The learning modules identified in the unit 6.<br />

Energy Policy, Economy and Law<br />

From Qualification Design to Training Design Using ECVET Principles ı Mihail Ceclan and Franck Wastin


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 302<br />

3.9.1<br />

Radiation Protection Expert<br />

| | Tab. 5.<br />

Training modules for qualifications 3.9.1; 2.3.1; 3.7.1; 3.3.1 and 3.8.1.<br />

2.3.1<br />

Management of Radioactive Waste &RP<br />

module Decommissioning management which belongs to<br />

the qualification (3.7.1) and Management of Decommissioning<br />

projects that is common for three qualifications<br />

(3.1.1; 3.3.1; 3.8.1). One transversal module can be<br />

designed after comparison and limited adjustments of the<br />

four qualifications involved (3.1.1; 3.3.1; 3.8.1 and 3.7.1).<br />

4 Conclusions<br />

The sectorial pilot projects are the most effective tool for<br />

solutions identification, at national level, to the problems<br />

of workers mobility, quali fication achievement and<br />

training design.<br />

The nuclear pilot projects are testing mainly two<br />

processes: developing training programs-qualification<br />

oriented that impacts the world of E&T; and acquiring<br />

learning outcomes/competences during mobility abroad.<br />

The main findings on the training design starting from<br />

flexible qualifi cations are listed below:<br />

• customized training programs- market oriented (are in<br />

average 40 % shorter than a complete training program)<br />

permit to reduce the time to obtain a full nuclear qualification<br />

by recognition of previous learning and experience.<br />

As a result, “nuclearisation” could be supported<br />

by using training programs- market oriented.<br />

• the customized training program- market oriented<br />

assumes the identification of prior learning and only<br />

missing competences from the targeted qualification<br />

are delivered.<br />

Some difficulties were identified in designing the training<br />

programs-market oriented:<br />

• The lack of permeability between education or<br />

learning schemes and sectors is the main barrier for<br />

“ nuclearisation” and training programs-market oriented<br />

development.<br />

• More sectorial pilot projects are needed (more engagement<br />

of industry and other nuclear stakeholders is<br />

required) in order to identify sustainable solutions for<br />

the problem of permeability;<br />

In this context, to move forward with ECVET implementation,<br />

the question of the feedback from the nuclear<br />

industry and nuclear regulatory bodies on the interest in<br />

ECVET implementation at sectorial level is on the table.<br />

Sustainability of all the qualification and training framework<br />

on which JRC worked depend on the commitment of<br />

the nuclear stake holders on the ECVET implementation at<br />

a real scale.<br />

References<br />

[1] Communication from the Commission. Europe 2020. A strategy<br />

for smart, sustainable and inclusive growth. 2010<br />

[2] Council conclusions of 12 May 2009 on a strategic framework<br />

for European cooperation in education and training (‘ET 2020’)<br />

2009/C 119/02. 2009.<br />

[3] Ceclan M., Chenel Ramos C., Von Estorff U. The ECVET Toolkit<br />

Customization for the Nuclear Energy Sector; <strong>atw</strong> – International<br />

Journal for Nuclear Power; vol 60 (2015) Issue 4; p. 228-235;<br />

ISSN 1431-5254; JRC92840.<br />

[4] Proposal for a Council Recommen dation on the European<br />

Qualifications Framework for lifelong learning and repealing the<br />

Recommendation of the European Parliament and of the<br />

Council of 23 April 2008 on the establishment of the European<br />

Qualifications Framework for lifelong learning) COM (2016)<br />

383/2 of the 10 th June 2016<br />

[5] The term ‘competence’ as heading for the third column of the<br />

EQF descriptors (Annex II to the 2008 Recommen dation on EQF)<br />

would be changed into ‘Responsibility/Autonomy’ as the term<br />

‘competence’ is not used consistently in the 2008 EQF<br />

Recommendation. Removing this conceptual incon sistency<br />

would strengthen the learning outcomes approach promoted<br />

by the EQF.<br />

Authors<br />

3.7.1<br />

Radioactive Waste Management<br />

3.9.1/11M = 9TM + 2BM 2.3.1/13M = 9TM + 4BM 3.7.1/12M = 9TM + 2BM + 1SM<br />

U1 Radiation Protection – 3TM (3.9.1; 2.3.1; 3.7.1)<br />

U2 Accident and emergency issues – 2TM (3.9.1; 2.3.1; 3.7.1)<br />

U3 Team and project management – 3TM (3.9.1; 2.3.1; 3.7.1)<br />

U4 Interaction with other nuclear areas/departments – 1TM (3.9.1;2.3.1; 3.7.1)<br />

U5 Evaluation and optimization of individual and collective doses U5 (3.9.1 ; 2.3.1) – 1BM Decommissioning management (3.7.1) – 1SM<br />

U6<br />

Management of health, radiological and environmental risks U6 (3.9.1; 2.3.1) – 1BM<br />

U6/7 Radioactive waste management – U6/7 (3.7.1 ; 2.3.1) – 2BM<br />

3.1.1<br />

Decommissioning Management<br />

3.3.1<br />

Preparatory work Management<br />

3.8.1<br />

Management of maintenance<br />

in Decommissioning<br />

3.1.1 no LM 3.3.1/7M = 5TM + 2SM 3.8.1/7M = 5TM + 2BM<br />

U1 Management of Decommissioning projects – 2TM (3.1.1; 3.3.1; 3.8.1)<br />

U2 Safety and security – 3TM (3.1.1; 3.3.1; 3.8.1)<br />

U3 Management Operation, maintenance and<br />

Facility maintenance – 1SM<br />

engineering support – 1SM<br />

U4 Communication and PR Preparatory Work and spent fuel – 1SM<br />

U5<br />

Integrated management system<br />

in decommissioning<br />

Responsibility/Autonomy in the context of the EQF is the ability<br />

of the learner to apply knowledge and skills autonomously and<br />

with responsibility. (Proposal for a COUNCIL RECOMMENDATION<br />

on the European Qualifications Framework for lifelong learning<br />

and repealing the Recommendation of the European Parliament<br />

and of the Council of 23 April 2008 on the establishment of the<br />

European Qualifications Framework for lifelong learning) COM<br />

(2016) 383/2<br />

Mihail Ceclan<br />

Franck Wastin<br />

European Commission,<br />

Joint Research Centre,<br />

Directorate Nuclear Safety<br />

and Security<br />

Westerduinweg 3<br />

1755 LE Petten, The Netherlands<br />

Energy Policy, Economy and Law<br />

From Qualification Design to Training Design Using ECVET Principles ı Mihail Ceclan and Franck Wastin


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

Overview of Nuclear New Build Projects<br />

and Global Perspective<br />

Jean-Pol Poncelet<br />

Introduction I am aware that I am in Germany! Nevertheless, we are proud to recall the achievements of nuclear<br />

in Europe: today 131 reactors are operated in 14 EU Member States, delivering 28 % of the European power and one<br />

half of its low-carbon electricity (Figure 1).<br />

| | Fig. 1.<br />

Nuclear energy in Europe.<br />

Beyond this unquestioned benefit,<br />

nuclear is a significant contributor<br />

to the other two “pillars” of the EU<br />

energy policy:<br />

• security of supply and<br />

• competitiveness.<br />

Indeed, it is widely demonstrated that<br />

operating the current reactors is by far<br />

the cheapest way to produce electricity<br />

in Europe today.<br />

I am happy to share some thoughts<br />

about the challenge of new build<br />

especially in Europe.<br />

I plan to put this in perspective,<br />

because when it comes to nuclear<br />

energy today in Europe, you can hardly<br />

avoid some political considerations<br />

related to the way the European Union<br />

is working – or not working. It is not<br />

just about financing!<br />

Then I will address what is the core<br />

of my message: within the current<br />

frameworks in the EU, nuclear<br />

development is subject to a combination<br />

of market failures – these affect<br />

electricity generation, low carbon<br />

generation more specifically, and new<br />

nuclear in particular.<br />

And finally I will suggest some<br />

recommendations: action on market<br />

design is indispensable, and this<br />

unavoidably raises the issue of state<br />

aid and the role of the European<br />

Commission’s DG Competition. But –<br />

and I will not shy away from the<br />

industry’s responsibilities – it also<br />

requests the commitment and the<br />

demonstration by the industry that it<br />

can deliver, and deliver on time and to<br />

budget.<br />

Nuclear and the electricity<br />

market in Europe<br />

Again, we are in Germany. No need to<br />

underline much that today, nuclear<br />

energy does represent one of the<br />

deepest dividing lines between the EU<br />

members and the biggest hurdle to<br />

more integration of their energy<br />

policies. This is now enshrined in the<br />

Lisbon Treaty, which confirms the<br />

exclusive competence of the Member<br />

States when it comes to the basic<br />

choices about their energy policy, and<br />

in particular the choice of their energy<br />

sources.<br />

So let’s consider the electricity<br />

market, or what we still call “market”.<br />

We deregulated the national electricity<br />

systems 20 years ago – I personally<br />

was the driver of this reform in my<br />

home country, Belgium. We advocated<br />

the reform mainly with two arguments:<br />

more competition would bring better<br />

service and it would lead to lower<br />

prices. Let’s be honest, or at least<br />

realistic: we have missed both. And we<br />

did because the so-called “market”<br />

never got a chance to develop as<br />

initially conceived, at least for two<br />

reasons.<br />

On the one hand because electricity<br />

still bears today a never-ending list of<br />

burdens which have nothing to do<br />

with a market product: there is no<br />

significant way to store it, it can hardly<br />

be substituted, the production costs<br />

do deeply vary with the various technologies,<br />

electricity supports more<br />

and more stringent environmental<br />

constraints, social responsibilities and<br />

big long-term requirements. Can we<br />

reasonably expect that a deregulated<br />

electrical system – which means a<br />

short-sighted market – takes over the<br />

responsibilities of climate change,<br />

energy efficiency, long-term investment,<br />

redistribution and the support<br />

to the weakest, on top of expectations<br />

on economic progress and competitiveness?<br />

On the other hand, the electricity<br />

market reform did fail because of the<br />

enormous public intervention that<br />

immediately accompanied the climate<br />

change policy and the goal to decarbonise<br />

electricity production as soon<br />

as possible, quite exclusively with<br />

renewables. This represents today, for<br />

Germany only, 2 billion EUR a month.<br />

The following figures illustrate the<br />

consequences of the so-called EEG<br />

(Erneuerbare-Energien-Gesetz) intervention:<br />

currently the utility’s revenue<br />

is 85 €/MWh for on-shore wind,<br />

154 €/MWh for off-shore wind and<br />

107 €/MWh for PV, while conventional<br />

generation gets about 22 €/<br />

MWh (Figure 2)! Consequently, additional<br />

support is now envisaged in<br />

view of securing capacities, or consolidating<br />

a strategic reserve, which add<br />

again to the public intervention in the<br />

market mechanisms.<br />

The feed-in tariff scheme was very<br />

successful in stimulating a rapid takeoff<br />

of renewables. But it turned out to<br />

be quite expensive for consumers and<br />

it has created undesirable effects on<br />

the spot market. As a consequence,<br />

the electricity market is devastated.<br />

Overcapacity has lead the market<br />

prices to historical lows, even sometimes<br />

to negative prices (Figure 3),<br />

and the retail prices have escalated, so<br />

that we, as consumers, pay an electricity<br />

bill wherein energy represents less<br />

than 40 % of the total! Whatever the<br />

technology, there is no way for any<br />

investor to recoup his investment, so<br />

nobody invests but in subsidised<br />

projects. This is indeed a command<br />

economy, not a market-based one.<br />

So my point is that under the<br />

current framework in the EU, nuclear<br />

ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 303<br />

Energy Policy, Economy and Law<br />

Overview of Nuclear New Build Projects and Global Perspective ı Jean-Pol Poncelet


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 304<br />

| | Fig. 2.<br />

Revenues from different energy sources, Germany.<br />

| | Fig. 3.<br />

Is this a market? Maximum and minimum weekly day-ahead prices at EEX, Germany.<br />

development and new build are<br />

subject to a combination of market<br />

failures that need to be rectified via<br />

appropriate regulatory instruments.<br />

There is obviously an overcapacity<br />

due to the combination of the financial<br />

crisis, low economic growth and subsidised<br />

injection of renewables in the<br />

system. Spot prices on the wholesale<br />

markets have dramatically decreased<br />

when renewables are generating. And<br />

as the average annual utilisation of<br />

conventional thermal power generation<br />

is reduced, prices do not even<br />

cover their marginal costs. Consequently,<br />

many existing capacities are<br />

mothballed and nuclear is impacted,<br />

with the threat of early shutdowns<br />

and the postponement of new builds.<br />

Now, if the goal is to decarbonise<br />

the economy, well emissions have to<br />

be penalised. However, the EU<br />

Emission Trading Scheme, which is still<br />

considered as the corner stone of the<br />

EU strategy, does not deliver the price<br />

signal that the market needs. (As you<br />

see in Figure 4, it took only six weeks<br />

to loose two year’s gains in early<br />

2016.)<br />

And on top of this, some Member<br />

States have introduced specific taxes<br />

on nuclear. For instance, at least until<br />

stepping back very recently, Sweden<br />

was taxing nuclear power at about<br />

6.7 €/MWh, which made up about<br />

one third of the operating costs for<br />

nuclear plants. Similarly, Belgium<br />

introduced a tax of 5 €/MWh, and in<br />

Germany it was about 7.3 €/MWh in<br />

2014, down from 13.2 in 2013. (By the<br />

way the US is the only country which<br />

has offered any subsidy to nuclear<br />

power production, with a tax credit of<br />

19 $/MWh).<br />

The market does not value security<br />

of supply as a broad social benefit.<br />

Thus, market participants, especially<br />

nuclear operators, are not sufficiently<br />

incentivised to provide secure supplies<br />

in the medium and long-term<br />

public interest.<br />

And finally low carbon technologies<br />

are characterised by high<br />

upfront capital costs and low marginal<br />

operating costs. It is especially true for<br />

nuclear, due to the large scale of single<br />

projects and relatively high technology<br />

risks. Investors are exposed to<br />

significant price volatility risks that<br />

cannot be transferred, shared or<br />

pooled. There is obviously a market<br />

failure for such investments.<br />

When it comes to nuclear, we know<br />

that it is extremely capital intensive<br />

and that it takes a very long time<br />

before generating any income. So<br />

nuclear investments are vulnerable to<br />

additional regulatory risks that act to<br />

deter investment. Very few governments<br />

are eager to commit to supporting<br />

projects for a reasonable period of<br />

time, so that developers often lack the<br />

assurances they need to be able to<br />

implement their projects.<br />

If governments do support, then<br />

they have to notify their plans to the<br />

European Commission. This adds to<br />

uncertainty, as the current State Aid<br />

Energy and Environment Guidelines<br />

do not apply to nuclear and the EC<br />

proceeds on a case- by-case basis.<br />

And finally, we deeply regret<br />

the lack of harmonisation across<br />

regulatory bodies responsible for<br />

licensing and environmental consents<br />

within the EU.<br />

| | Fig. 4.<br />

The European emissions trading system (ETS): Evolution of the carbon price 2006 to 2016.<br />

Outlook with focus on nuclear<br />

This leads me to share some wishes<br />

and suggest some recommendations.<br />

And perhaps surprisingly enough, I do<br />

not start asking for money or financial<br />

support!<br />

As the saying goes, “Being in Rome,<br />

do as the Romans do!” Well, if we claim<br />

we are living in a market system, let’s<br />

apply market rules. A market design reform<br />

is the absolute priority, not only<br />

for nuclear but for any long-term and/<br />

Energy Policy, Economy and Law<br />

Overview of Nuclear New Build Projects and Global Perspective ı Jean-Pol Poncelet


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

or capital-intensive technology, many<br />

renewables included, regarding largescale<br />

low carbon generation projects.<br />

Which principles should lead us? We<br />

have identified some in the various<br />

fields of security of supply, regulation<br />

and market instruments.<br />

To restore confidence among<br />

potential investors in power generation<br />

projects of all types, a first action<br />

should aim at ensuring full transparency<br />

of system costs. This goes far<br />

beyond just compensating the marginal<br />

cost of any individual energy<br />

source, but has to include and pay for<br />

what is needed to maintain a secure<br />

system: production, transport, transmission,<br />

intermittency and backup<br />

costs, grid and network stabilisation,<br />

climate change constraints and other<br />

externalities.<br />

The goal is eventually to progressively<br />

remove distorting market<br />

subsidies so that the market price<br />

reflects the actual cost of generation<br />

and that the full costs are internalised<br />

by each supplier.<br />

In particular, CO 2 climate costs<br />

must be internalised in electricity<br />

prices; if the current emission trading<br />

system (ETS) mechanism fails to do<br />

so, then a structural and predictable<br />

step-by-step reform of the European<br />

carbon market needs to be launched,<br />

so that correct price signals are<br />

delivered to the market.<br />

Once there is a level playing<br />

field, then we should let the low<br />

carbon technologies compete and be<br />

rewarded for their own merit, i.e. the<br />

policies must be technology neutral.<br />

A last concern we have is the<br />

inability of the current market policies<br />

to integrate the issue of security of<br />

supply. It is well demonstrated that<br />

nuclear energy offers a significant<br />

advantage as regards this “pillar” of<br />

the EU policy, but so far there is no<br />

real value put on long-term security of<br />

supply, i.e. the resilience to fossil fuel<br />

supply disruption. This should be<br />

further investigated and security of<br />

supply should be recognised and<br />

rewarded through some market<br />

mechanisms.<br />

Specific to nuclear energy is the<br />

very strong requirements of safety and<br />

security regulation. This is practically<br />

ensured, at national level, by National<br />

Regulatory Bodies. It is politically<br />

unrealistic to envisage any integration<br />

of nuclear regulation at EU level.<br />

However, there is room for improvement<br />

building on already existing<br />

cooperation through WENRA and<br />

ENSREG, two platforms where regulators<br />

are used to exchange and share.<br />

We think that the European Commission<br />

should ask them to carry out a<br />

review of the scope for harmonisation<br />

of regulatory requirements in order to<br />

reduce the barriers to deployment and<br />

costs of nuclear technologies in the<br />

various EU Member States.<br />

This leads me to some specific<br />

market instruments we would like<br />

to be better supported. I already<br />

addressed the issue of specific nuclear<br />

taxes. The EU has limited powers to<br />

tackle this, but some harmonisation<br />

would be welcome in order to avoid<br />

discrepancies between Member States.<br />

Let me then insist on some market<br />

instruments absolutely requested to<br />

secure investments, which need to<br />

mitigate the revenue risk of investors<br />

and project developers over a long<br />

period of time, typically in the 20 to<br />

30 years range. Long- term contracts<br />

allow the use of project finance or<br />

hybrid financing approaches supporting<br />

higher leverage and thereby<br />

reducing the cost of financing. This is<br />

especially important for low carbon<br />

technologies like nuclear and wind,<br />

which are characterised by high upfront<br />

costs.<br />

The co-investment formula which<br />

entails a contractual sharing of risks<br />

(like the Mankala model in Finland) is<br />

often quoted as a good example to<br />

follow. However, few market players,<br />

even among large consumers, would<br />

be spontaneously interested in such<br />

commitments when prices on the<br />

short-term wholesale market are<br />

as low as they are today, with no<br />

bouncing back expectations.<br />

FORATOM also believes that an EUwide<br />

market for long-term contracts<br />

based on average cost pricing may be<br />

a suitable and relevant option to<br />

ensure a well- functioning decarbonised<br />

power system in the long run.<br />

Such a model allows shifting from a<br />

| | Fig. 5.<br />

Investment in new capacities needed: who’s up to the challenge?<br />

competition “in the market” to a competition<br />

“for the market”. Competitive<br />

pressure may be ensured by tenders<br />

based on what matters, i.e. full cost,<br />

which, in the case of low carbon technologies,<br />

is most often driven by the<br />

initial investment. The “Contract for<br />

Difference” model in the UK, following<br />

competitive auctions between<br />

technologies of the same maturity, is<br />

an example of such a market design<br />

based on long-term contracts. I plan to<br />

briefly comment on this in a minute<br />

with a special reference to the recent<br />

Hinkley Point decision in Britain.<br />

We have included our proposals in<br />

a response to a public consultation<br />

launched by the EC on a new market<br />

design in October last year and we<br />

look forward to discussing the issue<br />

again when the EC comes back with<br />

the announced market design reform,<br />

hopefully by year’s end.<br />

Now before moving to some<br />

conclusions, allow me to comment on<br />

the very reasons why we consider that<br />

facilitating investments in nuclear is<br />

the right thing to do.<br />

Figure 5 shows the progressive<br />

needs for capacity replacement in<br />

Europe during the upcoming decades,<br />

by 2020 and then 2030, and beyond.<br />

The darker the country, the bigger the<br />

share of renewal. As illustrated in the<br />

figure, we will need to progressively<br />

replace a big part of the current<br />

capacities, and nuclear should be<br />

contributing to the solution. But how<br />

to invest, and who is up to the<br />

challenge?<br />

The costs of the various technologies<br />

are well documented (Figure 6).<br />

These data should help and guide the<br />

decision-makers.<br />

First, Long Term Operation (LTO)<br />

of current reactors is a very competitive<br />

option compared with other low<br />

CO 2 sources of electricity. I am pleased<br />

ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 305<br />

Energy Policy, Economy and Law<br />

Overview of Nuclear New Build Projects and Global Perspective ı Jean-Pol Poncelet


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 306<br />

Revised version of a<br />

speech, presented at<br />

the VGB Congress<br />

“Power Plants 2016”,<br />

Leipzig, Germany,<br />

20 to 22 September<br />

2016<br />

FORATOM is the voice<br />

of the European<br />

nuclear industry in<br />

Brussels. FORATOM’s<br />

members are<br />

16 national nuclear<br />

associations active<br />

across Europe, which<br />

account for nearly<br />

800 companies –<br />

from the world’s largest<br />

utilities and<br />

nuclear fuel cycle<br />

companies to those<br />

specialising in the<br />

management of<br />

radioactive waste.<br />

| | Fig. 6.<br />

EU and nuclear: Levelised cost of electricity (LCOE).<br />

to quote OECD-NEA that confirmed<br />

the cost effectiveness of LTO compared<br />

to alternative replacement<br />

sources. In most cases the continued<br />

operation of existing NPPs for at least<br />

ten more years is profitable and<br />

remain cost-effective compared to<br />

alternative replacement sources.<br />

New build is definitely another type<br />

of challenge. Two new reactors are<br />

close to start operating in Slovakia,<br />

one is being built in Finland and a<br />

fourth one in France. Two other ones<br />

have just been confirmed in the UK.<br />

Targeting 100 to 120 GW of nuclear<br />

new build by 2050 certainly is an<br />

appropriate way to contribute to<br />

achieving a secure, competitive and<br />

sustainable energy system in the EU.<br />

Financing is undoubtedly a challenge,<br />

and I just discussed some of the<br />

numerous initiatives that this requests.<br />

However, securing financing is<br />

only a part of the problem. Recent<br />

experience of new build construction<br />

in Europe has experienced cost and<br />

time overruns as those reactors have<br />

been FOAK investments in what we<br />

are used to call Generation III reactors.<br />

The industry has to draw the lessons<br />

experienced from those reactors and<br />

also from new build projects outside<br />

the EU. Application of rigorous<br />

disciplines of cost and schedule controls<br />

is crucial. It is up to the nuclear<br />

sector to demonstrate that costeffective<br />

construction can be achieved.<br />

The industry itself cannot shy away<br />

and has to seriously consider the<br />

issue, making sure that the experience<br />

delivers a positive learning effect with<br />

series build.<br />

The gigantic investments that are<br />

needed will not happen without<br />

strong public and political support.<br />

Which government – if any – is really<br />

committed to take the necessary steps<br />

to convince its public opinion and<br />

develop a long-term industrial vision<br />

of nuclear activities?<br />

Are the Member States – or at least<br />

some of them – ready to share the<br />

burden and agree on joint initiatives<br />

in regulation, waste management,<br />

R&D, financing? Is it a dream to<br />

imagine what the then European<br />

Commissioner for Energy, Ms Loyola<br />

de Palacio, already supported,<br />

15 years ago, when she suggested<br />

share repositories for nuclear waste in<br />

Europe? This is typically the kind of<br />

breakthrough that could contribute<br />

changing the mind-set of people and<br />

decision-makers.<br />

Is there any future for nuclear<br />

energy, as we know it, without one<br />

type or another of public support in a<br />

deregulated electricity market? I am<br />

personally convinced that we in<br />

Europe still are in the middle of the<br />

way, between the previously national<br />

fully-regulated systems and something<br />

I hardly identify but which looks<br />

like a place where States and governments,<br />

hopefully this time at European<br />

level, are well decided to play a major<br />

role. And they already do.<br />

And that’s exactly what the British<br />

government did in the course of<br />

the last decade. During the Thatcher<br />

years, the UK was the main driver of<br />

the electricity deregulation process in<br />

the 1980s. But thanks to their deep<br />

pragmatism, they have been able to<br />

draw the right lessons and reconsider<br />

their views. The government introduced<br />

the Energy Market Reform<br />

in 2011 with one single goal: decarbonise<br />

the power production by 2030.<br />

The reform includes the principle of a<br />

private law contract – the Contract for<br />

Difference (CfD) – to guarantee a floor<br />

price of electricity and stimulate the<br />

sustainable development of a low<br />

carbon electricity generation from a<br />

combination of nuclear, renewables<br />

and decarbonised fossil fuels. Stringent<br />

emission standards, a carbon tax<br />

and a mechanism supporting reserve<br />

capacity should complete the system.<br />

Do you know that the regulation not<br />

only was supported by the minority in<br />

Parliament when it was introduced,<br />

but that a joint manifest in favour of<br />

the reform was signed together by the<br />

lobby of renewables, the nuclear<br />

industry and the developers of what<br />

we call CCS – carbon capture and<br />

storage –, i.e. decarbonising fossil<br />

fuels. Definitely, it’s different in<br />

Britain…<br />

After a deep and lengthy enquiring<br />

process and a public consultation, the<br />

European Commission has cleared the<br />

mechanism, which opens the way for<br />

nuclear new build in Britain. EDF<br />

Energy has now confirmed its decision<br />

to build to EPRs at Hinkley Point<br />

(Somerset). The investment amounts<br />

to 18 billion pounds and is supported<br />

by a CfD, i.e. a risk sharing process<br />

between investors and consumers<br />

based on the guarantee of<br />

92.5 £(2012)/MWh during 35 years.<br />

This will contribute ensuring 7 % of<br />

the UK’s electricity needs during the<br />

next 60 years. And other projects with<br />

international partners are in the<br />

process of Generic Design Assessment,<br />

the last step to get the green<br />

light of the British Nuclear Regulator.<br />

As you can see, numerous questions<br />

remain. But we should not only<br />

focus on financing. In particular,<br />

Brexit raises the question of whether<br />

the EU-27 is able or just willing to<br />

share some of the British conclusions<br />

on the electricity market failures; on<br />

their decision to introduce a consistent<br />

approach to considering the national<br />

security implications of all significant<br />

investments in critical infrastructure,<br />

including nuclear energy in the future;<br />

on their combination of the government<br />

setting a framework and the<br />

private sector initiating, funding,<br />

constructing and operating the<br />

nuclear plants.<br />

I am afraid that as usual, some only<br />

focus on the negative consequences<br />

on the EU. I’d rather discuss how to<br />

take advantage of it and in particular<br />

keep watching what Britain does<br />

better, learn from them and repeat<br />

their successes for the benefit of all<br />

Europe.<br />

Authors<br />

Jean-Pol Poncelet<br />

Director General<br />

FORATOM<br />

Avenue des Arts 56<br />

1000 Brussels, Belgium<br />

Energy Policy, Economy and Law<br />

Overview of Nuclear New Build Projects and Global Perspective ı Jean-Pol Poncelet


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

Das Klimaproblem<br />

Bewertung nach dem Paris-Abkommen<br />

und der Marrakesch- Konferenz<br />

Eike Roth<br />

Einleitung Wissenschaft ist nie am Ende. Auch beim Klima gibt es wissenschaftliche Streitpunkte. Der wichtigste<br />

ist wohl die Frage nach der Klimasensitivität des CO 2 . Das ist die Erwärmung der Erde (bodennahe, weltweit und über<br />

das Jahr gemittelte Lufttemperatur) bei Verdoppelung der CO 2 -Konzentration. Ende des 20. Jahrhunderts schien die<br />

Sache klar zu sein: Die Erwärmung der Erde schien aus dem natürlichen Rauschen des Klimas herausgetreten und das<br />

CO 2 schien zum bestimmenden Klimaeinfluss geworden zu sein. Das legte eine Klimasensitivität von einigen Grad<br />

Celsius nahe, von den meisten Klimamodellen wurden 3 Grad als wahrscheinlichster Wert errechnet.<br />

Aber dann trat etwas Unerwartetes ein:<br />

Trotz zunehmender CO 2 -Freisetzungen<br />

kam die Erwärmung etwa um 2000<br />

herum überraschend zum Stillstand,<br />

zumindest aber schritt sie von da an<br />

nur mehr deutlich lang samer voran als<br />

zuvor und als erwartet. Irgend etwas ist<br />

also anders, als wir bisher dachten, es<br />

verstanden zu haben. Über das Ausmaß<br />

und vor allem die Ursache dieser<br />

„Erwärmungs pause“ gibt es bis heute<br />

keinen Konsens, das ist wohl der zweite<br />

große wissenschaftliche Streitpunkt<br />

beim Klima (wobei immer mehr<br />

Wissen schaftler dieses Problem ernst<br />

nehmen).<br />

Die Öffentlichkeit konzentriert<br />

sich aber lieber auf „politisch interessante<br />

Ereignisse“, wie z.B. auf die<br />

großen „Weltklimakonferenzen“ der<br />

UNO. Besonderes Interesse fand die<br />

2015 in Paris. Dabei wurde erstmalig<br />

von allen 195 teilnehmenden Ländern<br />

ein stimmig das Ziel beschlossen, die<br />

Erwärmung der Erde unter 2 Grad<br />

Celsius zu halten, möglichst sogar<br />

unter 1,5 Grad. Diese Einigung wurde<br />

weltweit begeistert als großer Erfolg<br />

gefeiert. Dass die CO 2 -Reduzierungszusagen<br />

der einzelnen Länder (Intended<br />

Nationally Determined Contributions,<br />

INDC) aber – die „ üblichen“<br />

Berechnungsverfahren zugrunde gelegt<br />

– bei weitem nicht ausreichen,<br />

diese Ziele zu erreichen, wurde eher<br />

als Schönheitsfehler abgetan. Gleiches<br />

gilt auch für die in Paris nicht geregelte<br />

finanzielle Unterstützung der<br />

Entwicklungsländer durch die Industrie<br />

länder, von der erstere ihre Beiträge<br />

zum Klimaschutz abhängig<br />

machen. Auch die weitgehende<br />

völkerrechtliche Unverbindlichkeit<br />

der Paris-Vereinbarungen wurde<br />

mehr oder weniger mit einem Achselzucken<br />

hingenommen. Nachbessern<br />

ist ja noch möglich.<br />

Die erste Möglichkeit hierzu<br />

bot die Weltklimakonferenz 2016 in<br />

Marrakesch. In dramatischen und<br />

hoch gelobten Reden wurde dort<br />

erneut die unausweichliche Notwendigkeit<br />

zum Klimaschutz betont, aber<br />

manchem Beobachter klang das eher<br />

wie das berühmte Pfeifen im Walde.<br />

Hatte schon die Brexit-Entscheidung<br />

die Lage unübersichtlicher gemacht, so<br />

konnte die Ratlosigkeit nach dem<br />

Wahlsieg von Donald Trump, der vom<br />

Klimaschutz nichts hält und den Rücktritt<br />

der USA vom Paris-Abkommen<br />

will, durch nichts überdeckt werden.<br />

Am Ende der Konferenz kam dann aber<br />

doch noch Freude auf: Die teilnehmenden<br />

Staaten haben sich auf einen Fahrplan<br />

für das weitere Vor gehen zum<br />

Umsetzen des Paris- Abkommens geeinigt<br />

und 43 (nach anderen Quellen bis<br />

zu 48) Staaten haben erklärt, bis 2050<br />

vollständig auf erneuerbare Energien<br />

umsteigen zu wollen. Das sind zwar<br />

größtenteils recht kleine Staaten, die<br />

auch zu sammen nur einen Bruchteil<br />

der Welt ausmachen, und Details hierzu<br />

sollen erst bis 2020 festgelegt<br />

werden, und generell steht der Umstieg<br />

unter dem Vorbehalt der Finanzierung<br />

durch die Industrieländer, die auch in<br />

Marrakesch kaum vorangebracht<br />

wurde, aber immerhin, diese Staaten<br />

haben ihre Absicht kund getan und die<br />

Freude war groß. Manche Beobachter<br />

sehen in der demonstrativen Begeisterung<br />

aber mehr eine Trotz reaktion<br />

auf den Wahlsieg Trumps. Die Zukunft<br />

wird zeigen, wie lange die eupho rische<br />

Stimmung anhält. Vermutlich wird<br />

sich sehr bald wieder die Erkenntnis<br />

Bahn brechen, dass – auch unabhängig<br />

vom „Problemfall USA“ – in Marrakesch<br />

nur wenige Länder konkrete Aussagen<br />

über ihre geplanten CO 2 -Reduzierungen<br />

gemacht haben und selbst diese<br />

weit hinter den Erwartungen zurückgeblieben<br />

sind.<br />

Deutschland z.B. hat seinen<br />

„Klima schutzplan 2050“ vorgelegt,<br />

doch sehen viele Umweltschützer in<br />

ihm einen erheblichen Rückschritt<br />

gegenüber früheren Absichtserklärungen<br />

(während viele andere Experten<br />

ihn trotz zuletzt vorgenommener<br />

Entschärfungen immer noch als<br />

prinzipiell unerfüllbar und als massive<br />

Belastung für den Wirtschaftsstandort<br />

Deutschland einschätzen). Auch die<br />

EU hat sich weniger ambitioniert<br />

gezeigt als erwartet und hat hierfür<br />

von enttäuschten Umweltschützern<br />

gleich zwei Mal (10. und 16. Nov.<br />

2016) den Klimanegativpreis „Fossil<br />

des Tages“ erhalten, als „Auszeichnung“<br />

für Staaten, die zu wenig für<br />

den Klimaschutz tun. Australien, Neuseeland,<br />

Österreich, und viele andere<br />

Länder wurden ebenfalls heftig für<br />

„zu wenig Tun“ kritisiert. Andererseits<br />

hat sich China klar zum Einhalten<br />

seiner Verpflichtungen aus dem Paris­<br />

Abkommen bekannt und viele<br />

Menschen setzen ihre Hoffnungen<br />

nun auf dieses Land. Aber welche<br />

Verpflichtungen ist China denn überhaupt<br />

eingegangen? Von den meisten<br />

Kommentatoren unerwähnt, gesteht<br />

das Paris-Abkommen den Entwicklungsländern<br />

ausdrücklich zu, der<br />

Armuts bekämpfung oberste Priorität<br />

einzuräumen, auch gegenüber der<br />

CO 2 -Reduzierung. China verfolgt<br />

daher – genauso wie Indien und<br />

andere Länder auch – ein massives<br />

Kohle-Ausbauprogramm und hat<br />

dieses in Marrakesch auch nicht<br />

zurück genommen. Solange das so ist,<br />

wird es keinen Rückgang der weltweiten<br />

CO 2 -Freisetzungen geben.<br />

Für eine endgültige Bewertung ist<br />

es noch zu früh, aber Marrakesch hat<br />

wohl eher den Zwiespalt vertieft: Für<br />

die Einen hat es die Notwendigkeit zu<br />

ernsthaftem Handeln untermauert,<br />

für die Anderen die rapide abnehmende<br />

Bereitschaft vieler Länder<br />

hierzu offenbart. Die Diskrepanz<br />

zwischen (von vielen empfundenem)<br />

Sollen und realer Bereitschaft zum<br />

ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 307<br />

Energy Policy, Economy and Law<br />

The Climate-Problem – Evaluation after the Paris-Agreement and the Marrakesh-Conference ı Eike Roth


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 308<br />

Tun ist durch Marrakesch jedenfalls<br />

nicht kleiner geworden. Aber <strong>2017</strong><br />

gibt es auf der nächsten Weltklimakonferenz<br />

die nächste Chance.<br />

Ob dann im politischen Umfeld viel<br />

bessere Voraussetzungen gegeben<br />

sind, bleibt allerdings abzuwarten.<br />

Diese Unsicherheiten verstärken eindringlich<br />

den Bedarf wissenschaftlicher<br />

Klärung beim Klima-Problem.<br />

Vielleicht muss die Wissenschaft der<br />

Politik noch ein bisschen nachhelfen,<br />

damit diese zu zielführenden Entscheidungen<br />

findet. Oder die Wissenschaft<br />

kann Entwarnung geben. Wie<br />

viel trägt der Mensch denn tatsächlich<br />

zur Klimaänderung bei und wie kann<br />

er diesen Beitrag notfalls reduzieren?<br />

Anders ausgedrückt: Müssen wir die<br />

bisher gemachten Zusagen der Länder<br />

wesentlich verschärfen (und auch verbindlich<br />

machen!), oder nicht, oder<br />

zumindest heute noch nicht? Diese<br />

Arbeit hier will einen kleinen Beitrag<br />

zu dieser Diskussion leisten.<br />

Das Klimaproblem muss also<br />

wissen schaftlich besser abgeklärt<br />

werden. Hierzu wird es in diesem<br />

Beitrag in 12 Fragen gegliedert, die<br />

zuerst kurz und bündig, dann aber<br />

ausführlicher und mit Begründungen<br />

beantwortet werden. Aus der Gesamtschau<br />

kann dann die 13. Frage beantwortet<br />

werden, was sich durch das<br />

Paris-Abkommen und die Marrakesch-<br />

Konferenz geändert hat. Auf die<br />

prinzipielle Unsicherheit aller zukunftsbezogenen<br />

Aussagen sei ausdrücklich<br />

hingewiesen, doch wurden<br />

alle Antworten sorgfältig überlegt und<br />

auf Plausibilität überprüft.<br />

Fragen und Antworten<br />

1. Ändert sich das Klima? Ja.<br />

2. Ist es seit 1850 wärmer geworden?<br />

Ja.<br />

3. Führt mehr CO 2 zu einer Erwärmung?<br />

Ja.<br />

4. Hat die Konzentration von CO 2 seit<br />

1850 zugenommen? Ja.<br />

5. Hat der Mensch zu diesem CO 2 -<br />

Anstieg beigetragen? Ja.<br />

6. Hat der Mensch zur Erwärmung<br />

seit 1850 beigetragen? Ja.<br />

7. Wie viel hat der Mensch dazu<br />

beigetragen? Das weiß niemand<br />

genau.<br />

8. Wie wird die Klimaentwicklung<br />

weitergehen? Das weiß niemand<br />

genau.<br />

9. Kann der Mensch seine CO 2 -Freisetzungen<br />

erheblich verringern?<br />

Ja.<br />

10. Wie soll das gehen und was wird<br />

das kosten? Das weiß niemand<br />

genau.<br />

11. Können Klimagefahren damit sicher<br />

abgewendet werden? Nein.<br />

12. Verhalten wir uns in dieser Situation<br />

richtig? Nein.<br />

13. Was haben Paris und Marrakesch<br />

an der Sache geändert? Nichts.<br />

Begründungen<br />

1. Ändert sich das Klima?<br />

Ja.<br />

Das Klima hat sich immer schon<br />

geändert, seitdem die Erde existiert,<br />

es ändert sich auch heute und es wird<br />

sich mit Sicherheit auch morgen<br />

ändern. Große Schwankungen gab es<br />

z.B. beim Wechsel von einer Eis- zu<br />

einer Warmzeit und umgekehrt. Die<br />

(vorerst) letzte Eiszeit endete vor ca.<br />

12.000 Jahren (Beginn des Holozäns).<br />

Seitdem ist es vergleichsweise warm,<br />

doch keinesfalls konstant. Relativ<br />

warme Zeiten im Holozän werden<br />

generell als „(Klima)Optimum“ bezeichnet,<br />

weil es in diesen Zeiten der<br />

Menschheit immer besser ging als in<br />

kalten Zeiten. Zur Zeit des alten Rom<br />

z.B. war es höchstwahrscheinlich<br />

etwas wärmer als heute („Römisches<br />

(Klima)Optimum“, Überquerung der<br />

Alpen durch Hannibal mit Elefanten,<br />

Weinanbau in England). Die anschließende<br />

deutliche Abkühlung hat<br />

vermutlich wesentlich zur Völkerwanderung<br />

und damit zum Untergang<br />

des Römischen Reiches beigetragen.<br />

Um das Jahr 1000 herum war<br />

es dann wieder deutlich wärmer<br />

(„Mittelalterliches (Klima)Optimum“,<br />

Besiedlung Islands und Grönlands (=<br />

„Grünland“), erste Überfahrt nach<br />

Amerika, Benennung als „Vinland“).<br />

Anschließend kam die „Kleine Eiszeit“<br />

(zugefrorene Themse, Bruegels Winterbilder<br />

aus Holland, etc.), die ihren<br />

tiefsten Punkt ungefähr um 1650<br />

herum hatte und Anfang des 19. Jahrhunderts<br />

nochmals besonders tiefe<br />

Temperaturen mit sich brachte (1816<br />

ging als das „Jahr ohne Sommer“ in<br />

die Geschichte ein, wozu aber auch<br />

der Ausbruch des Vulkans Tambora<br />

im Jahr davor erheblich beigetragen<br />

hat). Das Ende der „Kleinen Eiszeit“<br />

wird allgemein mit ca. 1850 angegeben,<br />

seitdem (genauer schon seit<br />

1650) ist es wieder wärmer geworden.<br />

Zu den Ursachen dieser Klimaänderungen<br />

gibt es Vermutungen, aber<br />

keine zuverlässigen Erkenntnisse.<br />

Das relativ warme Klima heute, das<br />

„Mittel alterliche Optimum“ und das<br />

„Römische Optimum“ könnten auf<br />

einen etwa 1000-jährigen Klima zyklus<br />

hindeuten, doch ist das keinesfalls<br />

gesichert.<br />

2. Ist es seit 1850 wärmer<br />

geworden? Ja.<br />

1850 wird vermutlich meist deswegen<br />

als Ausgangspunkt der Betrachtungen<br />

gewählt, weil ab dann detailliertere<br />

Temperatur-Aufzeichnungen existieren.<br />

Und die zeigen klar eine Erwärmung,<br />

bis heute um ca. 1 °C (bodennahe,<br />

global gemittelte Lufttemperatur).<br />

Die ebenfalls um 1850 beginnende<br />

Industrielle Revolution kann<br />

aber nicht Auslöser dieser Erwärmung<br />

gewesen sein, weil die Erwärmung,<br />

wie gesagt, schon 200 Jahre vorher<br />

begonnen hat (Höhepunkt der Kleinen<br />

Eiszeit 1650) und weil die anthropogenen<br />

CO 2 -Freisetzungen auch<br />

nach 1850 noch lange Zeit viel zu<br />

klein waren, um ernsthafte Klimaauswirkungen<br />

haben zu können (siehe<br />

auch weiter unten).<br />

Aber auch seit 1850 ist es nicht<br />

immer nur wärmer geworden. Vielmehr<br />

erfolgte die Erwärmung in 3 klar<br />

erkennbaren Schüben. Diese dauerten<br />

alle etwa 30 Jahre lang (ca. 1860 bis<br />

1890, 1910 bis 1940 und 1970 bis<br />

2000) und sie verliefen alle auch<br />

ungefähr gleich steil. Dazwischen<br />

lagen ungefähr gleich lange Zeiträume<br />

mit stagnierender oder sogar<br />

leicht abnehmender Temperatur. Seit<br />

rund 2000 ist die Temperatur bis<br />

heute im Wesentlichen wieder konstant<br />

geblieben, zumindest aber ist der<br />

Anstieg wesentlich flacher ausgefallen<br />

als in den 30 Jahren davor (weitere<br />

Diskussion hierzu unter Ziff. 12). Eine<br />

gesicherte Erklärung für diese Zyklen<br />

und die neuerliche Abflachung<br />

(„ Erwärmungspause“) gibt es nicht.<br />

Unter Anderem werden mehrdekadische<br />

Schwankungen der Ozeanströmungen<br />

und eine zunächst starke<br />

und in letzter Zeit schwächelnde<br />

Sonne (weniger Sonnenflecken) zur<br />

Erklärung angeführt, aber bewiesen<br />

ist nichts und auch rein zufällige<br />

Schwankungen können nicht ausgeschlossen<br />

werden.<br />

3. Führt mehr CO 2 zu einer<br />

Erwärmung? Ja.<br />

Treibhausgase sind durch asymmetrische<br />

optische Eigenschaften gekennzeichnet:<br />

Sie lassen die kurzwellige<br />

Sonneneinstrahlung weitgehend<br />

ungehindert durch, absorbieren<br />

die langwellige Wärmeabstrahlung<br />

der Erde aber zu einem erheblichen<br />

Teil. Daher müssen sie – unter sonst<br />

gleichen Bedingungen – zu einer<br />

Erwärmung der Erde führen („Treibhauseffekt“).<br />

Nur deswegen und weil<br />

wir überhaupt Treib hausgase in<br />

unserer Atmosphäre haben, haben wir<br />

es mit ca. 15 Grad Celsius gemütlich<br />

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The Climate-Problem – Evaluation after the Paris-Agreement and the Marrakesh-Conference ı Eike Roth


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

warm, anderenfalls wäre es um mehr<br />

als 30 Grad kälter und zumindest wir<br />

Menschen würden dann wohl gar<br />

nicht existieren.<br />

CO 2 ist zweifellos ein solches<br />

Treibhausgas, verändert also die<br />

Strahlungs bilanz der Erde und muss<br />

letztere deshalb erwärmen, wenn<br />

seine Konzentration in der Atmosphäre<br />

erhöht wird. Um wie viel, lässt<br />

sich im ersten Ansatz auch gut berechnen:<br />

Bei einer Verdoppelung der<br />

CO 2 -Konzentration beträgt die Erwärmung<br />

ungefähr 1 Grad Celsius<br />

(bodennahe, global gemittelte Lufttemperatur;<br />

direkter Wert bei klarem<br />

Himmel und ohne Rückkopplungseffekte).<br />

Dieser Wert ist nicht nur unumstritten<br />

(von wenigen Außenseitern<br />

abgesehen), er ist auch unbestritten<br />

zu klein, um in absehbarer<br />

Zeit zu bedrohlichen Klimaentwicklungen<br />

aufgrund der anthropogenen<br />

CO 2 -Freisetzungen zu führen. Solche<br />

Entwicklungen sind nur Ergebnis,<br />

wenn zusätzlich noch eine erhebliche<br />

Verstärkung durch Rückkopplungseffekte<br />

angenommen wird. Ob es eine<br />

solche „erhebliche Verstärkung“ als<br />

Summenwirkung über alle Rückkopplungsmechanismen<br />

gibt, ist der<br />

eigent liche wissenschaftliche Streitpunkt<br />

in der ganzen Klimadebatte.<br />

Viele Klimatologen sagen ja, andere<br />

sagen nein, wieder andere rechnen<br />

sogar eher mit einer Abschwächung.<br />

Alle bringen für ihre Ansicht plausible<br />

Argumente vor, beweisen kann deren<br />

Richtigkeit heute jedoch niemand. In<br />

diesem Punkt ist die Wissenschaft eindeutig<br />

nicht „abgeschlossen“, durch<br />

die „Erwärmungspause“ der letzten<br />

ca. 17 Jahre heute weniger als es um<br />

die Jahrhundertwende herum den<br />

Anschein hatte.<br />

4. Hat die Konzentration<br />

von CO 2 seit 1850 zugenommen?<br />

Ja.<br />

Vor Beginn der industriellen Revolution<br />

lag die CO 2 -Konzentration Jahrtausende<br />

lang ziemlich konstant bei<br />

ca. 280 ppm (280 CO 2 -Moleküle auf<br />

1.000.000 Luftmoleküle), trotz zum<br />

Teil erheblicher Klimaänderungen in<br />

dieser Zeitspanne. Seitdem ist sie<br />

beträchtlich angestiegen, weitgehend<br />

gleichmäßig entlang einer e-Funktion<br />

(also im Detail wieder deutlich anders<br />

als der schubweise Verlauf der Temperatur)<br />

auf heute ca. 400 ppm. Zur Zeit<br />

erhöht sie sich pro Jahr um knapp<br />

2 ppm. Bleibt dieser Wert gleich,<br />

wird eine Verdoppelung der vorindustriellen<br />

Konzentration in etwa<br />

100 Jahren von heute an erreicht<br />

werden.<br />

5. Hat der Mensch zu diesem<br />

CO 2 -Anstieg beigetragen?<br />

Ja.<br />

Ein Teil des CO 2 -Anstiegs seit Beginn<br />

der industriellen Revolution ist sicherlich<br />

als Rückkopplung der eingetretenen<br />

Erwärmung geschuldet (bei<br />

höheren Temperaturen kann das<br />

Wasser weniger CO 2 in Lösung halten),<br />

der viel größere Teil ist aber praktisch<br />

unumstritten anthropogen verursacht,<br />

überwiegend aus der Verbrennung<br />

fossiler Energieträger ( Kohle, Öl, Gas),<br />

aber auch aus anderer industrieller<br />

und landwirtschaftlicher Tätigkeit einschließlich<br />

der Rodung von Wäldern.<br />

6. Hat der Mensch zur<br />

Erwärmung seit 1850<br />

beigetragen? Ja.<br />

Weil der Mensch die CO 2 -Konzentration<br />

(und die von anderen Treibhausgasen,<br />

die aber insgesamt noch eine<br />

deutlich kleinere Rolle spielen) erhöht<br />

hat und weil CO 2 erwärmen muss, hat<br />

der Mensch auch zweifelsfrei zur<br />

Erwärmung beigetragen. Umstritten<br />

ist nur, wie viel (und wie es weiter<br />

gehen wird).<br />

7. Wie viel hat der Mensch<br />

zur Erwärmung seit 1850<br />

beigetragen?<br />

Das weiß niemand genau.<br />

Der Beitrag des Menschen lässt<br />

sich messtechnisch nicht bestimmen,<br />

weil nur die Temperatur (direkt und<br />

indirekt) gemessen werden kann,<br />

nicht aber deren Ursache. Rechnungen<br />

(Klimamodelle), physikalisches Verständnis<br />

und Plausibilitätsüberlegungen<br />

sind also notwendig. Um das<br />

Jahr 2000 herum waren CO 2 und<br />

Temperatur ein Viertel Jahrhundert<br />

lang in gutem Gleichschritt stark<br />

angestiegen, wesentliche andere Verursachungen<br />

waren nicht erkennbar<br />

und die Klimamodelle konnten (im<br />

Nachhinein!) die eingetretene Entwicklung<br />

auch gut mit CO 2 als Hauptverursacher<br />

erklären. Es schien so, als<br />

wäre der anthropogene Einfluss auf<br />

das Klima aus dem natürlichen Klimarauschen<br />

herausgetreten und CO 2<br />

zum bestimmenden Einfluss auf das<br />

Klimageschehen geworden. Folgerichtig<br />

haben die Rechenmodelle (als<br />

Vorausschau!) auch eine starke<br />

wei-tere Erwärmung bei weiter steigender<br />

CO 2 -Konzentration errechnet.<br />

Aber gekommen ist es ganz anders:<br />

Die CO 2 -Konzentration ist zwar weiter<br />

stark angestiegen, die Erwärmung hat<br />

aber vor ca. 17 Jahren überraschend<br />

halt gemacht. Seither gab es keine<br />

klare Korrelation zwischen den<br />

beiden Größen, jedenfalls in diesem<br />

Zeitraum haben sich die Rechenmodelle<br />

mit ihren Temperaturprojektionen<br />

massiv geirrt.<br />

Noch lässt sich eine rein zufällige<br />

statistische Schwankung nicht ganz<br />

ausschließen, aber nach menschlichem<br />

Ermessen sind 17 Jahre bereits<br />

klar zu lange hierfür und außerdem<br />

passt der Knick in der Erwärmungskurve<br />

um die Jahrhundertwende<br />

auch gut zu den vorangegangenen<br />

Trend änderungen nach jeweils etwa<br />

30 Jahren (was eher für einen physikalischen<br />

Hintergrund des Knicks als<br />

für einen statistischen Zufall spricht).<br />

Unter nüchterner Betrachtung der<br />

neuesten Entwicklung ist die Klimafrage<br />

heute viel offener, als es vor<br />

wenigen Jahren noch den Anschein<br />

hatte.<br />

Aus der neuen Situation lassen sich<br />

einige Schlussfolgerungen ableiten,<br />

zum Teil noch nicht endgültig<br />

gesichert, aber sie drängen sich auf:<br />

Erstens ist die Zuverlässigkeit der<br />

Rechenmodelle mit einem erheblichen<br />

Fragezeichen zu versehen.<br />

Zweitens kann der Einfluss des<br />

CO 2 nicht allzu groß sein, weil er ja<br />

(von der kleinen Restwahrscheinlichkeit,<br />

dass es doch nur statistische<br />

Schwankungen sind, abgesehen) ganz<br />

offensichtlich seit etwa 17 Jahren<br />

durch irgendeinen anderen Einfluss<br />

kompensiert wird, obwohl die<br />

CO 2 -Freisetzungen heute so hoch<br />

sind, wie sie noch nie waren.<br />

Drittens kennen wir diesen<br />

anderen Einfluss nicht, wir können<br />

über ihn nur Vermutungen anstellen<br />

(Ozean strömungen, Sonne, etc.; über<br />

30 verschiedene Erklärungsversuche<br />

zeugen vom wissenschaftlichen Erklärungsnotstand!).<br />

Wir wissen aber,<br />

dass er in den Rechenmodellen nicht<br />

(zumindest nicht richtig) erfasst ist<br />

(sonst gäbe es ja kein Auseinanderlaufen<br />

von Rechnung und Messung).<br />

Viertens ist es natürlich nach wie<br />

vor möglich, dass die letzte Erwärmungsphase<br />

(ca. 1970 bis 2000) überwiegend<br />

von CO 2 verursacht worden<br />

ist, aber für die ersten beiden Erwärmungsphasen<br />

seit Beginn der industriellen<br />

Revolution (ca. 1860 bis 1890<br />

und 1910 bis 1940) kann das mit<br />

hoher Sicherheit ausgeschlossen<br />

werden. Wäre bei den damals sehr<br />

geringen CO 2 -Freisetzungsraten das<br />

CO 2 der bestimmende Faktor gewesen,<br />

müsste es bei den heute sehr viel<br />

höheren Freisetzungsraten der eindeutig<br />

dominierende Faktor sein. Der<br />

ist es aber nachweislich der „Erwärmungspause“<br />

ebenso eindeutig nicht.<br />

Fünftens, wenn die ersten beiden<br />

Erwärmungsphasen vorwiegend durch<br />

ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 309<br />

Energy Policy, Economy and Law<br />

The Climate-Problem – Evaluation after the Paris-Agreement and the Marrakesh-Conference ı Eike Roth


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 310<br />

eine andere (natürliche) Ursache ausgelöst<br />

worden sind, ist es zumindest<br />

nicht unwahrscheinlich, dass diese<br />

Ursache auch bei der dritten Erwärmungsphase<br />

(ca. 1970 bis 2000) eine<br />

erhebliche Rolle gespielt hat. Es gibt<br />

keine plausible Erklärung, warum<br />

diese Ursache diesmal keine Rolle<br />

gespielt haben sollte. Wahrscheinlich<br />

ist diese dritte Erwärmungsphase<br />

sowohl natürlich (vermutlich durch<br />

den gleichen Antrieb wie die beiden<br />

vorherigen) als auch anthropogen<br />

(weil jetzt noch viel CO 2 dazu gekommen<br />

ist) verursacht worden. Die<br />

relativen Anteile sind unbekannt.<br />

Sechstens gewinnt damit eine<br />

mögliche Erklärung des Geschehens<br />

an Plausibilität: Die Erwärmung seit<br />

1850 (eigentlich seit 1650) ist im<br />

Wesentlichen ein natürlich verursachtes<br />

Rückschwingen des Klimas<br />

aus der Kleinen Eiszeit (Ursache und<br />

Mechanismus unbekannt, möglicherweise<br />

Folge einer Grundstabilität des<br />

„Systems Erde“, das sich bisher noch<br />

nach jeder Störungen von selbst<br />

wieder stabilisiert hat), begleitet<br />

von einem ca. 60jährigen internen<br />

Klima- Zyklus (30 Jahre verstärkend,<br />

30 Jahre abschwächend; Ursache<br />

unbekannt, möglicherweise mehrdekadische<br />

Änderungen der Ozeanströmungen).<br />

Die hohen CO 2 -Freisetzungsraten<br />

der letzten Jahrzehnte<br />

haben sicherlich einen zusätzlichen<br />

erwärmenden Einfluss, doch lässt sich<br />

dessen Höhe noch nicht ausreichend<br />

quantifizieren, eine Dominanz ist in<br />

den bisherigen Messungen aber nicht<br />

erkennbar.<br />

8. Wie wird die Klimaentwicklung<br />

weitergehen?<br />

Das weiß niemand genau.<br />

Unabhängig von der grundsätzlich<br />

offenen Frage, wie lange der derzeitige<br />

flache Verlauf der Temperatur<br />

(siehe auch Ziff. 12) noch anhalten<br />

und wie es dann weitergehen wird,<br />

lässt sich aus dem gerade Gesagten<br />

erkennen, dass besorgniserregende<br />

Temperaturentwicklungen im Laufe<br />

dieses Jahrhunderts nur aus Rechenmodellen<br />

und nicht aus Beobachtungen<br />

abgeleitet werden können.<br />

Und diese Rechenmodelle haben sich<br />

beim einzig seriösen Test der Qualität<br />

von Rechenmodellen – dem Vergleich<br />

von vorab durchgeführten Berechnungen<br />

mit dann tatsächlich eingetretenen<br />

Entwicklungen – sehr schlecht<br />

bewährt. Anscheinend überschätzen<br />

sie den CO 2 -Einfluss deutlich und<br />

unter schätzen den Einfluss natürlicher<br />

Größen ebenso klar. Ihre Projektionen<br />

in die Zukunft fallen daher<br />

vermutlich deutlich zu hoch aus. Für<br />

eine endgültige Aussage ist es wohl<br />

noch zu früh, aber aus heutiger Sicht<br />

ist es eher unwahrscheinlich, dass<br />

sich in überschaubarer Zeit schwerwiegende<br />

anthropogene Klimaauswirkungen<br />

ergeben. Nüchtern betrachtet<br />

ist ein Zeitdruck für Gegenmaßnahmen<br />

nicht erkennbar.<br />

9. Kann der Mensch seine<br />

CO 2 -Freisetzungen<br />

erheblich verringern? Ja.<br />

Natürlich kann er das, die Frage ist<br />

nur wie und zu welchem Preis. Aber<br />

eigentlich wäre vorab zu klären, ob er<br />

es überhaupt soll. „Mehr CO 2 “ hat<br />

nämlich neben seiner Klimawirksamkeit<br />

(die bei „erheblich“ sicher<br />

negativ, bei „gering“ aber auch möglicherweise<br />

positiv zu bewerten ist,<br />

siehe den Begriff „Klima-Optimum“<br />

für warme Zeiten) zweifelsfrei auch<br />

weitreichende Auswirkungen auf das<br />

Pflanzenwachstum – und die sind eindeutig<br />

positiv: Je mehr CO 2 in der Luft<br />

ist, desto besser wachsen die Pflanzen<br />

(„CO 2 -Dusche“), auch Nahrungsmittelpflanzen.<br />

Die erhöhte CO 2 -Konzentration<br />

der letzten Jahrzehnte hat mit<br />

Sicherheit dazu beigetragen, dass<br />

der Hunger in der Welt schneller<br />

reduziert werden konnte, als von der<br />

UNO als Ziel vorgegeben. Nüchtern<br />

betrachtet haben die anthropogenen<br />

CO 2 -Freisetzungen Millionen Menschen<br />

vor dem Verhungern bewahrt.<br />

Diese Gegenüberstellung von Klimaund<br />

Ernährungsauswirkungen des<br />

CO 2 kommt in der öffentlichen<br />

Debatte viel zu kurz (und ist auch<br />

wissenschaftlich noch wenig untersucht).<br />

Aber hier reden wir ja über das<br />

Klima und diesbezüglich ist es selbstverständlich<br />

sinnvoll, die Möglichkeiten<br />

erheblicher CO 2 -Reduzierung<br />

näher zu untersuchen. Dazu muss<br />

zunächst quantifiziert werden was<br />

denn „erheblich“ heißt. Von vielen<br />

Protagonisten wird eine völlige Entkarbonisierung<br />

der Wirtschaft deutlich<br />

vor Ende dieses Jahrhunderts verlangt.<br />

Das wird aller Voraussicht nach<br />

nicht möglich sein. Aber auch wenn<br />

die CO 2 -Freisetzung nur um 50 %<br />

reduziert werden sollte, ist das angesichts<br />

des Nachholbedarfs unzähliger<br />

Menschen in den Entwicklungsländern<br />

und des anhaltenden<br />

Bevölkerungswachstums eine ganz<br />

gewaltige Herausforderung, wie sie<br />

die Menschheit noch nie bewältigt<br />

hat. Aber das darf noch kein Ausschließungsgrund<br />

sein! Grundsätzlich<br />

stehen drei Wege zur CO 2 -Verringerung<br />

zur Verfügung: Der Mensch<br />

kann weiter fossile Energien verwenden,<br />

aber das CO 2 abtrennen und<br />

lagern (CO 2 capture and storage), er<br />

kann regenerative Energien verwenden<br />

und er kann Kernenergie verwenden.<br />

Theoretisch sind alle 3 Wege<br />

gangbar, praktisch gibt es aber erhebliche<br />

Unterschiede.<br />

10. Wie soll das gehen und<br />

was wird das kosten?<br />

Das weiß niemand genau.<br />

Unabhängig von den Erfolgsaussichten<br />

wird eine substantielle Reduzierung<br />

der CO 2 -Freisetzungen auf<br />

jeden Fall viel Geld kosten, wahrscheinlich<br />

sogar sehr viel Geld. Wie<br />

viel aber wirklich, ist vom Weg abhängig,<br />

den wir zur Lösung des Problems<br />

versuchen (und von der Geschwindigkeit,<br />

mit der wir meinen, die Reduzierung<br />

durchführen zu müssen). Hier<br />

können nur einige wesentliche Punkte<br />

herausgegriffen werden:<br />

Weg 1, Abtrennung und Lagerung<br />

des CO 2 : Würde – falls eines Tages<br />

realisierbar – die Kosten der Nutzung<br />

fossiler Energieträger vermutlich ganz<br />

grob etwa verdoppeln. Zur Zeit ist<br />

aber keine Technik absehbar, mit<br />

der die Lagerung der riesigen CO 2 -<br />

Mengen mit akzeptabler Sicherheit zu<br />

akzeptablen Preisen machbar wäre<br />

(CO 2 ist schwerer als Luft, sammelt<br />

sich also eine Zeit lang am Boden an;<br />

ein größerer Austritt aus dem Lager<br />

könnte zum Erstickungstod aller Lebewesen<br />

im weiten Umkreis führen; so<br />

etwas hat es – bei natürlichen Lagerstätten<br />

und mit natürlich eingeleiteter<br />

Leckage – bereits gegeben). Ein Vergleich<br />

mit dem Problem der Lagerung<br />

radioaktiver Abfälle sei gestattet:<br />

Die CO 2 -Mengen sind millionenfach<br />

größer, ihr Aggregatzustand ist für<br />

eine sichere Endlagerung wesentlich<br />

ungünstiger (gasförmig gegenüber<br />

fest) und auch der Zeithorizont ist<br />

deutlich ungünstiger (unendliche<br />

gegenüber endlicher Halbwertszeit);<br />

CO 2 und ionisierende Strahlung sind<br />

mit unseren Sinnesorganen beide<br />

nicht erkennbar, mit technischen<br />

Geräten ist Strahlung aber viel<br />

empfindlicher und präziser zu messen.<br />

Wenn wir bei dem einen Problem<br />

Sorgen haben, es befriedigend lösen<br />

zu können, müssen wir beim anderen<br />

Problem noch viel größere Sorgen<br />

haben. Aus heutiger Sicht gibt es<br />

große Fragezeichen, ob der Weg<br />

„ Abtrennung und Lagerung des CO 2 “<br />

überhaupt großmaßstäblich gangbar<br />

ist.<br />

Weg 2, Regenerative Energien:<br />

Solche gibt es in sehr unterschiedlichen<br />

Formen. Wasserkraft z.B. kann<br />

Energy Policy, Economy and Law<br />

The Climate-Problem – Evaluation after the Paris-Agreement and the Marrakesh-Conference ı Eike Roth


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

zwar in manchen Ländern noch in<br />

großen Mengen ausgebaut werden,<br />

aber nur, wenn Großanlagen mit entsprechenden<br />

Risiken und Umweltauswirkungen<br />

akzeptiert werden und<br />

global gibt es insgesamt zu wenig<br />

Potential für Wasserkraft, um sie zur<br />

Hauptstütze der Energieversorgung<br />

der Menschheit werden zu lassen.<br />

Biomasse könnte einen erheblichen<br />

Anteil übernehmen, ist aber sehr<br />

flächenintensiv und infolge der<br />

Konkurrenzsituation zur Nahrungsversorgung<br />

der Menschen als Energierohstoff<br />

ethisch nur sehr eingeschränkt<br />

zu vertreten. Wind und<br />

Sonne könnten theoretisch den<br />

Energie bedarf der Menschheit<br />

decken, infolge ihrer eingeschränkten<br />

und unsteten Verfügbarkeit aber nur,<br />

wenn es geeignete Speicher oder eine<br />

weltweite Vernetzung mit riesigen<br />

Transportkapazitäten gäbe. Letzteres<br />

wäre zwar grundsätzlich mit heute<br />

bekannter Technik möglich, wäre<br />

aber nicht nur ungeheuer teuer,<br />

sondern setzte auch eine weltweit<br />

einige und friedliche Welt voraus, was<br />

auf absehbare Zeit utopisch erscheint.<br />

Speicher könnten das Problem auch<br />

mit regionalem Vorgehen lösen. Es ist<br />

aber keine Technik bekannt, mit der<br />

eine insgesamt ausreichende Lösung<br />

in absehbarer Zeit zu akzeptablen<br />

Kosten realisierbar erscheint. Pumpspeicherkraftwerke<br />

sind die einzige,<br />

großtechnisch erprobte Technik. In<br />

einigen wenigen Ländern sind sie<br />

auch in der (regional) erforderlichen<br />

Menge realisierbar, fast überall (und<br />

damit insgesamt) scheitern sie jedoch<br />

weit davor an ungünstigen Geländevoraussetzungen,<br />

am Widerstand der<br />

lokalen Bevölkerung und an den<br />

enormen Kosten. Andere Speichertechniken,<br />

die hinreichend bezahlbar<br />

sind und einen hinreichend hohen<br />

Wirkungsgrad haben, sind nicht in<br />

Sicht (die oft favorisierte Speichervariante<br />

„power to gas“ beispielweise<br />

hat einen Wirkungsgrad von nur etwa<br />

25 %, vernichtet also dreimal so viel<br />

Energie, wie sie später wieder zur<br />

Verfügung stellen kann). Andere<br />

regenerative Energien haben eher<br />

noch geringere Chancen. Weg 2 ist auf<br />

sehr lange Sicht mit entsprechend<br />

weiterentwickelter Technik vermutlich<br />

gangbar, aber wenn das Klimaproblem<br />

auch nur annähernd so ernst<br />

ist, wie viele es befürchten, steht uns<br />

diese Zeit ganz einfach nicht zur Verfügung.<br />

Auch mit sehr viel Geld<br />

werden wir das Ziel auf diesem Weg<br />

dann nicht erreichen (wobei das<br />

ungelöste Speicherproblem das entscheidende<br />

K.O. ist, selbst wenn wir<br />

bereit [und in der Lage?] wären, das<br />

viele Geld aufzubringen). Wenn Eile<br />

geboten ist, ist Weg 2 keine realistische<br />

Option.<br />

Bleibt noch Weg 3, die Kernenergie.<br />

Infolge ihrer hohen Energiedichte<br />

könnte sie verhältnismäßig rasch und<br />

zu verhältnismäßig geringen Kosten<br />

ausgebaut werden und ihre Treibstoffe,<br />

Uran und Thorium, sind für<br />

sehr lange Zeit in ausreichender<br />

Menge vorhanden. Über den Einsatz<br />

der Kernenergie entscheiden wir<br />

Menschen in freier Entscheidung, von<br />

der Natur vorgegebene Grenzen für<br />

ihren Einsatz sind viel weiter weggerückt<br />

als bei anderen Energieformen.<br />

Mit ihr wäre das Klimaproblem prinzipiell<br />

lösbar, auch relativ rasch lösbar,<br />

und die Kosten wären überschaubar,<br />

wir müssten es nur wollen. Und<br />

was das Risiko der Kernenergie<br />

betrifft, kommt es vor allem darauf<br />

an, wie man sie macht.<br />

Ob wir das Klimaproblem lösen<br />

(CO 2 -Freisetzungen drastisch reduzieren)<br />

müssen oder nicht (zumindest<br />

nicht in kurzer Zeit, weil das Problem<br />

doch nicht so scharf ist, wie vielfach<br />

befürchtet), können wir heute nicht<br />

mit absoluter Sicherheit sagen. Wir<br />

können aber mit sehr hoher Sicherheit<br />

sagen, dass kein Weg an einem<br />

massiven Ausbau der Kernenergie<br />

vorbeiführen wird, wenn wir das<br />

Klimaproblem tatsächlich in kurzer<br />

Zeit lösen müssen. In Deutschland<br />

hören viele das nicht gerne, das ändert<br />

aber nichts an den Fakten, die Welt<br />

wird sich vermutlich eher nach<br />

denen richten als nach Deutschland.<br />

Welchen Sinn macht ein deutscher<br />

Alleingang? Er wird die Welt nicht<br />

verändern! Muss das Klimaproblem<br />

zwar gelöst werden, aber mit einem<br />

deutlich entspannten Zeithorizont,<br />

können wir vermutlich zwischen einer<br />

relativ billigen Variante mit Kernenergie<br />

und einer vermutlich deutlich<br />

teureren Variante ohne diese wählen.<br />

Ein Zeitdruck für diese Wahl ist nicht<br />

zu erkennen.<br />

11. Können Klimagefahren<br />

damit sicher abgewendet<br />

werden? Nein.<br />

Da muss man ein bisschen genauer<br />

hinschauen. Mit „Klimagefahren“<br />

meint man normalerweise Gefahren,<br />

die von Extrem ereignissen wie Hochwasser,<br />

Dürreperioden, Stürmen, etc.,<br />

ausgehen. Solche „Klimagefahren“<br />

hat es immer schon gegeben und wird<br />

es immer geben, man könnte sie als<br />

„natürliche Klimagefahren“ bezeichnen.<br />

Die Extremereignisse und die von<br />

ihnen ausgehenden Gefahren können<br />

aber – jedenfalls prinzipiell, ob auch<br />

real, ist umstritten, die Statistiken<br />

zeigen es jedenfalls noch nicht – in<br />

ihrer Häufigkeit und Intensität durch<br />

anthropogene Klimaänderungen verstärkt<br />

werden. Diese Gefahrenzunahme<br />

wären dann die „anthropogenen<br />

Klimagefahren“. Diese abzuwenden,<br />

wäre zwar nicht einfach,<br />

könnte bei großen Anstrengungen<br />

aber doch gelingen (Abwenden durch<br />

CO 2 -Reduzierung). Wenn das schnell<br />

gehen muss, ist hierfür auf jeden Fall<br />

der Einsatz der Kernenergie notwendig<br />

(siehe oben), bei wesentlich<br />

entspannterem Zeitplan kann es vermutlich<br />

auch ohne diese gelingen<br />

(wenn auch wahrscheinlich nur zu<br />

deutlich höheren Kosten). Werden<br />

nur die „anthropogenen Klimagefahren“<br />

gesehen, ist die Antwort auf<br />

Frage 11 daher „Ja, die können wir<br />

abwenden“, wenn auch mit der Einschränkung,<br />

dass dies nicht leicht ist<br />

und nicht jeder Weg zum Ziel führen<br />

wird.<br />

Aber das ist eben noch nicht alles.<br />

Selbst wenn wir die „anthropogenen<br />

Klimagefahren“ (Gefahrenzunahme<br />

durch anthropogene Tätigkeiten) erfolgreich<br />

abwenden, bleiben die<br />

„ natürlichen Klimagefahren“ (natürlich<br />

auftretende Wetterextreme) weiter<br />

bestehen. Diese können wir grundsätzlich<br />

nicht abwenden, gegen sie können<br />

wir uns nur wappnen, indem wir Maßnahmen<br />

durchführen, die die Folgen<br />

im Eintrittsfalle möglichst reduzieren<br />

(wobei solche „Anpassungsmaßnahmen“<br />

gleichzeitig auch gegen mögliche<br />

anthropogen verursachte Wetterextreme<br />

hilfreich sind). Die CO 2 -<br />

Reduzierung ist keine hierzu geeignete<br />

Maßnahme, weil sie die „natürlichen<br />

Klimagefahren“ und deren Folgen nicht<br />

beeinflusst. Deswegen ist die korrekte<br />

Antwort auf Frage 11 ein klares „Nein“.<br />

12. Verhalten wir uns in dieser<br />

Situation richtig? Nein.<br />

Unser Verhalten ist insbesondere<br />

durch die politisch getroffene Festlegung<br />

gekennzeichnet, zum Abwenden<br />

möglicher anthropogener<br />

Klimagefahren jetzt rasch und massiv<br />

regenerative Energien auszubauen.<br />

Bei nüchterner Betrachtung ergeben<br />

sich hier aber drei Probleme:<br />

Erstens Prioritäten: Die reale<br />

Größe des anthropogenen Einflusses<br />

auf das Klima ist noch lange nicht<br />

geklärt, siehe oben. Rechtfertigen sich<br />

bei dieser Unsicherheit die ganz erheblichen<br />

Mittel, die wir heute für<br />

vorsorgliche Gegenmaßnahmen (CO 2 -<br />

Reduzierung) ausgeben? Sollten<br />

wir diese Mittel nicht lieber zur<br />

ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 311<br />

Energy Policy, Economy and Law<br />

The Climate-Problem – Evaluation after the Paris-Agreement and the Marrakesh-Conference ı Eike Roth


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

ENERGY POLICY, ECONOMY AND LAW 312<br />

Bekämpfung anderer Probleme verwenden?<br />

Welche Probleme sind heute<br />

wirklich die dringendsten? Bei den<br />

meisten Umfragen liegen Hunger,<br />

Armut, Arbeitsplätze, Gesundheitsfragen<br />

und dergleichen vorne und das<br />

Klima kommt abgeschlagen erst viel<br />

weiter hinten.<br />

Zweitens Realisierbarkeit: Die<br />

Gangbarkeit des eingeschlagenen<br />

Weges ist genau dann fraglich (vorsichtig<br />

ausgedrückt), wenn das<br />

anthropogene Klimaproblem tatsächlich<br />

so groß ist und so schnell<br />

gelöst werden muss, wie vielfach<br />

befür chtet (und zur Rechtfertigung<br />

der genannten politischen Festlegung<br />

behauptet) wird. In Kurzform: Wenn<br />

es schnell gehen muss, dann geht es<br />

so, wie es zur Zeit versucht wird,<br />

schon gar nicht.<br />

Drittens Risikogewinn: Auch bei<br />

noch so großer Reduktion der<br />

CO 2 -Freisetzungen bleiben die „natürlichen<br />

Klimagefahren“ unverändert<br />

bestehen. Um wie viel verkleinern wir<br />

unser (gesamtes) Risiko aus Wetterund<br />

Klimakapriolen wirklich, wenn<br />

wir „anthropogene Klimaänderungen“<br />

abwenden? Würden wir unser<br />

Gesamt-Wetterrisiko nicht wesentlich<br />

stärker reduzieren, wenn wir das zur<br />

CO 2 -Reduzierung erforderliche Geld<br />

in vorbeugende Maßnahmen zur Verbesserung<br />

unserer Widerstandskraft<br />

gegenüber extremen Wetterereignissen<br />

stecken, egal, wodurch diese<br />

verursacht sind („Anpassung“)?<br />

Statt so weiter zu machen wie<br />

bisher, sollten wir daher lieber innehalten<br />

und zunächst vorurteilslos die<br />

reale Notwendigkeit der CO 2 -Reduzierung<br />

und die realen Kosten und<br />

Erfolgsaussichten des hierzu einzuschlagenden<br />

Weges in Abhängigkeit<br />

vom angestrebten Zeitfenster klären.<br />

Und wir sollten einen Vergleich zu<br />

anderen prinzipiell möglichen Wegen<br />

der Klimagefahren-Bekämpfung und<br />

zur Dringlichkeit der Lösung anderer<br />

Probleme durchführen. Dann erst<br />

sollten wir über einschneidende Klimagefahren-Abwehrmaßnahmen<br />

entscheiden.<br />

Die seit ca. 17 Jahren anhaltende<br />

„Erwärmungspause“ sollte uns<br />

die Zeit hierfür geben. Selbst wenn sie<br />

demnächst zu Ende gehen sollte, hat<br />

sie uns auf jeden Fall gezeigt, dass die<br />

Erwärmung nicht gar so schnell voranschreitet.<br />

Zum „richtigen“ Zeitpunkt für die<br />

Entscheidung über kostenintensive<br />

Klima-Vorsorgemaßnahmen sind aber<br />

noch drei weitere Anmerkungen erforderlich:<br />

Erstens wird ein sofortiger Handlungsbedarf<br />

oft damit begründet, dass<br />

„die wärmsten X Jahre in den letzten Y<br />

Jahren“ waren (mit X und Y Zahlen<br />

zwischen 1 und 17), wir hätten daher<br />

gar keine „Erwärmungspause“ und<br />

müssten deshalb auch dringend<br />

handeln. Die Beobachtung stimmt,<br />

aber die Schlussfolgerung stimmt<br />

nicht: Wenn wir seit 1650 eine generelle<br />

Erwärmung haben und auf deren<br />

(bisherigem) Höhepunkt (also ab ca.<br />

2000) die Erwärmung stehen bleibt<br />

(„Erwärmungspause“), dann müssen<br />

„die X wärmsten Jahre“ in diesem<br />

Zeitraum mit flachem Temperaturverlauf<br />

seit 2000 liegen. Das ist gerade<br />

kein Widerspruch zur „Erwärmungspause“,<br />

kann einen Handlungsdruck<br />

also nicht begründen.<br />

Zweitens wird, leicht abgewandelt<br />

aber mit der gleichen Absicht, oft<br />

darauf hingewiesen, dass 2015 „das<br />

wärmste Jahr war, seitdem es detaillierte<br />

Aufzeichnungen gibt“. Auch das<br />

stimmt wahrscheinlich und wahrscheinlich<br />

wird 2016 ähnlich warm<br />

(gewesen) sein. Aber zum Jahreswechsel<br />

2015/2016 gab es auch ein<br />

besonders starkes El Nino-Ereignis,<br />

das immer erwärmend wirkt. Bei<br />

generell stagnierender Temperatur<br />

auf hohem Niveau muss ein starkes El<br />

Nino-Ereignis daher zwei besonders<br />

warme Jahre bewirken. Dass 2015<br />

und 2016 solche waren, sagt daher<br />

hinsichtlich Ende der „Erwärmungspause“<br />

nichts aus. Außerdem folgt auf<br />

ein starkes El Nino-Ereignis normalerweise<br />

ein starkes La Nina-Ereignis, das<br />

immer abkühlend wirkt. Anzeichen<br />

dafür gibt es bereits. Erst in ein paar<br />

Jahren werden wir Klarheit darüber<br />

haben, ob die „Erwärmungspause“<br />

nun zu Ende ist oder noch weiter geht.<br />

Drittens schließlich haben wir<br />

beim Klima heute eine etwas ungewöhnliche<br />

Situation: Normalerweise<br />

erfolgt Erkenntnisgewinn immer nur<br />

in kleinen Schritten, in ein paar Jahren<br />

ist man vielleicht ein klein wenig klüger<br />

als heute und kann dann vermutlich<br />

„etwas besser“ entscheiden. Oft<br />

rechtfertigt dieser (mutmaßliche)<br />

kleine Erkenntnisgewinn die Nachteile<br />

einer späteren Entscheidung nicht<br />

(Nachteile, weil dann nur mehr weniger<br />

Zeit zur Lösung des Problems verbleibt).<br />

Dann ist es besser, man entscheidet<br />

frühzeitig. Beim Klima sind<br />

die Verhältnisse derzeit aber entscheidend<br />

anders: In einigen Jahren werden<br />

wir vermutlich nicht „ein klein<br />

wenig klüger“ sein als heute, sondern<br />

„viel klüger“. Dann werden wir aller<br />

Voraussicht klar sehen, ob die „Erwärmungspause“<br />

jetzt, nach ca. 17 Jahren,<br />

wirklich zu Ende gegangen ist.<br />

Wenn ja, müssen wir die Gefahr<br />

anthropogener Klimaänderungen<br />

höchstwahrscheinlich (die Zukunft<br />

kennt keiner genau) prinzipiell als<br />

bestätigt ansehen und wirksame CO 2 -<br />

Reduktionsmaßnahmen ergreifen,<br />

auch wenn sie weh tun. Wenn nein,<br />

können wir genauso höchstwahrscheinlich<br />

mit gutem Gewissen „Entwarnung“<br />

geben und uns viel Geld<br />

sparen. Bei der realen Klimaentwicklung<br />

und der derzeitigen Zunahme der<br />

CO 2 -Konzentration um ca. 0,5 % pro<br />

Jahr sollten wir diese paar Jahre mit<br />

ruhigem Gewissen abwarten können.<br />

Ob wir mit entschiedenen CO 2 -Reduktionsmaßnahmen<br />

(wenn wir sie tatsächlich<br />

brauchen) bei den heute vorhanden<br />

400 ppm CO 2 beginnen, oder<br />

bei den in ein paar Jahren vorhandenen<br />

410 ppm, kann wohl keinen<br />

großen Einfluss auf die Erfolgsaussichten<br />

haben. Einen erheblichen<br />

Erkenntnisgewinn vor Augen, sollten<br />

wir uns einem real nicht begründbaren<br />

Termindruck nicht beugen.<br />

13. Was haben Paris und<br />

Marrakesch an der Sache<br />

geändert? Nichts.<br />

Die beiden Welt-Klimakonferenzen<br />

waren keine wissenschaftlichen<br />

Tagungen, sondern politische Veranstaltungen.<br />

Ihr Ergebnis ist in sich<br />

widersprüchlich: Hohe Ansprüche<br />

(Ziele) bei niederer Bereitschaft, sie<br />

auch tatsächlich zu verfolgen (INDC).<br />

Dieses Defizit sollte ein Ansporn sein,<br />

die offenen wissenschaftlichen Fragen<br />

zu klären. Diese Klärung kann nur auf<br />

wissenschaftlicher Ebene erfolgen,<br />

nicht auf politischer.<br />

Literaturverzeichnis<br />

| | Roth 2016: E. Roth: Die Deutsche<br />

Energiewende – Bewertung nach dem<br />

Klima-Abkommen von Paris, <strong>atw</strong> 12<br />

(2016) p. 730-735.<br />

Author<br />

Dr. Eike Roth<br />

August Jaksch Str. 7/94<br />

9020 Klagenfurt, Austria<br />

Energy Policy, Economy and Law<br />

The Climate-Problem – Evaluation after the Paris-Agreement and the Marrakesh-Conference ı Eike Roth


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

Atomausstieg in der Schweiz: Vernunft hat Vorfahrt<br />

Vor wenigen Monaten haben die Schweizer Stimmbürger die Initiative der Grünen Partei zum beschleunigten Ausstieg<br />

aus der Kernenergie mehrheitlich abgelehnt. Einmal mehr zeigt sich, dass in der Schweiz in Fragen der Energiepolitik<br />

Vernunft und nicht Ideologie Vorfahrt genießt.<br />

313<br />

I Stromversorgung in der Schweiz<br />

Aktuell wird die Stromversorgung in der Schweiz zu 55 bis<br />

60 % aus Wasserkraftwerken und zu 35 bis 40 % aus<br />

Kernkraftwerken sichergestellt. Das ist ein optimaler<br />

Produktions mix. Er schont die Umwelt, erzeugt kaum CO 2<br />

und ist darüber hinaus wirtschaftlich. Das optimale<br />

Zusammenspiel von Wasser- und Kernkraftwerken stellt<br />

sicher, dass im Sommer wie im Winter und rund um die<br />

Uhr die Versorgungssicherheit gewährleistet ist.<br />

Anfang der 1960er-Jahre engagierte sich der damalige<br />

Energieminister der Schweiz – der sozialdemokratische<br />

Bundesrat Willy Spühler – für den Einstieg in die Kernenergie.<br />

Als Begründung nannte Spühler drei langfristige<br />

Ziele der Schweizer Strompolitik: eine kostengünstige<br />

Stromversorgung; eine ausreichende, sichere und vom<br />

Ausland möglichst unabhängige Stromversorgung; den<br />

Schutz von Wasser, Luft und Landschaftsbild. Diese Ziele<br />

wurden in der Schweiz mit Hilfe der Kernkraft erreicht.<br />

Der Betrieb der Kernkraftwerke ist bis heute eine Schweizer<br />

Erfolgsgeschichte. Und die damaligen Ziele sind heute<br />

nach wie vor aktuell.<br />

II Ausstiegsdiskussion in der Schweiz<br />

Die Schweizer Bevölkerung hat sich in den vergangenen<br />

Jahrzehnten jeweils vorsichtig positiv zur Kernenergie<br />

geäußert. Mehrere Ausstiegsinitiativen vor und nach dem<br />

Unfall im sowjetischen Kernkraftwerk Tschernobyl (im<br />

April 1986) wurden abgelehnt. Eine Mehrheit fand allein<br />

Anfang der 1990er-Jahre ein zehnjähriges Bauverbot für<br />

neue Kernkraftwerke (Moratorium). Im Mai 2003 lehnten<br />

die Stimmberechtigten die Verlängerung des bereits abgelaufenen<br />

Moratoriums deutlich mit 58,4 % Nein-Stimmen<br />

ab und gaben damit grünes Licht für die weitere Nutzung<br />

der Kernenergie in der Schweiz.<br />

Kurz danach verabschiedete das Eidgenössische Parlament<br />

das neue Kernenergiegesetz, das ausdrücklich den Bau<br />

neuer Kernkraftwerke ermöglichte. Am 21. Februar 2007<br />

stellte der Bundesrat seine Energiepolitik auf vier Säulen<br />

vor. Er befürwortete damals ausdrücklich den Ersatz bzw.<br />

den Neubau von Kernkraftwerken in der Schweiz und setzte<br />

auf den Königsweg des „Sowohl-als-auch“: Energieeffizienz,<br />

Ausbau der erneuerbaren Energien und Erneuerung des<br />

Schweizer Kernkraftwerkparks. In der Folge folgten Bundesrat<br />

und Parlament Schritt für Schritt diesen Vorgaben für<br />

eine effiziente Energiepolitik, um eine optimale Lösung im<br />

Spannungsfeld von Umwelt-und Klimaschutz, Versorgungssicherheit<br />

und Wirtschaftlichkeit zu verwirklichen.<br />

III Änderungen der Energiepolitik<br />

in der Schweiz nach Fukushima<br />

Zwei Monate nach dem Unfall in Fukushima im März 2011<br />

beschloss der Bundesrat, seine bisherige Energiepolitik zu<br />

ändern und mittelfristig aus der Kernenergie auszu steigen.<br />

Dieser Beschluss erfolgte zu einem Zeitpunkt, als noch<br />

unklar war, warum die Schutzsysteme in Fukushima<br />

versagt hatten. Der Ausstiegsentscheid war also politisch<br />

motiviert und erfolgte ohne seriöse Analyse des Unfallhergangs.<br />

Zusammen mit seinem Ausstiegsbeschluss legte<br />

der Bundesrat am 25. Mai 2011 die „Energieperspektiven<br />

2050“ ohne Kernenergie vor. Danach bleiben die Ziele der<br />

Energiepolitik im Wesentlichen die Gleichen wie vor dem<br />

Unfall in Fukushima, nur sollen sie nun ohne Kernenergie<br />

erreicht werden.<br />

Die bestehenden Kernkraftwerke werden aber nicht<br />

sofort, sondern erst am Ende ihrer sicherheitstechnischen<br />

Betriebszeiten vom Netz genommen. Neue Kernkraft werke<br />

werden nicht errichtet. Bei einer – technisch möglichen –<br />

Betriebsdauer der laufenden Kernkraftwerke in der Schweiz<br />

von 60 Jahren würde das letzte Kernkraftwerk (Leibstadt)<br />

Mitte der 2040er-Jahre vom Netz gehen. Der Bund ging bei<br />

seinen Annahmen lediglich von einer Betriebsdauer von<br />

50 Jahren aus (abgesehen von KKW Mühleberg, das auf<br />

Beschluss der Betreiberin Ende 2019 abgeschaltet werden<br />

soll, 47 Jahre nach der Inbetriebnahme). Der Ausstieg wäre<br />

in diesem Fall Mitte der 2030er-Jahre vollzogen.<br />

IV<br />

Ausstiegsinitiative der Grünen Partei<br />

in der Schweiz abgelehnt<br />

Am 27. November 2016 haben die Schweizer Stimmberechtigten<br />

die Ausstiegsinitiative der Grünen Partei<br />

(Ausstieg bis 2029) mit 54,2 % Nein-Stimmen abgelehnt.<br />

Danach war die Stilllegung der Kernkraftwerke Beznau 1<br />

und 2 sowie Mühleberg bereits im Jahr <strong>2017</strong>, Gösgen im<br />

Jahr 2024 und Leibstadt im Jahr 2029 vorgesehen. Nach<br />

der Schweizerischen Kernenergiegesetzgebung bleibt es<br />

nun dabei, dass ein Kernkraftwerk so lange in Betrieb<br />

bleiben kann, wie es die gesetzlichen Sicherheitsanforderungen<br />

erfüllt. Dieses System hat sich bewährt. Die<br />

Schweizer sahen keinen Grund, die Betriebsdauer zu<br />

begrenzen. Der EU-Stresstest nach Fukushima im Jahr<br />

2012 hatte zum Ergebnis, dass die Schweizer Anlagen mit<br />

zu den sichersten in Europa gehören. Die Schweizer haben<br />

also ganz nüchtern erkannt, dass sich die realen Fakten der<br />

Kernenergienutzung durch die Naturkatastrophe in Japan<br />

nicht verändert haben. Nach wie vor liefern die Schweizer<br />

Kernkraftwerke umweltschonend und sicher rund 40 %<br />

des Stroms. Die Schweizer haben erkannt, dass der für die<br />

Schweiz optimale Strommix aus Kernkraft und Wasserkraft<br />

nur sehr schwer und vor allem nicht kurzfristig durch<br />

etwas Gleichwertiges zu ersetzen ist.<br />

V Fazit<br />

Mit ihrem ablehnenden Votum gegen einen beschleunigten<br />

Kernenergieausstieg haben die Schweizer einmal mehr<br />

bewiesen, dass sie für radikale, ideologisch aufgeladene<br />

Lösungsvorschläge, die sich bei näherem Hinsehen als teuer,<br />

riskant und wenig durchdacht darstellen, keine Sympathien<br />

hegen. Die Mehrheit der Schweizer hat verstanden, dass der<br />

extensive Ausbau erneuerbarer Energien und der Stromnetze,<br />

zahlreiche Risiken und Unwägbar keiten bergen. Es ist<br />

vernünftig, den Weg der „Energie wende“ rational und nicht<br />

ideologisch orientiert einzuschlagen und dabei die Verhältnismäßigkeit<br />

der Mittel zu wahren. Damit ist nicht nur<br />

der Versorgungssicherheit und dem Klimaschutz gedient,<br />

sondern den Bürgern bleiben so auch die Risiken aus<br />

Schadens ersatzklagen der Betreiber erspart. Deutschland<br />

hat im Vergleich dazu einen anderen, deutlich teureren und<br />

risiko behafteten Weg zur Energiewende eingeschlagen.<br />

Dass die Schweizer sich daran nicht orientieren, zeigt einmal<br />

mehr, dass sie im Zweifel der Vernunft vor der Ideologie<br />

Vorfahrt gewähren. Auch in der Energiepolitik.<br />

Author<br />

Prof. Dr. Tobias Leidinger<br />

Rechtsanwalt und Fachanwalt für Verwaltungsrecht<br />

Luther Rechtsanwaltsgesellschaft<br />

Graf-Adolf-Platz 15 · 40213 Düsseldorf<br />

SPOTLIGHT ON NUCLEAR LAW<br />

Spotlight on Nuclear Law<br />

Nuclear Phase-out in Switzerland: Rationality First! ı Eike Roth


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

314<br />

ENVIRONMENT AND SAFETY<br />

Estimation of the Ripple Effects on a<br />

Regional Community of the Formation<br />

of the Nuclear Energy Science Complex<br />

in Gyeongju<br />

Byung-Sik Lee and Joo Hyun Moon<br />

1 Introduction In 2008, Korea promulgated a long-term development plan for the future nuclear energy<br />

systems (LTDP) including a Pyro-processing Plant (PYRO), a Sodium Fast Reactor (SFR), and a Very High-temperature<br />

Reactor (VHTR). [1] The first two systems are the basis that Korea is developing for the safe management of spent<br />

nuclear fuel (SNF) that is gradually accumulating, and for minimization of the amount of high-level radioactive waste<br />

to be finally disposed of. In compliance with the international non-proliferation regime, Korea has developed the basic<br />

technologies for PYRO-SFR systems with international cooperation, including bilateral and multilateral cooperation.<br />

The last system, VHTR, is proposed for the large-scale production of hydrogen.<br />

Korea has recently formulated a<br />

national basic plan for the safe<br />

management of SNF [2], and is about<br />

to make a decision as to whether to<br />

make a huge investment in the R&D<br />

for commercialization of PYRO and<br />

SFR technologies. For the R&D, the<br />

prototype facilities shall be constructed<br />

and operated to demonstrate<br />

their safety and economics, which<br />

requires a large area to accommodate<br />

them all together.<br />

At the site of the Korea Atomic<br />

Energy Research Institute (KAERI),<br />

taking charge of performing the<br />

R&Ds, there is no area large enough<br />

to accommodate all the R&D-related<br />

facilities. KAERI is examining solutions<br />

to the space problem, which<br />

includes constructing a Nuclear Energy<br />

Science Complex (NESC) to accommodate<br />

all the related facilities for<br />

PYRO-SFR systems and other experimental<br />

facilities.<br />

Gyeongju is a potential site for the<br />

NESC, which is located on the southeastern<br />

region of the Korean peninsula<br />

and is approximately 360 km away<br />

from Seoul. This study estimated the<br />

ripple effects on the regional community<br />

if the NESC is to be formed in<br />

Gyeongju using inter-regional inputoutput<br />

analysis.<br />

2 Nuclear Energy Science<br />

Complex<br />

In 2008, the Korean government<br />

promulgated the LTDP, expecting that<br />

future nuclear energy systems would<br />

be deployed by the 2040s. In line with<br />

the LTDP, KAERI is concentrating all<br />

of its efforts on the development of the<br />

advanced technologies, including<br />

PYRO, SFR and VHTR. Before their<br />

commercialization, the future energy<br />

systems need to be demonstrated in<br />

terms of their safety and economics.<br />

To this end, their prototype facilities<br />

shall be constructed and test- operated,<br />

which requires large space dedicated<br />

to all the facilities together.<br />

As a solution to the limited space<br />

problem, KAERI is considering the formation<br />

of the NESC which includes<br />

both the prototype facilities of future<br />

nuclear energy systems and other<br />

facilities for experimental research.<br />

Facility Name Sub-facilities Estimated area<br />

(m 2 )<br />

Estimated budget<br />

(Billion KRW)<br />

Sodium-cooled fast reactor NSSS, TG, BOP, fuel handling and storage building etc. 584,000 1,742<br />

PYRO-related facility<br />

Pyro-process facility for demonstration, Mock-up,<br />

Safeguards facility, Utility facility, etc.<br />

480,000 1,530<br />

Uranium fuel fabrication facility Uranium fuel fabrication facility for prototype SFR 35<br />

TRU fuel fabrication facility TRU fuel fabrication facility for prototype SFR 220<br />

Nuclear hydrogen production system<br />

Post-irradiation examination facility<br />

Research center for decontamination &<br />

decommissioning<br />

Next-generation research reactor<br />

facilities<br />

Integrated nuclear safety research<br />

facility<br />

Radioactive waste processing facility<br />

Supporting facilities<br />

VHTR gas loop, Coated fuel fabrication facility, Hydrogen<br />

production facility for demonstration of SI process, etc.<br />

Post-irradiation examination facility, Utility facilities, Low- and<br />

intermediate-level radioactive waste storage facility, etc.<br />

378,000 3,436.1<br />

200,000 270<br />

Research center for decontamination & decommissioning 172,000 26<br />

Reactor building, Cold neutron experiment laboratory,<br />

Hot cells, etc.<br />

Thermal-hydraulic experimental facilities for the next generation<br />

reactors. fire test facility, structure/equipment integrity test facility,<br />

radiation/environment safety research facility etc.<br />

Radioactive waste processing and storage facilities,<br />

Evaporator facility, etc.<br />

Harbor and docking facilities for transport of spent fuel,<br />

radioactive waste and heavy equipment, etc.<br />

100,000 510<br />

400,000 225<br />

3,780,000 122<br />

Sum 6,094,000 8,236.1<br />

| | Tab. 1.<br />

Facilities that can be included in nuclear energy science complex.<br />

120<br />

Environment and Safety<br />

Estimation of the Ripple Effects on a Regional Community of the Formation of the Nuclear Energy Science Complex in Gyeongju ı Byung-Sik Lee and Joo Hyun Moon


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

KAERI estimated the total area and<br />

budget required for constructing NESC<br />

to be approximately 6,094,000 m 2 and<br />

8,236 billion Korean Won (KRW, app.<br />

7.2 billion US-$, exchange rate: 1 US-$<br />

= 1,144 KRW) as of 2015, which may<br />

vary substantially depending on the<br />

future situation. Table 1 lists the<br />

detailed facilities for the NESC, along<br />

with the estimated area and budget<br />

required for each facility. [3]<br />

The implementation of the NESC initiative<br />

by KAERI and the Korean government<br />

is unclear because it requires<br />

a large budget and area, and PYRO<br />

processing will be subject to a joint<br />

review between Korea and the U.S. as<br />

to whether to go further in about 2020.<br />

Nevertheless, several local communities,<br />

including Gyeongju, are hoping<br />

that the NESC will be located in their<br />

region. [4]<br />

3 Theoretical background<br />

Input-output (I-O) analysis is most<br />

commonly used to estimate the eco nomy-<br />

wide effects that an initial change,<br />

such as a new construction project in<br />

economic activity, impacts regional<br />

economy. An I-O table is used for I-O<br />

analysis, which depicts the interindustry<br />

relationships within an economy,<br />

showing how the output from<br />

one industrial sector may become an<br />

input to another industrial sector. [5]<br />

The I-O table is made by organizing<br />

the sale and purchase among industries<br />

within an economy, for a certain<br />

period, normally 1 year. There are two<br />

types of I-O tables: national I-O table<br />

over the entire country, and interregional<br />

I-O table between regions, as<br />

shown in Table 2. With the national<br />

I-O table, the interdependencies<br />

among industries could be quantified.<br />

Using the inter-regional I-O table, the<br />

interdependencies among regions and<br />

industries could be identified.<br />

For illustrative purpose, consider<br />

two regions: region 1 and 2. The regional<br />

gross outputs are<br />

(1)<br />

Equation (1) consists of the intermediate<br />

demand input (Z 11 ) produced<br />

in the region 1 and intermediate<br />

demand input (Z 21 ). Y 1 is the final<br />

demand produced in the region 1, and<br />

Y 2 is the final demand produced in the<br />

region 2.<br />

Let the regional input coefficient<br />

be A ij = Z ij /X j . Eq. (1) can be then<br />

rewritten as<br />

(2)<br />

A 11 and A 22 are the intraregional input<br />

coefficients representing the ratio of<br />

purchasing intermediary goods produced<br />

within a region for production<br />

in it. A 12 and A 21 are the inter-regional<br />

input coefficients representing the<br />

ratio of purchasing intermediary<br />

goods produced in the other region<br />

for the production in one region.<br />

Eq. (3) can be obtained by applying<br />

an inverse matrix to Eq. (2). Eq. (3)<br />

means the relationship between final<br />

consumption and production, and can<br />

quantify the ripple effects among the<br />

various regions.<br />

(3)<br />

where A d is the regional input<br />

coefficient, I is the identity matrix,<br />

(I – A d ) is the production inducement<br />

coefficient matrix, X is the effect on<br />

production inducement, and Y d is the<br />

final demand. The use of a production<br />

inducement coefficient matrix in Eq.<br />

(3) generates the value-added and<br />

employment effect, etc.<br />

The induction effects related to<br />

regional I-O analysis include production,<br />

value-added, and employment<br />

inducements. The derivation of various<br />

inducements allows an estimation<br />

of the ripple effects on the regional<br />

economy.<br />

The production inducement coefficient<br />

means the quantitative<br />

magnitude of production induced<br />

directly or indirectly in each industry<br />

when one unit of final demand<br />

increases. For illustrative purposes,<br />

consider the two regional I-O tables<br />

consisting of two regions. The<br />

production inducement coefficient,<br />

(I – A d ) –1 , can be represented in<br />

Eq. (4).<br />

(4)<br />

Eq. (3) can be rewritten by representing<br />

entries in Eq. (4) with the<br />

partitioned matrix according to the<br />

regional classification as follows:<br />

(5)<br />

where B ij is the production inducement<br />

coefficient. The entries in the<br />

first matrix at the right-handed side in<br />

Eq. (5) are<br />

(6)<br />

(7)<br />

(8)<br />

(9)<br />

ENVIRONMENT AND SAFETY 315<br />

Domestic<br />

Input<br />

Imports Input<br />

Region 1<br />

Industry1<br />

…<br />

Industry n<br />

| | Tab. 2.<br />

Basic structure of inter- regional input-output table.<br />

Intermediate demand Final demand Total<br />

Region 1 … Region n Region 1 … Region n<br />

Regional<br />

Output<br />

Industry1 … n … Industry1 … n Consumption Invest Export Consumption Invest Export<br />

Z 11 Input Z 1n Y d 11 Y d 1n X 1<br />

… … Distribution Structure →<br />

Region n<br />

Industry1<br />

…<br />

Industry n<br />

Industry1<br />

…<br />

Industry n<br />

Gross Value Added V 1 V n<br />

Total Regional Output X 1 X n<br />

Z n1<br />

Structure<br />

↓ Z nn Yn1 d Ynn d X n<br />

M 1 M n Y m 1 Y m n<br />

Environment and Safety<br />

Estimation of the Ripple Effects on a Regional Community of the Formation of the Nuclear Energy Science Complex in Gyeongju ı Byung-Sik Lee and Joo Hyun Moon


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

ENVIRONMENT AND SAFETY 316<br />

Because production is induced by the<br />

final demand, and the value-added is<br />

created through the production activities,<br />

the ratio of value-added, Â v , is<br />

defined as the value added divided by<br />

the total input. The relationship between<br />

the final demand and value<br />

added is<br />

(10)<br />

The gross value-added inducement<br />

coefficient can be represented by<br />

 v (I – A d ) –1 . The gross value-added<br />

inducement in region 1, V1 Y can be<br />

derived from [ Â1B v 11 |Â1B v 12 ]Y d , and<br />

the gross value-added inducement in<br />

region 2, V2 Y can be obtained from<br />

[ Â v 2B 21 |Â v 2B 22 ]Y d .<br />

The employment coefficient, l, is<br />

defined as the labor input (L) divided<br />

by production (X), i.e., coefficient of<br />

labor input to production activity for<br />

a certain period. The employment<br />

inducement in each region by the final<br />

demand can be represented using a<br />

diagonal matrix, ˆl, as follows:<br />

(11)<br />

The employment inducement coefficient<br />

can be represented by ˆl(I – A d ) –1 .<br />

The employment inducement in<br />

region 1 can be estimated through<br />

[ˆl v 1B 11 |ˆl v 1B 12 ]Y d , and the employment<br />

inducement in region 2 can be through<br />

[ˆl v 2B 21 |ˆl v 2B 22 ]Y d .<br />

4 Analysis results and<br />

discussion<br />

This paper estimates the ripple effects<br />

of the formation of the NESC in<br />

Gyeongju on its region by computing<br />

the regional production, value-added,<br />

and employment inducement using<br />

the inter-regional I-O table.<br />

As shown in Tab. 1, NESC consists<br />

of 11 facilities that will require<br />

8,236.1 billion KRW (app. 7.2 billion<br />

US-$) as of 2015 to construct them.<br />

For analysis, the inter-regional I-O<br />

table provided by the Bank of Korea<br />

(BOK) in 2005 was used. [6] The construction<br />

cost of each facility in NESC<br />

is inserted into the “2005 Interregional<br />

I-O table” and the relationships<br />

among industries are quantified.<br />

Because the inter-regional I-O table<br />

of the Bank of Korea was based<br />

on the statistical data of 16 metropolitan<br />

municipalities instead of the<br />

elementary local authorities, such<br />

as Gyeongju; there are 28 industrial<br />

sectors in Gyeongbuk. [7]<br />

Because the inter-regional I-O<br />

table provided by the BOK is based<br />

on 16 metropolitan municipalities,<br />

it is impossible to calculate the<br />

ripple effects of the elementary local<br />

authority directly. To calculate the<br />

ripple effect of Gyeongju City, the<br />

ripple effect on Gyeongbuk, which is<br />

one of the 16 metropolitan municipalities<br />

including Gyeongu, was first calculated<br />

using the 2005 inter-regional<br />

I-O table, and the ripple effect of<br />

Gyeongju was then derived by considering<br />

the percentages of Gyeongju<br />

in the Gyeongbuk economy and population<br />

(9.7% for region production<br />

and value-added inducement, and<br />

9.9% for employment inducement<br />

[7]), which are based on the basic<br />

economic data in Table 3. The analysis<br />

procedure is summarized in Figure 1.<br />

Table 4 summarizes the analysis<br />

results for Gyeongbuk and Gyeongju. As<br />

shown in Table 4, the ripple effects of<br />

its regional community of the formation<br />

of the NESC in Gyeongju are<br />

1,086,633 billion KRW for regional production<br />

inducement, 455,299 billion<br />

Gross regional production Population Production<br />

Amount<br />

(billion KRW)<br />

Regional<br />

distribution ratio<br />

Resident<br />

registration population<br />

(thousand persons)<br />

Regional<br />

distribution ratio<br />

per man<br />

(a thousand KRW)<br />

Pohang 17,506.1 20.5 523 19.1 33,555<br />

Gyeongju 8,268.5 9.7 271 9.9 30,413<br />

Gimcheon 3,080.8 3.6 137 5.0 22,338<br />

Andong 2,653.3 3.1 170 6.2 15,655<br />

Gumi 26,453.4 31.0 422 15.4 63,173<br />

Yeongju 2,334.9 2.7 114 4.2 20,301<br />

Yeongcheon 2,565.6 3.0 104 3.8 24,116<br />

Sangju 1,720.9 2.0 105 3.8 16,312<br />

Mungyeong 1,721.3 2.0 76 2.8 22,267<br />

Gyeongsan 6,391.0 7.5 253 9.2 25,528<br />

Gunwi-gun 594.5 0.7 25 0.9 24,069<br />

Uiseong-gun 1,039.0 1.2 58 2.1 17,845<br />

Cheongsong-gun 453.6 0.5 27 1.0 16,959<br />

Yeongyang-gun 384.9 0.5 18 0.7 20,942<br />

Yeongdeok-gun 633.3 0.7 41 1.5 15,349<br />

Cheongdo-gun 809.9 0.9 45 1.6 18,033<br />

Goryeong-gun 1,046.2 1.2 37 1.3 28,369<br />

Seongju-gun 1,500.8 1.8 46 1.7 32,130<br />

Chilgok-gun 3,046.5 3.6 123 4.5 24,982<br />

Yecheon-gun 820.2 1.0 46 1.7 17,459<br />

Bonghwa-gun 849.6 1.0 34 1.2 24,668<br />

Uljin-gun 1,270.9 1.5 53 1.9 24,041<br />

Ulleung-gun 255.8 0.3 11 0.4 23,590<br />

Total 85,401.0 100.0 2,738 100.0 31,178<br />

| | Tab. 3.<br />

Basic data for deriving the percentage of Gyeongju in the Gyeongbuk economy and population.<br />

Environment and Safety<br />

Estimation of the Ripple Effects on a Regional Community of the Formation of the Nuclear Energy Science Complex in Gyeongju ı Byung-Sik Lee and Joo Hyun Moon


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

| | Fig. 1.<br />

Analysis procedure for derivation of the ripple effects on Gyeongju.<br />

KRW for value-added inducement, and<br />

9,592 persons for employment inducement.<br />

The analysis of the ripple effects<br />

showed that locating the NESC in<br />

Gyeongju will have a large economic<br />

effect on the Gyeongju region. In addition,<br />

this paper suggested and used<br />

the analysis method to estimate the<br />

ripple effects on the primary local authorities<br />

not listed in the inter-regional<br />

I-O table using its percentage in the<br />

metropolitan municipality economy.<br />

The analysis results of this paper could<br />

provide the basic data for preparing<br />

measures to secure and improve the<br />

acceptability of the local community<br />

in the course of securing the NESC site<br />

in the area of Gyeongju in the future.<br />

References<br />

1. A long-term development plan for the<br />

future nuclear energy systems, Ministry<br />

of Education and Science Technology,<br />

2008.<br />

2. A national basic plan for safe management<br />

of spent nuclear fuel, Ministry of<br />

Trade, Industry and Energy, 2016.<br />

3. A draft plan to create nuclear energy<br />

science complex, Korea Atomic Energy<br />

Research Institute, 2014.<br />

4. A draft plan for attracting the second<br />

atomic energy research institute,<br />

Dongguk University, 2012.<br />

5. Input-output model,<br />

https://en.wikipedia.org/wiki/<br />

Input%E2%80%93output_model<br />

6. 2005 Inter-regional input-output table,<br />

Bank of Korea, 2009.<br />

Ripple effects<br />

Regional Production<br />

inducement<br />

(in billion KRW)<br />

Value-added<br />

inducement<br />

(in billion KRW)<br />

Employment<br />

inducement<br />

(persons)<br />

7. 2012 Estimation of gross regional<br />

domestic product in cities and counties,<br />

Gyeongbuk (Legal Affairs and Statistic<br />

Office), 2015.<br />

Authors<br />

On Gyeongbuk<br />

| | Tab. 4.<br />

Gyeongsangbuk-do economic ripple effect.<br />

Byung-Sik<br />

Department of Nuclear<br />

Engineering, Dankook University<br />

119, Dandae-ro,<br />

Dongnam-gu Cheonan-Si<br />

Chungnam, 31116, Rep. of Korea<br />

Lee1 and Joo Hyun Moon<br />

Department of Nuclear and Energy<br />

Engineering, Dongguk University-<br />

Gyeongju<br />

123 Dongdae-ro Gyeongju-Si<br />

Gyeongbuk, 38066, Rep. of Korea<br />

Values<br />

On Gyeongju<br />

11,202,402 1,086,633<br />

4,693,804 455,299<br />

96,888 9,592<br />

317<br />

DECOMMISSIONING AND WASTE MANAGEMENT<br />

Auf dem langen Weg zu einem<br />

Endlager für hochradioaktive, Wärme<br />

entwickelnde Abfälle<br />

Ein neuer konzeptionell-konfigurativer Ansatz und ein neues<br />

Simulationswerkzeug zur Erarbeitung eines verbesserten<br />

Prozess- und Systemverständnisses für HAW-Entsorgungsanlagen<br />

– ohne und mit direktem längerfristigem Monitoring<br />

Teil 3<br />

Karl-Heinz Lux, Ralf Wolters und Juan Zhao<br />

Im Hinblick auf die Endlagerplanung werden bereits nach BMU (2010) eine Rückholbarkeit der Wärme entwickelnden<br />

hoch radioaktiven Abfälle während der Einlagerung in der Betriebsphase und eine grundsätzliche<br />

Bergbarkeit während der ersten 500 Jahre nach Verschluss des Endlagers in der Nachverschlussphase gefordert. Da die<br />

Einlagerungskammern des Endlagerbergwerkes bereits begleitend während der rückbauartig verlaufenden Einlagerungsphase<br />

und die Infrastrukturbereiche dann anschließend im Rahmen der Stilllegungsphase versetzt werden,<br />

ist der Schritt nicht mehr weit, für diese insgesamt mehrere Jahrzehnte andauernde Betriebsphase auch eine Überwachung<br />

der schon frühzeitig in der Einlagerungsphase versetzten Endlagerbereiche vorzusehen und bei Bedarf auch<br />

darüber hinaus fortzusetzen, um erste Erkenntnisse zur auch tatsächlichen Funktionalität der verschiedenen Endlagersystemkomponenten<br />

zu erhalten. Sowohl für die Überwachung des Endlagers während der Einlagerungsphase wie<br />

auch danach könnte alternativ zu einem bzw. neben einem indirekten Monitoring auch ein direktes Monitoring der<br />

Decommissioning and Waste Management<br />

The Long Path to a Disposal for High Radiocative Waste – A New Approach for a Better Understanding of Processes and the System in a Whole ı Karl-Heinz Lux, Ralf Wolters and Juan Zhao


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

DECOMMISSIONING AND WASTE MANAGEMENT 318<br />

versetzten Einlagerungssohle in das Endlagerkonzept implementiert werden. Dieses direkte Monitoring könnte<br />

z.B. durch Anordnung einer längerfristig nach Versatz und Verschluss der Einlagerungssohle offen zu haltenden<br />

Überwachungssohle erfolgen, die mit der Einlagerungssohle über Beobachtungs- bzw. Messbohrlöcher verbunden ist.<br />

Damit resultiert ein zweisöhliges Entsorgungsbergwerk. Allerdings besteht die Sorge, dass durch die zusätzliche<br />

Infrastruktur für eine direkte Überwachungsmaßnahme die geologische Barriere noch zusätzlich perforiert und<br />

dadurch weiter geschwächt wird. Dieser Besorgnis ist durch entsprechende Analysen zum Endlagersystemverhalten<br />

nachzugehen. Der potentielle Gewinn aus der Kontrollierbarkeit des Endlagerverhaltens und damit an Vertrauen in die<br />

Zuverlässigkeit der Endlagerkonzeption und der Endlagerausführung, aber auch an zuverlässig belegter Fehlerkorrekturmöglichkeit<br />

überwiegt bei weitem den zusätzlichen Aufwand an vorlaufenden generischen Untersuchungen zum<br />

Endlagersystemverhalten bei einer auf den ersten Blick grundsätzlich gegenüber den bisherigen konzeptionellen<br />

Planungen veränderten Konfiguration. Allerdings ist dabei vorausgesetzt, dass für diese Untersuchungen auch ein<br />

entsprechendes Analysewerkzeug zur Verfügung steht.<br />

Die Publikation besteht aus insgesamt<br />

drei Teilen.<br />

Im Teil I wird zunächst ein subjektiv<br />

geprägter Überblick gegeben über<br />

einige wesentliche Meilensteine auf<br />

dem nun schon einige Jahrzehnte<br />

andauernden Weg hin zu einem Endlager<br />

für hochradioaktive Wärme entwickelnde<br />

Abfälle in Deutschland.<br />

Insbesondere werden die im Lauf der<br />

Zeit eingetretenen Veränderungen in<br />

den sicherheitstechnischen und in den<br />

gesellschaftlichen Anforderungen an<br />

die Entsorgung hochradioaktiver<br />

Wärme entwickelnder Abfälle und<br />

daraus resultierende Konsequenzen<br />

für die konzeptionell-konfigurative<br />

Ausgestaltung skizziert.<br />

Nach diesen mehr auf grundsätzliche<br />

sicherheitstechnische und gesellschaftspolitische<br />

Aspekte ausgerichteten<br />

Ausführungen und der Vorstellung<br />

eines konzeptionell-konfigurativen<br />

Vorschlags für die Ausgestaltung der<br />

HAW-Entsorgungsanlage folgt im<br />

vorliegenden Teil II die Vorstellung eines<br />

neuen Instrumentariums zur<br />

Simulation des Endlagersystemverhaltens,<br />

insbesondere im Hinblick auf<br />

die spätere Analyse der Auswirkungen<br />

der neuen Konzeption eines zweisöhligen<br />

Entsorgungsbergwerks mit<br />

Einlagerungssohle und Überwachungs<br />

sohle zur längerfristigen<br />

Überwachung auch nach Verschluss.<br />

Der in den letzten Jahren an der TU<br />

Clausthal neu entwickelte FTK-<br />

Simulator besteht aus einer Kopplung<br />

der bekannten und etablierten Simulatoren<br />

FLAC3D zur Abbildung<br />

thermo mechanischer Prozesse (TM-<br />

Prozesse) und TOUGH2 zur Abbildung<br />

thermohydraulischer Prozesse<br />

(TH-Prozesse). Damit ist es nunmehr<br />

möglich, auch großräumige 3D-Strukturen<br />

im Hinblick auf ihr THM-Verhalten<br />

unter endlagerrelevanten Einwirkungen<br />

wie Hohlraumausbruch,<br />

Abfalleinlagerung und Resthohlraumversatz,<br />

Wärmeentwicklung und Gasentwicklung<br />

sowohl im Salinar- wie<br />

auch im Tonsteingebirge zu studieren<br />

und insbesondere Aussagen zu den<br />

fluiddynamischen Prozessen im<br />

verschlossenen Endlager bzw. in der<br />

HAW-Entsorgungsanlage sowohl in<br />

der Tiefenlager- wie auch in der Endlagerphase<br />

bei planmäßiger (wahrscheinlicher)<br />

bzw. unplanmäßiger<br />

(weniger wahrscheinlicher) Entwicklung<br />

zu erarbeiten.<br />

Erste grundlegende Simulationsergebnisse<br />

zum fluiddynamischen<br />

Endlagerverhalten im Kompartiment<br />

Nahfeld eines Referenz-Endlagers<br />

jeweils im Salinar- und Tonsteingebirge<br />

werden vorgestellt. Dabei stehen<br />

die Validierung der physikalischen<br />

Modelle und Einblicknahme in die im<br />

verschlossenen Endlager ablaufenden<br />

fluiddynamischen Prozesse im Vordergrund.<br />

Die fluiddynamischen Prozesse<br />

sind als Träger der radio- und chemotoxischen<br />

Schadstoffmigration von<br />

zentraler Bedeutung für die Sicherheitsanalysen.<br />

In Teil III schließlich folgt die<br />

Vorstellung eines neuen Konzepts zur<br />

Entsorgung hochradioaktiver Wärme<br />

entwickelnder Abfälle. Dieses neue<br />

Entsorgungskonzept für insbesondere<br />

Wärme entwickelnde hochradioaktive<br />

Reststoffe ist in den Grundzügen im<br />

Rahmen der Forschungsplattform<br />

ENTRIA entwickelt worden. Von der<br />

in ENTRIA entwickelten konzeptionellen<br />

Grundlage eines Endlagerbergwerks<br />

mit längerfristigem direktem<br />

Monitoring bei gleichzeitiger<br />

Gewährleistung größtmöglicher passiver<br />

Sicher heit ausgehend erfolgt<br />

hier eine konfigurative Spezialisierung<br />

des Monitoringkonzeptes.<br />

Teil III: Ein neues<br />

konzeptionelles und<br />

konfiguratives Konzept zur<br />

Entsorgung hochradioaktiver<br />

Wärme entwickelnder Abfälle<br />

8 Tiefen-/Endlager mit<br />

längerfristigem direktem<br />

Monitoring<br />

8.1 Konzeptioneller und<br />

konfigurativer Ansatz<br />

Nicht nur zur Festigung des Vertrauens<br />

von Steakholdern und Zivil gesellschaft<br />

in die Zuverlässigkeit der prognostischen<br />

Aussagen zur langfristigen<br />

Sicherheit der Ent sorgungsanlage,<br />

sondern auch zur eigenen Bestätigung<br />

der verantwort lichen Institutionen<br />

erscheint es grundsätzlich geboten,<br />

vielleicht auch sogar erforderlich,<br />

soweit sicherheitstechnisch zulässig<br />

möglichst direkte Überprüfungsmöglichkeiten<br />

zum Verhalten der<br />

Entsorgungsanlage während der<br />

Einlagerungsphase und auch darüber<br />

hinaus nach Verschluss der untertägigen<br />

Anlage vorzusehen. Eine derartig<br />

erweiterte Ausge staltung war<br />

allerdings lange Zeit nicht in das<br />

Endlagerkonzept implementiert, bestand<br />

doch die feste Überzeugung,<br />

durch Anwendung erprobter technischer<br />

Verfahren und Erstellung<br />

umfangreicher standortbezogener<br />

Sicher heitsanalysen eine den sicherheits<br />

technischen Anforderungen auch<br />

langfristig genügende Anlagen<br />

errichten, betreiben und wieder<br />

verschließen zu können.<br />

Internationalen Tendenzen folgend<br />

haben in den vergangenen<br />

Jahren Aspekte wie Reversibilität,<br />

Rückholbarkeit und Bergbarkeit sowie<br />

Monitoring auch zunehmend Eingang<br />

in die Diskussion in Deutschland<br />

gefunden, ESK (2011), BMU (2010).<br />

Daher ist von vornherein in die im<br />

Rahmen der Forschungsplattform<br />

ENTRIA zu untersuchenden Entsorgungsoptionen<br />

auch die Option<br />

„Einlagerung in tiefe geologische<br />

Formationen mit Vorkehrungen zur<br />

Überwachung und Rückholbarkeit“<br />

aufgenommen worden.<br />

Die Weitsicht dieses ENTRIA-<br />

Ansatzes ist durch die Endlagerkommission,<br />

die als bevorzugten<br />

Entsorgungsweg das Endlagerbergwerk<br />

mit Reversibilität, Rückholbarkeit<br />

und Bergbarkeit empfiehlt,<br />

nachdrücklich bestätigt worden,<br />

Kommission „Lagerung hoch radioaktiver<br />

Abfallstoffe“ (2016).<br />

Dabei sind zentrale Komponenten:<br />

• ein sicherer Einschluss mit geologischer<br />

Barriere / ewG bzw. technischer<br />

Barriere / Behälter,<br />

Decommissioning and Waste Management<br />

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• die Reversibilität als Möglichkeit<br />

zur Korrektur von Entscheidungen,<br />

• die Rückholbarkeit als Fähigkeit<br />

zur Rückholung der Abfälle nach<br />

Einlagerung,<br />

• die Bergbarkeit als Möglichkeit der<br />

Rückholung der Abfälle auch noch<br />

bis zu 500 Jahren nach Verschluss<br />

sowie<br />

• die Offenhaltung von Handlungsmöglichkeiten<br />

für zukünftige<br />

Generationen einschließlich der<br />

Möglichkeit zur Fehlerkorrektur<br />

bei nicht den sicherheitlichen<br />

Anforderungen entsprechendem<br />

Anlagenverhalten.<br />

Diese Möglichkeit zur Fehlerkorrektur<br />

soll insbesondere deshalb vorgesehen<br />

werden, weil eine nur begrenzte<br />

Prognosefähigkeit angesichts geotektonischer<br />

Ungewissheiten und<br />

der Temperaturentwicklung gesehen<br />

wird. Ein Anlagenmonitoring wird<br />

daher während der Einlagerungsphase<br />

und darüber hinaus gefordert.<br />

Um den konzeptionellen Ansatz<br />

konfigurativ umzusetzen, ist im<br />

Rahmen von ENTRIA als Referenzentsorgungsanlage<br />

ein zweisöhliges<br />

Bergwerk konzipiert worden, das aus<br />

einer Einlagerungssohle und einer<br />

Überfahrungssohle besteht, von der<br />

aus Bohrlöcher in die Einlagerungssohle<br />

geteuft sind. Über diese mit<br />

geeigneten Messgebern bestückten<br />

Bohrlöcher kann das Verhalten der<br />

Einlagerungssohle und ihres Umfeldes<br />

auch über die Einlagerungsphase hinaus<br />

und damit längerfristig direkt<br />

beobachtet werden. Bei vermuteten<br />

Fehlmessungen oder dem Ausfall von<br />

Messgebern besteht grundsätzlich<br />

die Möglichkeit, Messgeber auszutauschen.<br />

Die Einlagerungssohle wird<br />

in dieser Konzeption wie bislang auch<br />

synchron zur Abfalleinlagerung versetzt<br />

und verschlossen, während die<br />

Monitoringsohle mit den Beobachtungsbohrlöchern<br />

längerfristig offengehalten<br />

wird. Damit besteht die<br />

Möglichkeit, den verschlossenen Einlagerungsbereich<br />

einerseits schon<br />

frühzeitig in den Zustand einer<br />

passiven Sicherheitsgewährleistung<br />

zu überführen, ihn andererseits aber<br />

auch in seinem nunmehr von außen<br />

unbeeinflussten Verhalten längere<br />

Zeit direkt zu beobachten und eine<br />

den Vorgaben entsprechende Entwicklung<br />

explizit festzustellen, nicht<br />

nur zu erhoffen bzw. zu vermuten.<br />

Bei anforderungsgerechtem Verhalten<br />

werden auch Bohrlöcher und<br />

Monitoringsohle sowie die restlichen<br />

Schachtbereiche versetzt und verschlossen.<br />

Damit wird das zunächst<br />

noch überwachte Tiefenlager in<br />

das dann nachsorgefreie Endlager<br />

transformiert. Folgende Vorteile werden<br />

gesehen:<br />

• unmittelbare punktuell / flächenhafte<br />

Beobachtung des Tiefenlagerverhaltens,<br />

• zuverlässige Erhebung von entscheidungsrelevanten<br />

Messdaten,<br />

• Möglichkeit zum Austausch von<br />

defekten Messinstrumenten,<br />

• zeitnahes Erkennen von Fehlentwicklungen<br />

des Tiefenlagers,<br />

• messtechnisch belegte Entscheidungsgrundlage<br />

für Endlagerung<br />

bzw. Rückholung,<br />

• schrittweises Vorgehen bis zur<br />

finalen Implementierung des Endlagers<br />

mit belegter Fehlerkorrekturmöglichkeit,<br />

• keine Erfordernis einer irreversiblen<br />

Entscheidung schon von<br />

Anfang an gegenüber zukünftigen<br />

Generationen,<br />

• größtmögliche Sicherheit und<br />

zugleich Flexibilität auch in einem<br />

übergenerationell demokratischen<br />

Rahmen,<br />

• Erhalt einer Mitwirkungsmöglichkeit<br />

zukünftiger Generationen.<br />

Allerdings muss auch angesprochen<br />

werden, dass dieser konzeptionelle<br />

Ansatz sicherheitstechnisch einige<br />

Nachteile aufweist bzw. aufweisen<br />

könnte. Zu nennen sind hier:<br />

• größerer untertägiger Raumbedarf<br />

in Barrierenqualität für den einschlusswirksamen<br />

Gebirgsbereich<br />

(ewG) → Reduzierung der Platzangebote,<br />

• längerfristiger technogener Eingriff<br />

in das tiefenlagernahe Gebirge<br />

durch Auffahrung und Offenhaltung<br />

der Überwachungssohle<br />

→ höheres betriebliches Risiko,<br />

• zusätzliche Einwirkung auf die<br />

geologische Umgebung der<br />

Einlagerungssohle innerhalb des<br />

ewG/ außerhalb ewG → zusätzliche<br />

Barrierenschädigung,<br />

• zusätzliche Versatz- und Verschlussmaßnahmen<br />

im Bereich der<br />

Messbohrlöcher /Monitoringsohle.<br />

Vor diesem konzeptionellen Hintergrund<br />

ist ein neuer konfigurativer<br />

Ansatz für ein Endlagerbergwerk entwickelt<br />

worden, der einerseits ein<br />

direktes Monitoring in noch festzulegender<br />

Intensität ermöglicht, der<br />

andererseits aber auch eine nur<br />

mäßige zusätzliche Perforation der<br />

geologischen Barriere bedingt. Ob<br />

sich hieraus mehr als nur marginale<br />

nachteilige Auswirkungen auf die<br />

Standortsuche und die langfristige<br />

Sicherheit der Entsorgungsanlage<br />

ergeben, muss durch entsprechende<br />

Untersuchungen ermittelt werden.<br />

Erste Befunde werden nachfolgend<br />

vorgestellt.<br />

Grundsätzlich wird davon ausgegangen,<br />

dass durch die Standortauswahl<br />

gewährleistet wird, dass sich<br />

auch die zweisöhlige Entsorgungsanlage<br />

mit Einlagerungs- und Monitoringsohle<br />

innerhalb des einschlusswirksamen<br />

Gebirgsbereiches platzieren<br />

lässt. Die aus diesem konfigurativen<br />

Ansatz auf den untertägigen<br />

Raumbedarf resultierenden Auswirkungen<br />

sind über diese ersten<br />

orientierenden Analysen hinaus möglichst<br />

zeitnah noch grundlegend und<br />

umfassend zu ermitteln.<br />

8.2 Globalmodell für ein<br />

generisches Referenz-<br />

Tiefenlager / Endlagersystem<br />

mit Überwachungssohle<br />

(Tonsteingebirge /<br />

Salinargebirge)<br />

Als Erweiterung des Basis-Globalmodells<br />

mit einem 1-söhligen<br />

Referenz- Entsorgungsbergwerk ist ein<br />

2-söhliges Globalmodell entwickelt<br />

worden, das in seiner konfigurativen<br />

Ausgestaltung auf der unten gelegenen<br />

Einlagerungssohle dem Basis-<br />

Globalmodell entspricht, aber im<br />

Salinargebirge 40 m und im Tonsteingebirge<br />

20 m oberhalb der Einlagerungssohle<br />

zusätzlich noch eine<br />

Überfahrungssohle enthält zur Schaffung<br />

einer Monitoringmöglichkeit zur<br />

Überwachung des Tiefenlagerbergwerksverhaltens<br />

auf der Einlagerungssohle,<br />

z.B. für die Kontrolle des<br />

längerfristigen Verhaltens der Einlagerungsbehälter<br />

bezüglich Beanspruchung,<br />

Korrosion und Dichtheit<br />

im Hinblick auf Radionuklidfreisetzung<br />

und Erhalt der Rückholbarkeit<br />

bzw. der Bergbarkeit, aber auch<br />

und insbesondere der Entwicklung<br />

der geologischen und geotechnischen<br />

Barrieren bezüglich des Konvergenzverhaltens<br />

der Einlagerungsstrecken<br />

und der Versatzdruck-, Temperaturund<br />

Fluidphasenentwicklung innerhalb<br />

der Einlagerungsstrecken und im<br />

Nahfeld des Tiefenlagerbergwerks. Zu<br />

diesem Zweck soll die Überwachungssohle<br />

auch nach der vollständigen<br />

Verfüllung der Einlagerungssohle<br />

noch für einen längeren Zeitraum von<br />

einigen Jahrzehnten, im Extremfall<br />

einigen hundert Jahren offen gehalten<br />

werden können. Das Monitoring der<br />

Einlagerungssohle könnte erfolgen<br />

über vertikale Bohrlöcher, die aus<br />

der Überwachungssohle direkt in<br />

die Einlagerungsstrecken abgeteuft<br />

werden, um über diese Bohrlöcher die<br />

Installation und gegebenenfalls auch<br />

die Wartung von verschiedenartigen<br />

DECOMMISSIONING AND WASTE MANAGEMENT 319<br />

Decommissioning and Waste Management<br />

The Long Path to a Disposal for High Radiocative Waste – A New Approach for a Better Understanding of Processes and the System in a Whole ı Karl-Heinz Lux, Ralf Wolters and Juan Zhao


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DECOMMISSIONING AND WASTE MANAGEMENT 320<br />

Messinstrumenten in der Einlagerungssohle<br />

und in ihrem Umgebungsbereich<br />

zu ermöglichen. Es ist an<br />

dieser Stelle darauf hinzuweisen, dass<br />

der Einsatz von Bohrlöchern zum<br />

Monitoring in nicht bzw. nicht mehr<br />

zugänglichen Gebirgsbereichen kein<br />

grundsätzlich neuartiges Konzept<br />

ist, da Monitoringbohrlöcher relativ<br />

häufig zur Messung unterschiedlicher<br />

Parameter im Gebirge in der Umgebung<br />

von in situ-Experimenten eingesetzt<br />

werden, z.B. im Rahmen des<br />

TSDE-Experiments zur Erfassung der<br />

räumlich-zeitlichen Temperaturentwicklung<br />

in der Streckensohle unterhalb<br />

der elektrischen Erhitzer, Bechthold<br />

et al. (1999). Dennoch ist der<br />

Einsatz von Monitoringbohrlöchern<br />

aus einer Überwachungssohle bis<br />

direkt in die Einlagerungsstrecken<br />

hinein als wesentlicher Bestandteil<br />

eines HAW-Entsorgungsanlagenkonzeptes<br />

in der nationalen und internationalen<br />

Literatur noch nicht vorgeschlagen<br />

worden.<br />

Das Abteufen der Monitoringbohrlöcher<br />

sollte vor der Einlagerung der<br />

Abfallbehälter erfolgen, um diese<br />

nicht unbeabsichtigt zu beschädigen.<br />

Alternativ könnte die Beobachtung<br />

des Tiefenlagerverhaltens auf der Einlagerungssohle<br />

über Bohrlöcher bei<br />

modifizierter Positionierung der<br />

Bohrlöcher auch bis in den Versatzbereich<br />

zwischen den Behältern fortgeführt<br />

werden, z.B. durch bereits<br />

während der Einlagerung installierte<br />

Messstationen in versetzten Streckenbereichen.<br />

Die Bohrlöcher sollten<br />

derart angelegt werden, dass eine<br />

Reparatur bzw. ein Austausch defekter<br />

Messinstrumente möglich wäre.<br />

Ein Stahlausbau sollte dem konvergenzbedingten<br />

Verschluss der Bohrlöcher<br />

entgegenwirken. Zur Reduzierung<br />

der Direktstrahlung sollten die<br />

Bohrlöcher mit einem Deckelsystem<br />

abgedeckt werden, das allerdings<br />

derart ausgestaltet sein sollte, dass es<br />

auch für den Fall eines ausbleibenden<br />

endgültigen Verschlusses der Monitoringbohrlöcher<br />

sowie der Überwachungssohle<br />

am Ende der geplanten<br />

Monitoringphase – z.B. aufgrund<br />

gesellschaftlicher Umbrüche – den<br />

Austritt von Radionukliden aus dem<br />

einschlusswirksamen Gebirgsbereich<br />

über zunächst die Bohrlöcher, dann<br />

die Überwachungssohle und zuletzt<br />

den Schacht verhindern oder zumindest<br />

in hinreichendem Maße verzögern<br />

kann.<br />

Die Anordnung der Überwachungssohle<br />

im Salinargebirge 40 m bzw. im<br />

Tonsteingebirge 20 m oberhalb der<br />

Einlagerungssohle sowie der von der<br />

| | Abb. 18.<br />

Gesamtansicht des Globalmodells (ii) mit Überwachungssohle und Monitoringbohrlöchern für eine<br />

HAW-Entsorgungsanlage im Salinar- bzw. im Tonsteingebirge.<br />

| | Abb. 19.<br />

Detailansicht des Einlagerungsbereichs im Globalmodell (ii) mit Überwachungssohle und<br />

Monitoringbohrlöchern für eine HAW-Entsorgungsanlage im Salinar- bzw. im Tonsteingebirge<br />

(Lage der Monitoringstrecken perspektivisch verzerrt).<br />

Überwachungssohle in die Einlagerungssohle<br />

abgeteuften Monitoringbohrlöcher<br />

ist zu ersehen aus Abbildung<br />

18 (Gesamtansicht) und aus<br />

Abbildung 19 (Detail ansicht für den<br />

Bereich der Einlagerungsfelder). Es ist<br />

zu erkennen, dass die Überwachungssohle<br />

nur aus Richtstrecken und<br />

Monitoring strecken besteht. Von den<br />

Monitoring strecken ausgehend werden<br />

die Bohrungen in die Einlagerungs<br />

strecken abgeteuft. Die<br />

Monitoring strecken sind jeweils im<br />

Bereich der halben Streckenlänge der<br />

Einlagerungsstrecken orthogonal zu<br />

den Einlagerungsstrecken ausgerichtet,<br />

um die Perforation der Wirtsgesteinsformation<br />

zu minimieren.<br />

8.3 Simulation<br />

der Betriebsphase<br />

Referenz-Entsorgungsanlagensystem<br />

mit Überwachungssohle<br />

Auch im Rahmen der rechnerischen<br />

Simulation zum Systemverhalten des<br />

Referenz-Entsorgungsanlagensystems<br />

mit Überwachungssohle im Salinarsowie<br />

im Tonsteingebirge wird mit<br />

Blick auf die fluiddynamischen Prozessabläufe<br />

zunächst der Schacht<br />

abgeteuft, allerdings nur bis zur Teufe<br />

der Überwachungssohle. Von dort aus<br />

wird dann ein Teil der Überwachungssohle<br />

aufgefahren, um auf diese Weise<br />

eine erste untertägige Erkundung<br />

des Wirtsgesteins zu ermöglichen.<br />

Anschließend wird dann der restliche<br />

Schacht abgeteuft, danach folgt die<br />

Auffahrung der Infrastrukturbereiche<br />

(hier eine Richtstrecke) und schließlich<br />

werden sukzessive die Lagerstrecken<br />

aufgefahren, wobei sich<br />

analog zum Referenz-Entsorgungsanlagensystem<br />

ohne Überwachungssohle<br />

die Auffahrung einer neuen<br />

Einlagerungsstrecke und die Abfallbehältereinlagerung<br />

und der Versatz<br />

einer vorherigen Einlagerungsstrecke<br />

abwechseln, allerdings mit dem entscheidenden<br />

Unterschied, dass vor<br />

der Abfalleinlagerung in einer Einlagerungsstrecke<br />

zunächst das jeweilige<br />

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Monitoringbohrloch aus der vorher<br />

erweiterten Überwachungssohle in<br />

diese Einlagerungsstrecke abgeteuft<br />

und mit geeigneten Messinstrumentarien<br />

ausgestattet wird.<br />

Nach Ende des Einlagerungsbetriebes<br />

wird auch die zum Schacht<br />

führende Richtstrecke mit dem unteren<br />

Bereich des Schachtes versetzt, der<br />

weitere Schacht und die Überwachungssohle<br />

bleiben jedoch für den<br />

vorgesehenen Zeitraum des Monitorings<br />

weiterhin offen. Die Moni toringbohrlöcher<br />

bleiben ebenfalls unversetzt,<br />

um den Austausch defekter Messinstrumente<br />

zu ermöglichen, werden<br />

allerdings zum Schutz vor<br />

Direktstrahlung mit einer mit geringem<br />

Aufwand zu öffnenden Verschlusskonstruktion<br />

abgedeckt. Nach Ende<br />

der Monitoringphase werden dann<br />

die Monitoringbohrlöcher, die Überwachungssohle<br />

und der Schacht ebenfalls<br />

versetzt sowie mit Verschlussbauwerken<br />

versehen.<br />

8.4 Ausgewählte Simulationsergebnisse<br />

der Basis-<br />

Simulation zum Referenz-<br />

HAW-Entsorgungsanlagensystem<br />

mit Überwachungssohle<br />

8.4.1 Temperaturentwicklung<br />

im Bereich der Überwachungssohle<br />

im Salinargebirge<br />

und im Tonsteingebirge<br />

Ein wesentlicher Parameter für die<br />

kon figurative Ausgestaltung des<br />

Tiefenlager-/Endlagersystems mit<br />

Über wachungssohle ist der erforderliche<br />

bzw. standortbezogen mögliche<br />

Abstand zwischen Einlagerungssohle<br />

und Überwachungssohle. Dieser Abstand<br />

hat insbesondere Einfluss auf<br />

den zusätzlichen Raumbedarf des<br />

Entsorgungsbergwerks und damit auf<br />

die vertikale, möglicherweise auch<br />

laterale Ausdehnung des einschlusswirksamen<br />

Gebirgsbereiches. Er wird<br />

bedingt einerseits durch eine aus<br />

Gründen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes<br />

vorzunehmende Begrenzung<br />

der im Bereich der Überwachungssohle<br />

infolge der Zerfallswärmeentwicklung<br />

auf der Einlagerungssohle<br />

zu erwartenden erhöhten<br />

Gebirgstemperaturen, hat andererseits<br />

aber auch Einfluss auf die induzierte<br />

zusätzliche mechanische Beanspruchung<br />

des Barrierengebirges. Um<br />

Temperaturgrenzwerte einzuhalten,<br />

könnte sich aus der Anordnung einer<br />

Überwachungssohle auch das Erfordernis<br />

einer konfigurativen Umgestaltung<br />

der Einlagerungssohle ergeben,<br />

| | Abb. 20.<br />

Exemplarische Darstellung des einschlusswirksamen Gebirgsbereichs für ein Tiefenlager-/Endlagerbergwerksystem<br />

mit Überwachungssohle.<br />

z.B. hinsichtlich des Abstandes der<br />

Einlagerungsstrecken oder der Belegungsdichte.<br />

Grundsätzlich sollte ein<br />

Abstand gewählt werden, der thermisch<br />

und auch thermomechanisch<br />

verträglich ist, der zu keinen gegenseitigen<br />

Wechselwirkungen in der<br />

mechanischen Beanspruchung während<br />

der Offenhaltungszeit der Überwachungssohle<br />

führt und der auch so<br />

groß ist, dass bis zum geohydraulisch<br />

wirksamen Verschluss der Überwachungssohle<br />

planmäßig kein<br />

Radio nuklidtransport bis zur Überwachungssohle<br />

zu erwarten ist. Damit ist<br />

ein als zusätzliches Risiko anzusehender<br />

Radionuklidtransport über das<br />

vormalige Streckensystem auf der<br />

Überwachungssohle konzeptionell<br />

ausgeschlossen. Da die Überwachungssohle<br />

in den einschlusswirksamen<br />

Gebirgsbereich integriert ist,<br />

sind durch das längerfristige<br />

Monitoring keine nach außen wirksamen<br />

Barrierenschwächungen zu<br />

erwarten. Dieser zunächst als hypothetisch<br />

anzusehende Ansatz ist<br />

allerdings noch durch umfassende<br />

generische Analysen zu bestätigen.<br />

Da die Anforderung besteht, dass<br />

die Abfallbehälter bis zu mindestens<br />

500 Jahre nach Verschluss der Einlagerungssohle<br />

bergbar sein müssen,<br />

ist nicht davon auszugehen, dass in<br />

der noch unbestimmten, aber wohl<br />

deutlich kürzeren Beobachtungszeit<br />

konfigurativ geprägte Vorsorgemaßnahmen<br />

gegen eine Radionuklidmigration<br />

von der Einlagerungssohle<br />

zur Überwachungssohle implementiert<br />

werden müssen. Während Untersuchungen<br />

zur mechanischen Interaktion<br />

zwischen Einlagerungssohle<br />

und Überwachungssohle mit Hilfe<br />

von Lokalmodellen durchzuführen<br />

sind, sind neben den geohydraulischen<br />

auch die geothermischen Prozesse<br />

mit den hier vorgestellten<br />

Globalmodellen analysierbar. Nachstehend<br />

werden erste Ergebnisse<br />

vorgestellt.<br />

Abbildung 20 zeigt zur Illustration<br />

die hier vorgegebene Kon figuration<br />

der Entsorgungsanlage mit einem exemplarisch<br />

zugeordneten einschlusswirksamen<br />

Gebirgsbereich. Für den<br />

hier eingetragenen einschlusswirksamen<br />

Gebirgsbereich sind die<br />

sicherheitstechnischen Vorgaben aus<br />

BMU (2010) einzuhalten. Dieser<br />

Ansatz gilt im Grundsatz gleichermaßen<br />

sowohl für das Tonsteingebirge<br />

wie auch für das Salinargebirge.<br />

Im Fall des Tonsteingebirges gilt<br />

die Rahmenbedingung, dass der<br />

advektiv getragene Schadstofftransport<br />

geringer sein muss als der unvermeidliche<br />

diffusiv getragene Schadstofftransport<br />

und am Rand des einschlusswirksamen<br />

Gebirgsbereich die<br />

in BMU (2010) festgelegten Grenzwerte<br />

einzuhalten sind. Dagegen ist<br />

im Fall des Salinargebirges aufgrund<br />

seiner geogenen Impermeabilität<br />

zunächst weder ein advektiv noch ein<br />

diffusiv getragener Schadstofftransport<br />

zu besorgen. Allerdings ist nicht<br />

auszuschließen, dass im Lauf der Zeit<br />

infolge Konvergenz und Korrosionsgasbildung<br />

Porengasdrücke im kompaktierten<br />

Versatz der Strecken auf<br />

der Einlagerungssohle entstehen, die<br />

zu einer druckgetriebenen Infiltration<br />

von Porengasen in das Salinargebirge<br />

führen. Die Entwicklung dieser<br />

druckgetriebenen Infiltrationszone ist<br />

bereits in Abschnitt 7.2.3 diskutiert<br />

worden. Ihre räumliche Ausdehnung<br />

sollte den Rand des einschlusswirksamen<br />

Gebirgsbereiches nicht überschreiten<br />

bzw. sollten dort die vorstehend<br />

erwähnten Grenzwerte nach<br />

BMU (2010) eingehalten werden.<br />

Zur Illustration zeigt Abbildung 21<br />

zunächst die Temperaturver teilung<br />

im Salinargebirge im Niveau der<br />

DECOMMISSIONING AND WASTE MANAGEMENT 321<br />

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DECOMMISSIONING AND WASTE MANAGEMENT 322<br />

| | Abb. 21.<br />

Temperaturverteilung in einem Horizontalschnitt 40 m oberhalb der Einlagerungssohle bei Erreichen der<br />

Maximaltemperatur von ca. 46 °C etwa 90 Jahre nach Verschluss der Einlagerungssohle im Salinar gebirge<br />

(mit Projektion der Einlagerungssohle in den dargestellten Horizontalschnitt (graues Streckensystem)).<br />

Überwachungssohle bei einem vertikalen<br />

Abstand von 40 m zwischen Einlagerungssohle<br />

und Überwachungssohle.<br />

Zu ersehen ist, dass etwa 90<br />

Jahre nach Verschluss der Einlagerungssohle<br />

die Maximaltemperatur im<br />

Bereich der Überwachungssohle mit<br />

ca. 46 °C erreicht wird. Diese Temperatur<br />

ist arbeitsrechtlich als zulässig<br />

anzusehen, KlimaBergV (1983).<br />

Ergänzend zeigen die Abbildungen<br />

22 und 23 für ausge wählte<br />

Beobachtungspunkte zum Vergleich<br />

die zeitlichen Temperaturentwicklungen<br />

des 1-söhligen und des<br />

2-söhligen Entsorgungsbergwerks im<br />

Salinar gebirge. Zu ersehen ist zunächst,<br />

dass sich die Auffahrung und<br />

Offenhaltung der Überwachungssohle<br />

zumindest im Bereich der vorgegebenen<br />

Beobachtungspunkte nicht<br />

auf die Temperaturverteilung auf der<br />

Einlagerungssohle auswirkt. Lokal<br />

sind im Bereich der Messbohrlöcher<br />

infolge Wärmetransport über die<br />

Mess bohrlöcher geringere Gebirgstemperaturen<br />

zu erwarten. Weiterhin<br />

zu ersehen ist, dass nach dem hypothetisch<br />

angenommenen Verschluss<br />

der Überwachungssohle dort maximale<br />

Temperaturen von nur noch<br />

36 °C vorliegen.<br />

Für das Tonsteingebirge zeigen die<br />

Abbildungen 24 bis 27 ebenfalls die<br />

räumliche und zeitliche Temperaturentwicklung<br />

im Gebirge. Allerdings ist<br />

hier die Wärmeleistung der Abfallbehälter<br />

signifikant geringer. Im Bereich<br />

der Überwachungssohle wird nach<br />

Abb. 24 bei einem Abstand von 40 m<br />

zwischen Einlagerungs- und Überwachungssohle<br />

die Maximaltemperatur<br />

von T = 33 °C etwa 300 Jahre nach<br />

Verschluss der Einlagerungssohle erreicht.<br />

Damit ergibt sich die maximale<br />

Gebirgs temperatur in der Überwachungs<br />

sohle zum Ende der exemplarisch<br />

auf 300 Jahre terminierten<br />

Monitoringphase. Sie liegt damit nur<br />

etwa 5 °C über der primären Gebirgstemperatur.<br />

Allerdings sind entsprechend<br />

KlimaBergV (1983) im Tonsteinge<br />

birge Effektivtemperaturen –<br />

definiert als in Abhängigkeit von der<br />

Trockentemperatur, der Feuchttemperatur<br />

und der Wettergeschwindigkeit<br />

ermittelter Klimawert – von nur bis zu<br />

30 °C zulässig. Im Einzelfall dürfen<br />

Personen unter bestimmten Bedingungen<br />

insbesondere hinsichtlich der<br />

Arbeitszeit bis zu einer Effektivtemperatur<br />

von 32 °C beschäftigt werden.<br />

Zudem kann die zuständige Behörde<br />

entsprechend KlimaBergV (1983) in<br />

Einzelfällen Ausnahmen zulassen,<br />

wenn durch besondere Einrichtungen<br />

sicher gestellt ist, dass für den<br />

einzelnen Beschäftigten die Klimabelastung<br />

in ihrer physiologischen<br />

Gesamt wirkung nicht so groß ist<br />

wie bei einer Effektivtemperatur<br />

von mehr als 30 °C. Die Temperaturentwicklung<br />

auf der Einlagerungssohle<br />

ist im Bereich der ausgewählten<br />

Beobachtungspunkte in der Wirtsgesteinsformation<br />

Tonsteingebirge<br />

ebenso wie in der Wirtsgesteinsformation<br />

Salinar gebirge abhängig von der<br />

konfigura tiven Ausgestaltung des<br />

Endlagerbergwerksystems mit einer<br />

oder zwei Sohlen.<br />

Abb. 25 zeigt, dass ebenso wie im<br />

Salinargebirge auch im Tonsteingebirge<br />

durch die Anordnung der Überwachungssohle<br />

keine Veränderung<br />

der Temperaturentwicklung auf der<br />

Einlagerungssohle zu verzeichnen ist.<br />

Aus Abb. 26 sind ergänzend für<br />

ausgewählte Beobachtungspunkte auf<br />

der Überwachungssohle die Temperaturentwicklungen<br />

nach Verschluss zu<br />

ersehen.<br />

Alternativ ist auch für eine Tonsteingebirgsmächtigkeit<br />

von M =<br />

100 m untersucht worden, welche<br />

Temperaturfelder sich bei einem<br />

Abstand zwischen Einlagerungssohle<br />

und Überwachungssohle von nur<br />

20 m im Bereich der Überwachungssohle<br />

ergeben. Hierzu zeigt Abb. 27<br />

die extremale Temperaturverteilung<br />

im Bereich der Überwachungssohle in<br />

einem Horizontalschnitt 20 m oberhalb<br />

der Einlagerungssohle, die sich<br />

ca. 80 Jahre nach Verschluss der Einlagerungssohle<br />

einstellt. Die Maximaltemperatur<br />

erreicht in diesem Fall<br />

ca. 36 °C, sodass aus Gründen des<br />

Arbeits- und Gesundheitsschutzes<br />

| | Abb. 22.<br />

Temperaturentwicklung in der Einlagerungssohle des 1-söhligen Endlagersystems<br />

bzw. des 2-söhligen Tiefenlager-/Endlagersystems im Salinargebirge.<br />

| | Abb. 23.<br />

Temperaturentwicklung in der Überwachungssohle des 2-söhligen Tiefenlager-/<br />

Endlagersystems im Salinargebirge.<br />

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The Long Path to a Disposal for High Radiocative Waste – A New Approach for a Better Understanding of Processes and the System in a Whole ı Karl-Heinz Lux, Ralf Wolters and Juan Zhao


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| | Abb. 24.<br />

Temperaturverteilung in einem Horizontalschnitt 40 m oberhalb der Einlagerungssohle bei Erreichen der<br />

Maximaltemperatur von ca. 33 °C etwa 300 Jahre nach Verschluss der Einlagerungssohle im Tonstein gebirge<br />

(mit Projektion der Einlagerungssohle in den dargestellten Horizontalschnitt (graues Streckensystem)).<br />

zusätzliche Maßnahmen erforderlich<br />

werden – entweder planerisch durch<br />

konfigurative Maßnahmen auf der<br />

Einlagerungssohle oder betriebstechnisch<br />

z.B. durch Kühlung der<br />

Wetter.<br />

Vor dem Hintergrund dieser ersten<br />

orientierenden Simulationsbefunde<br />

wird erkennbar, dass aus Sicht der im<br />

Bereich der Überwachungssohle zu<br />

erwartenden Gebirgstemperaturen<br />

bei den vorgegebenen Einlagerungsrahmenbedingungen<br />

und den gewählten<br />

Abständen zwischen Einlagerungssohle<br />

und Überwachungssohle<br />

keine als signifikant anzusehenden<br />

Einschränkungen für die Offenhaltung<br />

und den Betrieb der Monitoringsohle<br />

resultieren. Auf die Einlagerungssohle<br />

hat die Existenz der<br />

Überwachungssohle aus thermischer<br />

Sicht keine nachhaltigen Auswirkungen.<br />

8.4.2 Fluiddynamische Prozesse<br />

im Tonsteingebirge<br />

Die Betriebsphase inkl. der mehrere<br />

Jahrzehnte bis Jahrhunderte andauernden<br />

Überwachungsphase ist für<br />

das Referenz-HAW-Entsorgungsanlagensystem<br />

mit Überwachungssohle<br />

im Tonsteingebirge bereits in Abschnitt<br />

8.3 erläutert worden. Nach<br />

Ende der Überwachungsphase werden<br />

sowohl die Monitoring- Bohrlöcher wie<br />

auch die Überwachungssohle mit<br />

Bentonit versetzt, bevor letztendlich<br />

der Schacht mit Verschlussbauwerken<br />

versehen und im restlichen Bereich<br />

verfüllt wird.<br />

Trotz des Versatzes der Monitoring-<br />

Bohrlöcher und der Überwachungssohle<br />

kommt es zu einem Fluidstrom<br />

aus der Einlagerungssohle durch die<br />

Monitoring-Bohrlöcher in die Überwachungssohle<br />

und zwar durch<br />

den Porenraum des Versatzmaterials.<br />

Abbildung 28 zeigt exemplarisch den<br />

Gasvolumenstrom zum Zeitpunkt<br />

nach Verschluss der Einlagerungssohle.<br />

Da zu diesem Zeitpunkt die aus<br />

der Behälterkorrosion resultierende<br />

Gasbildung noch nur einen marginalen<br />

Einfluss auf die ablaufenden<br />

fluiddynamischen Prozesse hat,<br />

werden in Abb. 28 die Bewegungen<br />

der aus der Einlagerungssohle durch<br />

das aus dem umgebenden Tonsteingebirge<br />

zufließende Porenwasser<br />

verdrängten Porenluft dargestellt. Anhand<br />

der dargestellten Fließvektoren<br />

ist zu ersehen, dass die verdrängte<br />

Porenluft innerhalb der Einlagerungsstrecken<br />

von den Endbereichen der<br />

jeweiligen Einlagerungsstrecken zunächst<br />

in Richtung Kammerverschlussbauwerk<br />

strömt, wobei sich<br />

dieser Volumenstrom allerdings auf<br />

| | Abb. 25.<br />

Temperaturentwicklung in der Einlagerungssohle des 1-söhligen Endlagersystems<br />

bzw. des 2-söhligen Tiefenlager-/Endlagersystems im Tonsteingebirge.<br />

| | Abb. 26.<br />

Temperaturentwicklung in der Überwachungssohle des 2-söhligen Tiefenlager-/<br />

Endlagersystems im Tonsteingebirge.<br />

Höhe der Monitoring-Bohrlöcher aufteilt,<br />

so dass ein Teil der verdrängten<br />

Porenluft durch die Bohrlöcher in die<br />

Überwachungssohle migriert und sich<br />

am oberen Bohrlochende weiter in<br />

beide Streckenrichtungen verteilt.<br />

Dieser Volumenstrom führt zu einem<br />

im Vergleich mit der Basis-Simulation<br />

zum Referenz-Endlagersystem ohne<br />

Überwachungssohle im Tonsteingebirge<br />

langsameren Fluiddruckaufbau<br />

in der Einlagerungssohle. Zudem<br />

steigt der Fluiddruck auch deswegen<br />

DECOMMISSIONING AND WASTE MANAGEMENT 323<br />

| | Abb. 27.<br />

Temperaturverteilung in einem Horizontalschnitt 20 m oberhalb der Einlagerungssohle bei Erreichen der<br />

Maximaltemperatur von ca. 36 °C etwa 80 Jahre nach Verschluss der Einlagerungssohle im Tonsteinge birge<br />

(mit Projektion der Einlagerungssohle in den dargestellten Horizontalschnitt (graues Streckensystem)).<br />

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DECOMMISSIONING AND WASTE MANAGEMENT 324<br />

| | Abb. 28.<br />

Gasvolumenstrom im HAW-Entsorgungsbergwerk (hier: Einlagerungssohle, Monitoring-Bohrlöcher und<br />

Überwachungssohle) zum Zeitpunkt t = 1.000 a nach Verschluss der Einlagerungssohle.<br />

langsamer an, weil sich der Zustrom<br />

des Porenwassers in die Einlagerungssohle<br />

insbesondere aus dem Tonsteingebirge<br />

zwischen der Einlagerungsund<br />

der Überwachungssohle etwas<br />

reduziert, da ein Teil des Porenwassers<br />

auch in die Überwachungssohle<br />

fließt.<br />

Aufgrund des weniger intensiven<br />

Fluiddruckaufbaus in der Einlagerungssohle<br />

weisen auch die in der<br />

Einlagerungssohle ablaufenden fluiddynamischen<br />

Prozesse eine geringere<br />

Intensität auf; allerdings weisen<br />

die Volumenströme innerhalb der<br />

Monitoring-Bohrlöcher erwartungsgemäß<br />

erheblich größere Fließraten<br />

auf als das entsprechende Tonsteingebirge<br />

in der Basis-Simulation zum<br />

Referenzsystem ohne Überwachungssohle<br />

sowie ohne Monitoring-Bohrlöcher.<br />

Ebenso wie für das Tiefen-/Endlager<br />

ohne Überwachungssohle entsprechend<br />

Abschnitt 7 können hier<br />

für das Tiefen-/Endlager mit Überwachungssohle<br />

die Zustandsgrößen<br />

im Bereich der Einlagerungssohle und<br />

des umgebenden Barrierengebirges<br />

in ihrer zeitlichen Entwicklung dargestellt<br />

werden. Da im Grundsatz<br />

ähnlich Verläufe wie in den Abb. 15<br />

und Abb. 16 erhalten werden, soll auf<br />

eine explizite Dar stellung verzichtet<br />

werden. Allerdings ist hier zu erwähnen,<br />

dass genau diese Zustandsgrößen<br />

wie z.B. Temperatur, Sättigungsgrad<br />

und Porengasdruck sowie<br />

Gebirgsdeformationen und Versatzdruck<br />

eine Überwachung des<br />

Tiefenlagers ermöglichen, kennzeichnen<br />

sie in einer aus den rechnerischen<br />

Simulationen folgenden Bandbreite<br />

doch das Verhalten eines sich den<br />

Erwartungen entsprechend entwickelnden<br />

Tiefenlagers. Bei signifikanten<br />

Abweichungen von diesen<br />

Erwartungswerten wäre zu prüfen,<br />

welche Ursachen bestehen könnten,<br />

welche Auswirkungen sicherheitstechnisch<br />

resultieren und wie weiter<br />

vorzugehen ist. Ultima ratio wäre<br />

dann die Rückholung der Abfälle.<br />

8.5 Funktionalitätsüberprüfung<br />

geotechnischer<br />

Barrieren<br />

Die Anordnung einer Überfahrungssohle<br />

bietet neben dem direkten<br />

Monitoring des Tiefenlagerverhaltens<br />

im Bereich der Einlagerungsstrecken<br />

und des umgebenden einschlusswirksamen<br />

Bereiches noch weitere<br />

Vorteile:<br />

• Möglichkeit der direkten Überprüfbarkeit<br />

der Funktionalität<br />

geotechnischer Barrieren<br />

• Möglichkeit zum Beleg der Funktionalität<br />

geotechnischer Barrieren<br />

noch innerhalb der Überwachungszeit<br />

Dabei besteht die Voraussetzung, dass<br />

geotechnische Barrieren mit zeitnaher<br />

Entfaltung ihrer Wirksamkeit im<br />

Rahmen von Forschungsvorhaben<br />

entwickelt und dann später auch in<br />

die Planung und Ausführung übernommen<br />

werden.<br />

Durch die zusätzliche Anordnung<br />

einer Überfahrungssohle kann damit<br />

nicht nur beobachtet werden, wie sich<br />

das Tiefenlager auf der Einlagerungssohle<br />

und in ihrer näheren Umgebung<br />

verhält. Durch das Abteufen weiterer<br />

Bohrlöcher im Bereich von geotechnischen<br />

Barrieren wie z.B. Strecken-<br />

und Schachtverschlussbauwerken<br />

könnte zusätzlich auch überprüft werden,<br />

wie sich die geotechnischen Barrieren<br />

hinsichtlich ihrer hydraulischen<br />

Leistungsfähigkeit entwickeln<br />

und ob zu erwarten ist, dass sie den an<br />

sie im Rahmen des Safety Case gestellten<br />

Anforderungen genügen.<br />

Abbildung 29 zeigt exem plarisch<br />

eine Anordnung, bei der über hydraulische<br />

Tests direkt die Perme abilitätsentwicklung<br />

der auf der Einlagerungssohle<br />

implementieren geotechnischen<br />

Barrieren (in grün dargestellt)<br />

überprüft werden kann.<br />

Besonders vorteilhaft im Hinblick<br />

auf die auf messtechnisch positiven<br />

Befunden beruhende Überführung<br />

des Tiefenlagers in ein Endlager<br />

wären geotechnische Barrieren, die<br />

geomilieubezogen langzeitbeständig<br />

sind und die ihre hydraulische<br />

Leistungsf ähigkeit zeitnah nach<br />

Verschluss der Einlagerungssohle<br />

erreichen.<br />

Für das Steinsalzgebirge besteht<br />

eine Möglichkeit für die Konstruktion<br />

einer geotechnischen Barriere aus<br />

arteigenem Material darin, als Baustoff<br />

Salzschnittblöcke zu verwenden<br />

und diese möglichst fugenarm zu<br />

einem Barrierenbauwerk zusammenzu<br />

fügen. Verbleibende Fugen könnten<br />

zur weiteren Reduktion des Restporenraumes<br />

noch mit einem speziellen<br />

Fugenfüllbaustoff versehen<br />

werden, z.B. einer übersättigten Salzlösung,<br />

selbstheilendem Versatzmaterial<br />

(SVV) entsprechend Delfs et<br />

al. (2010) oder auch Bitumen nach<br />

Kudla et al. (2013). Grundsätzlich ist<br />

| | Abb. 28.<br />

Zweisöhlige Entsorgungsanlage mit Anordnung zusätzlicher Bohrlöcher zur Überprüfung der Funktionalität<br />

geotechnischer Barrieren, Prinzipdarstellung.<br />

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| | Abb. 29.<br />

Erste orientierende Versuche zur Entwicklung eines geotechnischen Barrierenbauwerks aus Salzschnittblöcken,<br />

Lux et al. (2012).<br />

davon auszugehen, dass aufgrund des<br />

von Anfang an geringen Restporenraumes<br />

von nur einigen wenigen Prozent<br />

infolge der Gebirgskon vergenz<br />

und des Kompaktionsdruckaufbaus in<br />

einem derartigen geotechnischen Barrierenbauwerk<br />

schon nach wenigen<br />

Jahrzehnten eine hinreichend geringe<br />

Permeabilität erreicht wird. Verstärkt<br />

wird dieser Prozess der konvergenzbedingten<br />

Kompaktion im Umgebungsbereich<br />

der Einlagerungsbereiche, da<br />

hier durch die zerfallswärmebedingte<br />

Temperaturerhöhung relativ frühzeitig<br />

auch eine Intensivierung der<br />

Gebirgskonvergenz erfolgt. Zur Illustration<br />

dieser Konzeption eines geotechnischen<br />

Barrierenbauwerks aus<br />

Salzschnittblöcken zeigt Abbildung<br />

30 Ergebnisse aus orientierenden Versuchen,<br />

die im Rahmen eines ersten<br />

Forschungsvorhabens im Labormaßstab<br />

erarbeitet worden sind, Lux<br />

et al. (2012).<br />

Gegenwärtig werden am Lehrstuhl<br />

für Deponietechnik und Geomechanik<br />

der TU Clausthal im Technikumsmaßstab<br />

grundlegende Arbeiten zur<br />

konstruktiven Gestaltung und zur<br />

Ermittlung der hydraulisch-mechanischen<br />

Eigenschaften eines Barrierenbauwerks<br />

aus Salzschnittblöcken<br />

unter Gebirgsdruckwirkungen durchgeführt,<br />

Düsterloh (2014). Dazu ist ein<br />

spezieller Versuchsstand konstruiert<br />

und gebaut und zwischenzeitlich auch<br />

in Betrieb genommen worden, Abbildung<br />

31.<br />

Für das Tonsteingebirge wäre an<br />

einer gleichartigen geotechnischen<br />

Barrierenkonstruktion mit zeitnah<br />

nach Einbau zu überprüfender<br />

hydrau lischer Leistungsfähigkeit zu<br />

arbeiten.<br />

9 Ausblick<br />

In Deutschland steht die Suche nach<br />

einem Standort für die Endlagerung<br />

Wärme entwickelnder radioaktiver Abfälle<br />

vor einem Neuanfang – dokumentiert<br />

durch das im Jahr 2013 mit großer<br />

politischer Mehrheit beschlossene<br />

Standortauswahlgesetz, das in den<br />

vergangenen Jahren als Vorphase des<br />

Standortauswahlverfahrens von der<br />

Kommission „Lagerung hoch radioaktiver<br />

Abfallstoffe“ einer Überprüfung<br />

unterzogen worden ist. Mit<br />

Datum 18. Juli 2016 hat die Kom mission<br />

ihren Bericht vorgelegt. Auf der<br />

Grundlage dieses Berichts soll das<br />

Standortauswahlgesetz erneut beraten<br />

und anschließend vom Deutschen<br />

Bundestag in Kraft gesetzt werden.<br />

Offen bleibt allerdings, inwieweit die<br />

Öffentlichkeit dieses Gesetz auch<br />

tatsächlich akzeptiert, insbesondere<br />

dann, wenn im Rahmen der Verfahrensdurchführung<br />

von den Vorhabensträgern<br />

Erkundungsmaßnahmen in<br />

der eigenen Nachbarschaft vorgesehen<br />

werden. Vor diesem Hintergrund<br />

könnte es von besonderer Bedeutung<br />

für eine breite Akzeptanz des Verfahrens<br />

sein, eine Möglichkeit zur direkten<br />

Überwachung des End lager verhaltens<br />

auch über die Ein lagerungsphase<br />

hinaus in die End lagerkonzeption<br />

zu integrieren. Nachfolgende Generationen<br />

werden dadurch in die Lage versetzt,<br />

Fehlentwicklungen des Endlagers<br />

in der Anfangszeit nach Verschluss<br />

noch hin reichend zuverlässig zu erkennen<br />

und die Abfälle rückzuholen.<br />

Dieser Ansatz ist konform zu einer<br />

ver längerten Reversibilität, die im<br />

Kom missions bericht noch sehr grundsätzlich<br />

in Abschnitt 3.3 / Etappe 4<br />

angesprochen wird, Kommission „Lagerung<br />

hoch radio aktiver Abfallstoffe“<br />

(2016). Aller dings könnte es erforderlich<br />

werden, eine derartig modifizierte<br />

Endlagerkonzeption aufgrund ihrer<br />

raumbe zogenen Auswirkungen bereits<br />

in das Standortauswahlver fahren zu<br />

implementieren. Damit wären dann<br />

| | Abb. 30.<br />

Versuchsstand zur Untersuchung mechanischhydraulischer<br />

Eigenschaften von geotechnischen<br />

Barrierenkonstruktionen im<br />

Technikumsmaßstab, TU Clausthal.<br />

auch zeitnah entsprechende grundlegende<br />

Untersuchungen zur Beantwortung<br />

raumwirksamer und sicherheitstechnischer<br />

Fragestellungen erforderlich.<br />

Vorgeschlagen wird, das Konzept<br />

des Endlagers mit sofortigem Verschluss<br />

des Endlagerbergwerks in das<br />

Konzept einer HAW-Entsorgungsanlage<br />

weiter zu entwickeln und dabei<br />

zunächst eine Tiefenlagerphase mit<br />

direkter Überwachung der Einlagerungssohle<br />

und dann bei einem den<br />

Erwartungen entsprechenden Verhalten<br />

des Tiefenlagers eine sich<br />

anschließende nachsorgefreie Endlagerphase<br />

zu unterscheiden. Vorgeschlagen<br />

wird weiter, zur längerfristigen<br />

Überwachung des Endlagerverhaltens<br />

oberhalb der Einlagerungssohle<br />

zusätzlich eine Überwachungssohle<br />

vorzusehen und über in Verbindungsbohrlöchern<br />

installierte Messgeräte<br />

eine direkte Beobachtung des<br />

Tiefenlagerverhaltens vorzunehmen.<br />

Eine kritische Sicht auf diese Konzeption<br />

lässt allerdings auch erkennen,<br />

dass Auffahrung und Offenhaltung<br />

einer Überwachungssohle zu einer<br />

zusätz lichen Perforation und damit<br />

Schädigung der geologischen Barriere<br />

bzw. des einschlusswirksamen Gebirgsbereiches<br />

führen. Zu belegen ist<br />

damit sowohl für das Salinar- wie auch<br />

für das Tonsteingebirge, dass die<br />

zusätzliche Barrierenschädigung<br />

keine nachteiligen Auswirkungen auf<br />

die Sicherheitsfunktionen der geologischen<br />

Barriere hat bzw. auch bei<br />

DECOMMISSIONING AND WASTE MANAGEMENT 325<br />

Decommissioning and Waste Management<br />

The Long Path to a Disposal for High Radiocative Waste – A New Approach for a Better Understanding of Processes and the System in a Whole ı Karl-Heinz Lux, Ralf Wolters and Juan Zhao


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

DECOMMISSIONING AND WASTE MANAGEMENT 326<br />

einer zweisöhligen HAW-Entsorgungsanlage<br />

das vorge sehene bzw. vorgegebene<br />

Sicherheitsprinzip des einschlusswirksamen<br />

Gebirgsbereiches<br />

realisiert werden kann.<br />

Zur Analyse des HAW-Entsorgungsanlagen-Systemverhaltens<br />

im Kompartiment<br />

Nahfeld mit den Komponenten<br />

Entsorgungsbergwerk und einschlusswirksamer<br />

Gebirgsbereich<br />

sowie weiteren geologischen Barrierenbereichen<br />

ist unter der Bezeichnung<br />

FTK-Simulator ein neues Simulationswerkzeug<br />

entwickelt worden, das<br />

die etablierten Simulatoren FLAC3D<br />

(thermo-mechanische Prozesse) und<br />

TOUGH2 (thermohydraulische Prozesse)<br />

zur Simulation der physikalischen<br />

Prozesse mit ihren Wechselwirkungen<br />

zweiseitig koppelt und<br />

grundsätzlich Analysen zum HAW-<br />

Entsorgungsanlagenverhalten unter<br />

den relevanten Einwirkungen sowohl<br />

auf Prozess- wie auch auf Systemebene<br />

ermöglicht. Mit diesem Simulator<br />

können sowohl geotechnisch wie auch<br />

fluiddynamisch fokussierte Aufgabenstellungen<br />

bearbeitet werden. Unterschieden<br />

werden hier grundsätzlich<br />

Lokalmodelle, Globalmodelle und<br />

Funktionsmodelle. Lokal modelle sind<br />

dabei eher auf Prozessanalysen fokussiert,<br />

während die Globalmodelle in<br />

Verbindung mit Funktionsmodellen<br />

vornehmlich zu Analysen zum Systemverständnis<br />

und hier insbesondere zur<br />

Fluiddynamik innerhalb der Entsorgungsanlage<br />

und in der geologischen<br />

Barriere je nach der konfigurativen<br />

Ausgestaltung der Modelle herangezogen<br />

werden.<br />

Die exemplarisch vorgestellten<br />

Simu lationsergebnisse für HAW-Entsorgungsanlagensysteme<br />

mit Referenzcharakter<br />

für das Salinar- und das Tonsteingebirge<br />

geben einerseits einen<br />

ersten Eindruck zu den in der verschlossenen<br />

HAW-Entsorgungsanlage<br />

ablaufenden fluiddynamischen Prozessen,<br />

die unter den durch Auffahrung,<br />

Offenhaltung, Versatz,<br />

Wärmeentwicklung und Gasbildung<br />

bedingten Einwirkungen induziert<br />

werden, zeigen andererseits aber auch<br />

die grundsätzlichen Möglichkeiten<br />

auf, die der neu entwickelte Simulator<br />

bietet – neben der Analyse des HAW-<br />

Entsorgungsanlagenverhaltens auf Lokalebene<br />

insbesondere auch die<br />

Analyse von fluiddynamischen Prozessen<br />

auf Systemebene in einer schon<br />

relativ realitätsnahen Abstraktion der<br />

jeweiligen konfigurativen und konzeptionellen<br />

Ausgestaltung der HAW-<br />

Entsorgungsanlage.<br />

Grundsätzlich zu ergänzen<br />

sind noch Untersuchungen mit Grundwasserströmungen<br />

in vertikal aufwärts<br />

orientierter und in lateraler<br />

Richtung entsprechend Standortbefunden<br />

aus Tonsteinformationen in<br />

der Schweiz und in Deutschland.<br />

Weiter hin zu ergänzen sind Untersuchungen<br />

zu geotektonisch bedingten<br />

Imperfektionen im Gebirgsbau, da<br />

grundsätzlich nicht auszuschließen<br />

ist, dass innerhalb des einschlusswirksamen<br />

Gebirgsbereichs im Nahbereich<br />

der Einlagerungsstrecken geotektonisch<br />

bedingte Defekte in der<br />

geologischen Barriere bestehen, die<br />

im Rahmen der Erkundung nicht<br />

identifiziert worden sind. Diese geotektonisch<br />

bedingten Defekte könnten<br />

sich nicht nur als geomechanische,<br />

sondern insbesondere als geohydraulische<br />

Schwachstellen darstellen und<br />

damit die Wirksamkeit der geologischen<br />

Barriere bzw. des einschlusswirksamen<br />

Gebirgsbereichs<br />

herabsetzen. Zu nennen sind hier für<br />

das Salinargebirge Anhydritformationen<br />

und Salzlösungsnester, für das<br />

Tonsteingebirge lokal tektonisierte<br />

Bereiche mit zunächst noch geschlossenen<br />

Trennflächen oder Fazieswechsel<br />

im Nahbereich der Einlagerungsstrecken.<br />

Die Möglichkeiten<br />

einer numerischen Simulation und<br />

die grundsätzlichen Auswirkungen<br />

derartiger weiterer geologischer und<br />

geohydraulischer Sachverhalte mit<br />

Einfluss auf die fluiddynamischen<br />

Prozesse im Tiefen- bzw. Endlager<br />

werden gegenwärtig noch generisch /<br />

exemplarisch untersucht.<br />

Danksagung<br />

Ein erster Dank gilt dem Bundesministerium<br />

für Bildung und Forschung,<br />

das unter dem Vorhabentitel<br />

„ ENTRIA – Entsorgungsoptionen für<br />

radioaktive Reststoffe: Interdiziplinäre<br />

Ana lysen und Entwicklung von<br />

Bewertungsgrundlagen“ mit den<br />

Projektnummern 02S9082A bis<br />

02S9082E die Finanzmittel für die<br />

ENTRIA-Forschungsplattform zur Verfügung<br />

gestellt hat. Ein weiterer Dank<br />

gilt den Kolleginnen und Kollegen sowie<br />

allen Mitar beitern/innen aus der<br />

ENTRIA-Forschungsplattform, die<br />

durch ihre engagierte und kompetente<br />

Mitwirkung in Diskussionen und<br />

Fachge sprächen sowie durch Präsentationen<br />

und Arbeitsberichte wertvolle<br />

Bei träge zu sicherheitstechnischen<br />

und gesellschaftspolitischen<br />

Aspekten in Verbindung mit der<br />

Entsorgung radioaktiver Reststoffe<br />

geliefert haben.<br />

Literaturverzeichnis<br />

| | Alonso, E. E., Gens, A. & Josa, A. (1990):<br />

A constitutive model for partially<br />

saturated soils. Géotechnique, 40(3),<br />

405-430.<br />

| | Arbeitskreis Auswahlverfahren<br />

Endlager standorte (AkEnd) (2002):<br />

Auswahlverfahren für Endlagerstandorte,<br />

Empfehlungen des AkEnd –<br />

Arbeitskreis Auswahlverfahren<br />

Endlagerstandorte.<br />

| | Bechthold, W., Rothfuchs, T., Poley, A.,<br />

Ghoreychi, M., Heusermann, S., Gens, A.<br />

& Olivella, S. (1999): Backfilling and<br />

Sealing of Underground Repositories<br />

for Radioactive Waste in Salt (BAMBUS<br />

Project). Abschlussbericht zum<br />

Forschungsprojekt mit der Vertragsnummer<br />

FI4W-CT95-0009.<br />

| | Bechthold, W., Smailos, E., Heusermann,<br />

S., Bollingerfehr, W., Bazargan Sabet, B.,<br />

Rothfuchs, T., Kamlot, P., Grupa, J.,<br />

Olivella, S. & Hansen, F.D. (2004):<br />

Backfilling and Sealing of Underground<br />

Repositories for Radioactive Waste in<br />

Salt (BAMBUS II Project). Abschlussbericht<br />

zum Forschungsprojekt mit der<br />

Vertragsnummer FIKW-CT-2000-00051.<br />

| | Blanco Martín, L., Wolters, R., Rutqvist,<br />

J., Lux, K.-H. & Birkholzer, J.T. (2015):<br />

Comparison of two simulators to<br />

investigate thermal-hydraulic-mechanical<br />

processes related to nuclear<br />

waste isolation in saliferous formations.<br />

Computers and Geotechnics 66 (2015),<br />

p. 219-229.<br />

| | Blanco Martín, L., Wolters, R., Rutqvist, J.,<br />

Lux, K.-H. & Birkholzer, J.T. (2016): Thermal-hydraulic-mechanical<br />

modeling of<br />

a large-scale heater test to investigate<br />

rock salt and crushed salt behavior<br />

under repository conditions for heatgenerating<br />

nuclear waste. Computers<br />

and Geotechnics 77 (2016), p. 120-133.<br />

| | Blommaert, W. (2010): Reflections on<br />

Flexibility, Reversibility, Retrievability by<br />

the Belgian nuclear safety authority,<br />

Vortrag auf der R&R-Tagung der NEA,<br />

Reims, 14.-17. Dez. 2010, FANC, Belgien.<br />

| | BMI (1983): Sicherheitskriterien für die<br />

Endlagerung radioaktiver Abfälle in<br />

einem Bergwerk. Rundschreiben des<br />

BMI vom 20.04.1983 – RS-AGK3-<br />

515790/2/GMBl. 1983, Nr. 13, S. 220.<br />

| | Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz<br />

und Reaktorsicherheit (BMU)<br />

(2010): Sicherheitsanforderungen an<br />

die Endlagerung Wärme entwickelnder<br />

radioaktiver Abfälle (Stand: 30.09.2010).<br />

| | Darcy, H. (1856): Les fontaines publiques<br />

de la ville de Dijon. Paris 1856.<br />

| | Delfs, J.-O., Görke, U., Herbert, H.-J.,<br />

Kalbus, E., Kolditz, O., Lux, K.-H., Moog,<br />

H.C., Werunsky, F., Xie, M. & Zhang, C.<br />

(2010): Kopplung numerischer Modelle<br />

für C:HM-Transportprozesse. Abschlussbericht<br />

des BMBF-Verbundforschungsvorhabens<br />

mit den Förderkennzeichen<br />

02C1275, 02C1285 und 02C1295,<br />

GRS-251.<br />

| | Düsterloh, U. (2014): Langzeitsicheres<br />

Abdichtungselement aus Salzschnittblöcken<br />

– Vorprojekt zur Kalkulation<br />

und Qualifizierung der Forschungsarbeiten.<br />

Abschlussbericht zum BMWi-<br />

Forschungsvorhaben mit dem Förderkennzeichen<br />

02E11223.<br />

Decommissioning and Waste Management<br />

The Long Path to a Disposal for High Radiocative Waste – A New Approach for a Better Understanding of Processes and the System in a Whole ı Karl-Heinz Lux, Ralf Wolters and Juan Zhao


Competence for<br />

Nuclear Services<br />

Waste Management<br />

Spent Fuel Management<br />

Nuclear Casks and Containers<br />

Calculation Services and Consulting<br />

Waste Processing Systems and Engineering<br />

GNS Gesellschaft für Nuklear-Service mbH<br />

Frohnhauser Str. 67 · 45127 Essen · Germany · info@gns.de · www.gns.de


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

DECOMMISSIONING AND WASTE MANAGEMENT 328<br />

| | ENTRIA (2012): Entsorgungsoptionen<br />

für radioaktive Reststoffe: Interdisziplinäre<br />

Analysen und Entwicklung<br />

von Bewertungsgrundlagen.<br />

Vorhabens beschreibung zur Bildung<br />

einer Forschungsplattform.<br />

| | ENTRIA (2014): Memorandum zur Entsorgung<br />

hochradioaktiver Reststoffe.<br />

| | ESK / Entsorgungskommission<br />

(EL-Ausschuss) (2011): Rückholung /<br />

Rückholbarkeit hochradioaktiver<br />

Abfälle aus einem Endlager – ein<br />

Diskussionspapier. Bonn.<br />

| | Fourier, J.B.J. (1822): Théorie analytique<br />

de la chaleur. Paris 1822.<br />

| | Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit<br />

(GRS) GmbH (2016): Projektbeschreibung<br />

zur VSG auf der Homepage<br />

der GRS, https://www.grs.de/<br />

vorlaeufige-sicherheitsanalysegorleben-vsg.<br />

| | Hassel, T. (2015): Erstellung von<br />

generischen Behältermodellen. Präsentation<br />

beim 4. ENTRIA-Jahrestreffen.<br />

| | Itasca (2013): FLAC3D – Fast<br />

Lagrangian Analysis of Continua in<br />

3 Dimensions. User’s Guide.<br />

| | Jobmann, M., Uhlig, L., Amelung, P.,<br />

Billaux, D., Polster, M. & Schmidt, H.<br />

(2007): Untersuchungen zur sicherheits<br />

technischen Auslegung eines<br />

generischen Endlagers im Tonstein in<br />

Deutschland – GENESIS. Abschlussbericht<br />

zum BMWA-Forschungsprojekt<br />

mit dem Förderkennzeichen 02 E 9733.<br />

| | KlimaBergV (1983): Bergverordnung<br />

zum Schutz der Gesundheit gegen<br />

Klimaeinwirkungen (Klima-Bergverordnung<br />

– KlimaBergV).<br />

| | Kommission „Lagerung hoch radioaktiver<br />

Abfallstoffe“ (2016): Verantwortung<br />

für die Zukunft – Ein faires<br />

und transparentes Verfahren für die<br />

Auswahl eines nationalen Endlagerstandortes.<br />

Abschlussbericht.<br />

| | Kudla, W., Schreiter, F., Gruner, M.,<br />

Jobmann, M., Bollingerfehr, W., Müller-<br />

Hoepper, N., Herold, P., Freyer, D.,<br />

Wilsnack, T. & Grafe, F. (2013): Schachtverschlüsse<br />

für Endlager für hochradioaktive<br />

Abfälle – ELSA Teil 1 –.<br />

Abschlussbericht zum BMWi-<br />

Forschungs vorhaben mit den Förderkennzeichen<br />

02E10921 / 02E10931.<br />

| | Lux, K.-H., Düsterloh, U. & Dyogtyev, O.<br />

(2012): Laborative und numerische Untersuchungen<br />

zur Salzgrus-Kompaktion<br />

im Verbundsystem Steinsalz-Salzgrus<br />

unter THM-Einwirkungen – Orientierende<br />

Untersuchungen –. Abschlussbericht.<br />

| | Lux, K.-H. (2013): Präsentation zum<br />

ENTRIA-Kick-Off-Meeting, Goslar,<br />

24.-26.04.2013.<br />

| | Lux, K.-H., Wolters, R. & Düsterloh, U.<br />

(2015): Konsistente TH2M-gekoppelte<br />

multiphysikalische Simulationen zum<br />

Tragverhalten von Speicherkavernen im<br />

Steinsalzgebirge während der Aussol-,<br />

der Betriebs- und der Still legungsphase<br />

sowie in der Nachverschlussphase.<br />

Erdöl Erdgas Kohle 131, Heft 11.<br />

| | Lux, K.-H., Wolters, R., Zhao, J.,<br />

Rutenberg, M., Feierabend, J. & Pan, T.<br />

(2016a): Geotechnische Analysen zum<br />

fluiddynamischen Verhalten von<br />

Referenz-Endlagersystemen im Salinarund<br />

Tonsteingebirge ohne bzw. mit<br />

längerfristigem direktem Monitoring<br />

auch nach Verschluss der Einlagerungssohle.<br />

Heft 21 der Schriftenreihe des<br />

Lehrstuhls für Deponietechnik und<br />

Geomechanik der TU Clausthal<br />

(in Vorbereitung).<br />

| | Lux, K.-H., Rutenberg M., Seeska, R.,<br />

Feierabend, J. & Düsterloh, U. (2016b):<br />

Kopplung der Softwarecodes FLAC3D<br />

und TOUGH2 in Verbindung mit in<br />

situ-, laborativen und numerischen<br />

Untersuchungen zum thermischhydraulisch-mechanisch<br />

gekoppelten<br />

Verhalten von Tongestein unter<br />

Endlagerbedingungen. Abschlussbericht<br />

zum BMWi-Forschungsprojekt mit<br />

dem Förderkennzeichen 02 E 11041.<br />

| | Lux, K.-H., Wolters, R., Zhao, J., Pan, T. &<br />

Feierabend, J. (2016c): Von Lokal- zu<br />

Global-modellen – ein Weg von<br />

Prozess verständnis zu Systemanalyse.<br />

Teil 1 – Konzeptioneller und konfigurativer<br />

Ansatz. Vortrag bei der Tagung<br />

„Technische Aspekte von Optionen zur<br />

Entsorgung radioaktiver Reststoffe“,<br />

Braunschweig, 01.-02.11.2016.<br />

| | Lux, K.-H., Wolters, R., Zhao, J., Pan, T.<br />

& Feierabend, J. (2016d): Von Lokalzu<br />

Global-modellen – ein Weg von<br />

Prozess verständnis zu Systemanalyse.<br />

Teil 2 – Bausteine zur fluiddynamischen<br />

Analyse im Salinargebirge.<br />

Vortrag bei der Tagung „Technische<br />

Aspekte von Optionen zur Entsorgung<br />

radioaktiver Reststoffe“, Braunschweig,<br />

01.-02.11.2016.<br />

| | Lux, K.-H., Wolters, R., Zhao, J., Pan, T. &<br />

Feierabend, J. (2016e): Von Lokal- zu<br />

Globalmodellen – ein Weg von Prozessverständnis<br />

zu Systemanalyse. Teil 3 –<br />

Bausteine zur fluiddynamischen Analyse<br />

im Tonsteingebirge. Vortrag bei der<br />

Tagung „Technische Aspekte von Optionen<br />

zur Entsorgung radio aktiver Reststoffe“,<br />

Braunschweig, 01.-02.11.2016.<br />

| | MoDeRn (2016): Projekt-Homepage<br />

MoDeRn, http://www.modern-fp7.eu/.<br />

| | MoDeRn2020 (2016): Projekt-<br />

Homepage MoDeRn2020,<br />

http://www.modern2020.eu/.<br />

| | Nagra (2014): Modelling of Radionuclide<br />

Transport along the Underground<br />

Access Structures of Deep Geological<br />

Repositories. NTB 14-10.<br />

| | Navarro, M. (2013): Die vereinfachte<br />

Berechnung der Konvergenzrate salzgrusverfüllter<br />

Hohlräume im Steinsalz.<br />

GRS-307.<br />

| | Niemeyer, M., Resele, G., Skrzyppek, J.,<br />

Wilhelm, S., et al. (2002): Endlager<br />

Morsleben, Langzeitsicherheitsnachweis<br />

für das verfüllte und verschlossene<br />

Endlager mit dem Programm PROSA.<br />

Colenco Bericht 4561/50, Auftragsnummer<br />

9M 23220020, Colenco<br />

Power Engineering AG. Bundesamt<br />

für Strahlen schutz (BfS).<br />

| | Röhlig, K.-J. (2010): Das Konzept des<br />

Safety Case – Internationale Entwicklungen<br />

zur Demonstration der Langzeitsicherheit<br />

von Endlagern. In P. Hocke /<br />

G. Arens (2010): Die Endlagerung hochradioaktiver<br />

Abfälle. Gesellschaftliche<br />

Erwartungen und Anforderungen an<br />

die Langzeitsicherheit. Tagungsdokumentation<br />

zum „Internationalen<br />

Endlagersymposium Berlin, 30.10. bis<br />

01.11.2008“, Karlsruhe / Berlin / Bonn.<br />

| | Röhlig, K.-J. (2016): Techniken –<br />

Konzepte – Herausforderungen. Zur<br />

Endlagerung radioaktiver Reststoffe. In<br />

A. Brunnengräber (Hrsg.): Problemfalle<br />

Endlager. Gesellschaftliche Herausforderungen<br />

im Umgang mit Atommüll.<br />

Nomos Verlagsgesellschaft, Baden-Baden,<br />

2016.<br />

| | Rutqvist, J. & Tsang, C.F. (2004): A fully<br />

coupled three-dimensional THM<br />

analysis of the FEBEX in situ test with<br />

the rocmas code: prediction of THM behaviour<br />

in a bentonite barrier. Coupled<br />

thermos-hydro-mechanical-chemical<br />

processes in geo-systems, Elsevier.<br />

| | Stahlmann, J., Leon-Vargas, R. &<br />

Mintzlaff, V. (2015): Generische Tiefenlagermodelle<br />

mit Option zur Rückholung<br />

der radioaktiven Reststoffe:<br />

Geologische und Geotechnische<br />

Aspekte für die Auslegung. ENTRIA-<br />

Arbeitsbericht-03.<br />

| | StandAG (2013): Gesetz zur Suche und<br />

Auswahl eines Standortes für ein Endlager<br />

für Wärme entwickelnde radioaktive<br />

Abfälle (Standortauswahlgesetz<br />

– StandAG).<br />

| | Storck, R., Birthler, H., Buhmann, D.,<br />

Hirsekorn, R.-P., et al. (2002): Endlagerung<br />

Morsleben, Modellrechnungen<br />

zur Langzeitsicherheit mit dem<br />

Rechen programm EMOS. Gesellschaft<br />

für Anlagen- und Reaktorsicherheit<br />

(GRS) mbH, GRS-A-3056.<br />

| | VSG – Kock, I., Eickemeier, R., Frieling, G.,<br />

Heusermann, S., Knauth, M., Minkley,<br />

W., Navarro, M., Nipp, H.-K. & Vogel, P.<br />

(2012): Vorläufige Sicherheitsanalyse<br />

für den Standort Gorleben. Integritätsanalyse<br />

der geologischen Barriere.<br />

Bericht zum Arbeitspaket 9.1, GRS-286.<br />

| | Wolters, R. (2014): Thermisch-hydraulisch-mechanisch<br />

gekoppelte Analysen<br />

zum Tragverhalten von Kavernen im<br />

Salinargebirge vor dem Hintergrund<br />

der Energieträgerspeicherung und der<br />

Abfallentsorgung – Ein Beitrag zur<br />

Analyse von Gefügeschädigungsprozessen<br />

und Abdichtungsfunktion<br />

des Salinargebirges im Umfeld untertägiger<br />

Hohlräume. Dissertation an der<br />

TU Clausthal, Heft 20 der Schriftenreihe<br />

des Lehrstuhls für Deponietechnik und<br />

Geomechanik der TU Clausthal.<br />

| | Zhao, J. (<strong>2017</strong>): Multiphysikalische<br />

Prozess- und Systemanalyse für geologische<br />

Tiefenlager in Tonsteingebirge<br />

in der Nachverschlussphase – Ein<br />

Beitrag zum Vergleich von Entsorgungsoptionen<br />

für radioaktive Abfälle mit<br />

passiver bzw. aktiver Gewährleistung<br />

der langfristigen Sicherheit. Dissertation<br />

an der TU Clausthal, Schriftenreihe des<br />

Lehrstuhls für Deponietechnik und<br />

Geomechanik der TU Clausthal (in<br />

Vorbereitung).<br />

Authors<br />

Karl-Heinz Lux,<br />

Ralf Wolters,<br />

Juan Zhao<br />

Institut für Aufbereitung,<br />

Deponietechnik und Geomechanik<br />

Technische Universität Clausthal<br />

Erzstraße 20<br />

38678 Clausthal-Zellerfeld,<br />

Germany<br />

Decommissioning and Waste Management<br />

The Long Path to a Disposal for High Radiocative Waste – A New Approach for a Better Understanding of Processes and the System in a Whole ı Karl-Heinz Lux, Ralf Wolters and Juan Zhao


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

Reactivity Feedback Coefficients Pakistan<br />

Research Reactor-1 Using PRIDE Code<br />

Ali Mansoor, Siraj-ul-Islam Ahmed, Inam-ul-Haq and Rustam Khan<br />

Introduction Thermal nuclear reactors are self-regulating by the virtue of inherent safety feature of negative<br />

reactivity feedback with rise in temperature which is most rapid and self-activating means of negative reactivity<br />

insertion in a nuclear thermal reactor core. This feedback is observed with rise in temperature of fuel & moderator and<br />

with production of voids in the coolant/moderator.<br />

Pakistan Research Reactor-1 (PARR-1)<br />

is a swimming pool type material<br />

testing research reactor (MTR), with<br />

a parallelepiped core comprising of<br />

U 3 Si 2 -Al fuel, containing 19.99 %<br />

enriched uranium. Demineralized<br />

light water is used as both coolant,<br />

moderator and reflector. However,<br />

graphite reflector may also be employed<br />

when required. Two types<br />

of fuel elements are used in the<br />

PARR-1 reactor core, i.e. standard fuel<br />

elements (SFE) and the control fuel<br />

elements (CFE) [1]. The design<br />

parameters of PARR-1 are given in<br />

Table 1.<br />

For this study, the first high power<br />

core of PARR-1 reactor is considered.<br />

It comprises of seventeen standard<br />

fuel elements, five control fuel elements<br />

and two water boxes (WB)<br />

arranged in a 6 x 4 matrix as shown in<br />

Figure 1. The core is immersed in<br />

light water and active core dimensions<br />

are 32.4 x 46.25 x 60.0 cm 3 .<br />

It is mentioned by Farhan Muhammad<br />

[6] that magnitude of all the reactivity<br />

feedback coefficients is significantly<br />

increased i.e. 2 % to 5 % at end<br />

of life. Therefore, it can be implied<br />

that feedback coefficients at beginning<br />

of life is more conservative option<br />

for presentation as inherent reactor<br />

safety parameter. For calculation<br />

of negative reactivity feedback coefficients<br />

for PARR-1, first high power<br />

core configuration at beginning of life<br />

is considered and change in reactivity<br />

is computed by introducing isothermal<br />

temperature change in fuel &<br />

moderator, change in density of water<br />

and then considering coupled change<br />

in temperature & density of water.<br />

For computation of reactivity, lattice<br />

cell modeling is performed by<br />

“Winfrith Improved Multigroup<br />

Scheme” (WIMSD4) and finite three<br />

dimensional core is modeled using<br />

PRIDE code. PRIDE is a multi -dimensional<br />

multi-group diffusion theory<br />

code, developed by Reactor Analysis<br />

Group (RAG) in Pakistan Atomic<br />

Energy Commission, which uses finite<br />

difference approximation to solve<br />

neutron transport equation [9].<br />

| | Fig. 1.<br />

The first high power core configuration of PARR-1 reactor [4].<br />

329<br />

RESEARCH AND INNOVATION<br />

Parameter Detail Parameter Detail<br />

Steady State Power (MW) 10 Thickness of the Plates (mm):<br />

Lattice Pitch 81.0 x 77.1 Inner Plates 1.27<br />

Fuel Material U 3 Si 2 -Al Outer Plates 1.5<br />

Fuel Enrichment (wt %) 19.99 Aluminum Clad Thickness (mm):<br />

Cladding Material Aluminum Inner Plates 0.38<br />

Coolant/ Moderator H 2 O Outer Plates 0.495<br />

Reflector H 2 O and Graphite Side Plates Thickness (mm) 4.5<br />

Fuel Element Dimensions (mm): Length of Side Plates(mm) 724<br />

Total Length 873.28 Fuel Meat Dimensions(mm):<br />

Cross Section 79.63x75.92 Length 600<br />

No. of Fuel Plates: Width 62.75<br />

SFE 23 Thickness 0.51<br />

CFE 13 U 235 Contents (g):<br />

No. of Dummy Plates: SFE 290<br />

SFE 0 CFE 164<br />

CFE 2 Fuel Plate 12.61<br />

Total Plate Width (mm) 66.92 U 235 density in Fuel (g/cc) 0.657<br />

Total Plate Length (mm): Uranium density in Fuel(g/cc) 3.325<br />

Inner Plates 625 Water Channel Thickness (mm) 2.1<br />

Outer Plates 724 Water Gap Between Side Plates of Two Fuel Elements 1.19<br />

| | Tab. 1.<br />

Design parameters of Pakistan Research Reactor-1 [2].<br />

Research and Innovation<br />

Reactivity Feedback Coefficients Pakistan Research Reactor-1 Using PRIDE Code ı Ali Mansoor, Siraj-ul-Islam Ahmed, Inam-ul-Haq and Rustam Khan


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

RESEARCH AND INNOVATION 330<br />

Reactivity feedback effects<br />

1.1 Effects of temperature<br />

on reactivity<br />

Considering a Simplified Core­<br />

Averaged Feedback Model presented<br />

by E.E.Lewis [2], if fuel, moderator,<br />

coolant inlet and outlet temperatures<br />

are known as a function of time, the<br />

entire temperature state of the reactor<br />

is known. We assume that the<br />

reac tivity feedback depends only<br />

on these temperature distributions.<br />

Therefore reactivity feedback may be<br />

represented as;<br />

(1)<br />

Where,<br />

ρ fb = feed-back reactivity<br />

T fe = Average fuel temperature<br />

T m = Average moderator temperature<br />

T c = Average coolant temperature<br />

T i = Average coolant inlet temperature<br />

The temperature coefficients (1/k)<br />

(1∂k/∂T x ) must be evaluated if<br />

reactivity changes are to be predicted.<br />

Express neutron multiplication factor<br />

‘k’ in terms of the core-averaged<br />

parameters ‘k ∞ ’, infinite multiplication<br />

factor, ‘M 2 ’, Migration area & ‘B g 2 ’,<br />

geometrical buckling;<br />

(2)<br />

Further consider that reactor<br />

volume does not change and in turn<br />

‘B 2 g’ will not change, description<br />

of rest of the derivatives in terms of<br />

fuel element and coolant local<br />

temperatures,<br />

<br />

<br />

(3)<br />

(4)<br />

1.2 Fuel Temperature<br />

Coefficient<br />

Major effect of fuel temperature<br />

coefficient in case of relatively low<br />

enriched thermal power reactors is<br />

due to the Doppler broadening of the<br />

resonance capture cross-sections of<br />

the fertile fuel material. A decrease in<br />

the resonance escape probability<br />

occurs with increased temperature.<br />

The Doppler’s effect arises because<br />

neutron cross sections are a function<br />

of the relative speed between neutron<br />

and nucleus. There is no Doppler<br />

effect on ‘ε’ because its contribution<br />

comes from energies which are well<br />

above the fuel resonance occurs.<br />

Minor changes take place in ‘η’ and ‘f’<br />

for a fissile element like Plutonium­<br />

239, because it has a resonance in the<br />

thermal neutron range. The latter<br />

effects tend to be small compared to<br />

the change in ‘p’ and hence will be<br />

neglected.<br />

Being quantitative, we assume that<br />

the resonance escape probability ‘p’<br />

is the only term in the four-factor<br />

formula which significantly affects<br />

Doppler’s broadening. Hence, we may<br />

write [2].<br />

<br />

(5)<br />

1.3 Moderator temperature<br />

coefficient<br />

Moderator temperature coefficient is<br />

contributed by changes in the moderator<br />

density and thermal neutron<br />

energy spectrum. The moderator<br />

atom density changes can be related<br />

to the temperature coefficient through<br />

the use of the volumetric coefficient of<br />

thermal expansion at constant<br />

pressure;<br />

<br />

(6)<br />

Methodology<br />

The First high power core configuration<br />

of PARR-1 was modeled and<br />

effective neutron multiplication factor<br />

‘K eff ’ is compared with the reference<br />

experimental value, 1.046135, mentioned<br />

by S.I. Ahmad [4]. Furthermore,<br />

fuel and the moderator temperature<br />

feedback coefficients were<br />

computed and compared with the<br />

results published by L.A. Khan [3].<br />

Lattice cell and global models for<br />

first high power core of PARR-1 were<br />

developed with the same approach<br />

presented by S.I. Ahmad [4], details in<br />

this regard are mentioned in section 5.<br />

Atom densities along with lattice cell<br />

model were introduced in WIMSD-4<br />

for calculation of group constants, in<br />

this regard, seven percent porosity of<br />

aluminum mesh is taken into account<br />

for calculation of atom density of aluminum<br />

in fuel. Effective multiplication<br />

factor (K eff ) for first high power<br />

configuration was computed using<br />

1981 WIMS, ENDFB7, JEFF3.1,<br />

JENDL 3 and IAEA cross section<br />

libraries while keeping tolerance flux<br />

and Keff in PRIDE as 1 x 10 -6 and<br />

1 x 10 -5 respectively. The comparison<br />

of computed Keff with experimental<br />

result [4] is shown in Table 2, it may<br />

be mentioned that the Percentage<br />

difference between the experimental<br />

and computed values of K eff for all<br />

the libraries is within 0.32 % except<br />

1981 WIMSD library for which the<br />

difference is 1.2193 %. Difference<br />

between compute and experimental<br />

values exists due to diffusion theory<br />

approximations, energy group collapsing<br />

for generation of group constants<br />

and cross section data sources.<br />

In line with the method described<br />

in Appendix A-I of IAEA TECDOC [5],<br />

temperature of fuel, temperature of<br />

water and density of water were<br />

changed separately while keeping<br />

all other parameters constant to compute<br />

isothermal reactivity feedback<br />

coefficients. In addition to that, temperature<br />

and density of water were<br />

changed simultaneously to observe<br />

the combined effect.<br />

For fuel temperature coefficient<br />

(FTC), macroscopic cross-sections<br />

were generated using WIMSD4 for<br />

all regions by varying only fuel<br />

temperature from 20 °C to 500 °C<br />

with a step increment of 20 °C for fuel<br />

material only, whereas, temperature<br />

for all other materials was kept<br />

constant at 20 °C. ‘REGION’ card<br />

was used to generate macroscopic<br />

cross-sections for non-fuel regions<br />

as explained by S.I. Ahmad [4];<br />

with a neutron source same as for the<br />

fueled region. For each temperature<br />

increment, reactivity was calculated<br />

with K eff generated from PRIDE<br />

code. Rate of change of reactivity<br />

with respect to temperature was<br />

calculated, i.e. Δρ / ΔT (pcm/°C),<br />

which is fuel temperature coefficient<br />

of reactivity.<br />

Library Computed K eff<br />

% Difference from<br />

experimental value<br />

1981 Library 1.058891 1.2193<br />

ENDFB7 1.046710 0.0549<br />

JEFF3.1 1.045344 -0.0756<br />

JENDL3 1.049438 0.3157<br />

IAEA 1.045091 -0.0998<br />

EXPERIMENTAL 1.046135<br />

| | Tab. 2.<br />

K eff for the first high power core using different cross section libraries.<br />

Research and Innovation<br />

Reactivity Feedback Coefficients Pakistan Research Reactor-1 Using PRIDE Code ı Ali Mansoor, Siraj-ul-Islam Ahmed, Inam-ul-Haq and Rustam Khan


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

| | Fig. 2.<br />

Top view of SFE (all dimensions in mm).<br />

For moderator temperature<br />

coefficient (MTC), macroscopic crosssections<br />

were generated using<br />

WIMSD4 for all regions by varying<br />

only water temperature from 20 °C to<br />

100 °C with a step increment of 10°C<br />

in all the regions except the reflector<br />

region, whereas, all other materials<br />

were kept at 20°C. For each temperature<br />

increment, K eff computed with<br />

PRIDE code was used to calculate<br />

reactivity and hence moderator<br />

temperature coefficient of reactivity.<br />

Similarly, void feedback coefficient<br />

was computed by varying only water<br />

density from 0 % to 4 % in ten steps<br />

and reactivity changes were recorded.<br />

Further, Effect of both water temperature<br />

and density change together is<br />

also considered for temperature<br />

change from 20 °C to 100 °C.<br />

XY-Plane modeling<br />

of PARR-1 core<br />

First high power core configuration of<br />

PARR-1 is modeled with 20, 14 and 12<br />

regions in ‘X’, ‘Y’ and ‘Z’ directions<br />

respectively [4], where, each component<br />

of the core is subdivided into<br />

three regions in ‘X’ and ‘Y’ directions,<br />

XY view of the model is shown in<br />

Fig. 1. Thickness of water reflector on<br />

sides of core was taken as 210 mm<br />

which significantly large than effective<br />

water thickness mentioned of 130 mm<br />

by S.I. Ahmad [7] for PARR-1 reactor<br />

core.<br />

1.4 Standard Fuel Element<br />

(SFE) Model<br />

The fuel material, Uranium Silicide<br />

on Aluminum mesh (U 3 Si 2 -Al), is<br />

sandwiched between two sheets of<br />

aluminum clad, to form a single fuel<br />

plate. Each plate in SFE contains<br />

12.61 gm of U 235 and one SFE comprises<br />

of 23 such fuel plates which are<br />

supported by two aluminum side<br />

plates as shown in Figure 2. Length of<br />

fuel meat in fuel meat is 62.75 mm is<br />

each fuel plate, whereas, length of a<br />

fuel plate between the side plates is<br />

66.92 mm. Adjacent fuel plates in a<br />

SFE as well as adjacent SFEs are<br />

separated by water channels. Moreover,<br />

the outermost fuel plates of SFE<br />

have 0.115 mm of extra clad thickness<br />

as compared to rest of the fuel plates.<br />

The standard fuel element was<br />

modeled with three regions, fuel<br />

plate region with dimensions 62.75 x<br />

81.00 mm 2 , and two side regions with<br />

dimensions 7.18 x 81.00 mm 2 as<br />

shown in Figure 3. The side regions<br />

comprise of side plates, half water<br />

channel between two adjacent SFEs<br />

and fuel plate’s clad only portion i.e.<br />

other than fuel meat length.<br />

1.5 Control Fuel Element (CFE)<br />

Model<br />

The PARR-1 core contains five CFEs<br />

where fuel plates of each CFE are<br />

distributed in two sections containing<br />

six and seven plates separated by a<br />

follower region (Figure 4). Two identical<br />

side plates support the fuel plates<br />

where each side plate is 2.585 mm<br />

more thick at the follower region.<br />

Additionally, two dummy aluminum<br />

plates of thickness 1.5 mm separate the<br />

two fuel plate sections from the control<br />

rod follower region. Control rod comprising<br />

of silver, indium and cadmium<br />

is guided into the core through follower<br />

region of cross section 61.75 x<br />

28.6 mm 2 . Upon withdrawal of control<br />

rod, the region is replaced by water.<br />

| | Fig. 3.<br />

Planar model for SFE (left) and CFE (right) (all dimensions in cm).<br />

| | Fig. 4.<br />

Fig. 4: Top view of CFE (all dimensions in mm).<br />

| | Fig. 5.<br />

1D model for fuel region (all dimensions in mm).<br />

The control fuel element has been<br />

modeled with overall dimensions of<br />

77.1 x 81.0 mm 2 in five regions as<br />

shown in Figure 5. Two fueled regions<br />

with dimensions 25.34 x 62.75 mm 2<br />

and 21.97 x 62.75 mm 2 , two side<br />

regions with dimensions 7.175 x<br />

81.00 mm 2 and a follower region with<br />

RESEARCH AND INNOVATION 331<br />

Research and Innovation<br />

Reactivity Feedback Coefficients Pakistan Research Reactor-1 Using PRIDE Code ı Ali Mansoor, Siraj-ul-Islam Ahmed, Inam-ul-Haq and Rustam Khan


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

RESEARCH AND INNOVATION 332<br />

dimensions 33.70 x 62.75 mm 2 .<br />

Follower region (FR) comprises of two<br />

dummy aluminum side plates, extra<br />

aluminum extending from side plates<br />

Region of Interest<br />

towards follower region, water in<br />

follower region and two semi-water<br />

channels of each fuel section. The<br />

extended portion of aluminum side<br />

Slab Thickness (mm)<br />

SFE Side Plate (Regions 2 & 3) 9.262<br />

CFE Side Plate (Regions 3 & 4) 9.262<br />

ER for CFE Six Fuel Plates Portion (Region 1) 0.146<br />

ER for CFE Seven Fuel Plates Portion (Region 2) 0.125<br />

CFE Follower Portion (Region 5)<br />

Moderator 1.05<br />

Dummy Plate 1.5<br />

Central Follower Region 14.3<br />

| | Tab. 3.<br />

Thicknesses for Regions of Interest.<br />

plate and water in FR are considered<br />

as homogenous mixture of water and<br />

aluminum on the same lines described<br />

by S.I. Ahmad [4].<br />

1.6 One Dimensional Model<br />

The lattice cell model for fueled<br />

portion of SFE is shown in Figure 6.<br />

The cell consists of four regions;<br />

uranium silicide fuel with aluminum<br />

mesh, aluminum cladding, light water<br />

moderator and an extra region<br />

containing mixture of aluminum and<br />

water. The extra region comprises<br />

of extra aluminum clad thickness<br />

of outer fuel plates (greater than<br />

0.38 cm), the semi-water channel<br />

between adjacent SFEs and extra<br />

water channel width with outer most<br />

fuel plates. Volume of extra region is<br />

equally divided among 23 fuel plates<br />

and the water between fuel plates<br />

ends (greater than 6.275 cm). Extra<br />

region (ER) slab thickness for two CFE<br />

fueled regions, slab thickness for CFE<br />

follower region, slab thickness for side<br />

plate regions of SFE & CFE is presented<br />

in Table 3. Lattice cell model for<br />

follower region is shown in Figure 7,<br />

in this regard, ‘REIGON’ card was<br />

used for extraction of cross section of<br />

CFE follower region as utilized by<br />

S.I. Ahmad [4].<br />

| | Fig. 6.<br />

Lattice cell model for CFE follower region (all dimensions in mm).<br />

Z-Plane Modeling<br />

of PARR-1 Core<br />

SFE has been divided into nine planes<br />

as shown in Fig. 7, which include<br />

water reflector at top & bottom, fuel<br />

meat region, region containing only<br />

side and outer plates in upper and<br />

lower portions of fuel element, region<br />

with inner plates containing clad only<br />

(above and below meat length),<br />

chamfer section, and grid plate section.<br />

Similarly, CFE has been divided<br />

into eleven planes with additional<br />

slices of control rod guide region and<br />

side plates region with no outer plates<br />

in parallel. Lattice cell model for calculation<br />

of group constants is shown<br />

in Figure 8 where ‘X’ is the region of<br />

interest.<br />

| | Fig. 7.<br />

Axial models for SFE (left), CFE (middle), WB (right) (figure not scaled).<br />

| | Fig. 8.<br />

Lattice cell model for axial model regions<br />

(all dimension in mm).<br />

Research and Innovation<br />

Reactivity Feedback Coefficients Pakistan Research Reactor-1 Using PRIDE Code ı Ali Mansoor, Siraj-ul-Islam Ahmed, Inam-ul-Haq and Rustam Khan


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

Results and Discussion<br />

Five energy groups, three fast and<br />

two thermal, were considered for the<br />

simulations of reactivity feedback<br />

coefficients as shown in Table 4. K eff<br />

computed using ENDFB7 library yield<br />

the least percentage difference from<br />

the experimental value. However,<br />

IAEA library was utilized for further<br />

calculations.<br />

Energy<br />

Groups<br />

Energy Boundaries<br />

(eV)<br />

1 10.0 x 10 6 – 1.35300 x 10 6<br />

2 1.35300 x 10 6 – 9.11800 x 10 3<br />

3 9.11800 x 10 3 – 7.80000 x 10 -1<br />

4 7.80000 x 10 -1 – 1.80000 x 10 -1<br />

5 1.80000 x 10 -1 – 5.00000 x 10 -3<br />

| | Tab. 4.<br />

Energy groups for first high power core analysis.<br />

Among the simulated feedbacks, overall<br />

strongest feedback was observed<br />

with the change in water density.<br />

Reactivity against change in temperature<br />

of fuel & water, change in water<br />

density and simultaneous change in<br />

water temperature are plotted in<br />

Figure 9. These simulated trends of<br />

the feedbacks captures the reference<br />

[8] behavior of fuel & moderator<br />

temperature, moderator density and<br />

void effects on reactivity.<br />

Rate of loss of reactivity is plotted<br />

in Figure 10 and computed feedback<br />

reactivity coefficients are shown in<br />

Table 5, along with the results<br />

published by Liaquat Ali Khan [3],<br />

computed results fall in range of<br />

the published material. In addition,<br />

simultaneous change in density and<br />

temperature of water is also considered<br />

for which the reactivity feedback<br />

coefficient is -1.72E-05 pcm/°C. This<br />

presents more realistic effect of temperature<br />

change in water because<br />

density change is always strongly coupled<br />

with change in temperature,<br />

when the system is not pressurized<br />

It can be concluded from the plots<br />

that fuel temperature feedback effect<br />

becomes less reflector at higher temperatures<br />

while the water temperature<br />

and water density feedback causes<br />

loss of reactivity at more significant<br />

rate at higher temperatures.<br />

For first high power core configuration<br />

with all sides reflected with<br />

water, Figure 1, is modeled with X, Y<br />

and Z-axis having 84, 70 and 126<br />

mesh points respectively. Flux distribution<br />

at mid horizontal plane of the<br />

active core at full operational power of<br />

10 MW th for all five energy groups<br />

with all control rods withdrawn is<br />

| | Fig. 9.<br />

Reactivity change against the fuel, water temperature, water density and % void.<br />

| | Fig. 10.<br />

Rate of reactivity loss.<br />

Reactivity Coefficient Computed Ph.D. Thesis [3]<br />

Fuel Temperature (pcm/°C) -1.50E-06 -1.52E-06<br />

Water Temperature (pcm/°C) -1.65E-06 -1.26E-05<br />

Void (pcm/°C) -2.81E-04 -2.38E-04<br />

| | Tab. 5.<br />

Feed-back reactivity coefficients for first high power core.<br />

RESEARCH AND INNOVATION 333<br />

Research and Innovation<br />

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RESEARCH AND INNOVATION 334<br />

| | Fig. 11.<br />

First high power core radial flux profiles for energy group-1.<br />

| | Fig. 12.<br />

First high power core radial flux profiles for energy group-2.<br />

plotted in Figures 11 to 15. Where<br />

maximum thermal flux of 1.46E+<br />

14 n/cm 2 .s is in water box 2 (W2) and<br />

average value of thermal flux in active<br />

core region is 6.54E+13 n/cm 2 .s.<br />

Whereas, maximum and average<br />

values of fast flux are 2.45E+<br />

14 n/cm 2 .s & 1.62E+14 n/cm 2 .s<br />

respectively.<br />

Conclusion<br />

Effective multiplication factor of<br />

the first high power core of PARR-1<br />

was computed using different data<br />

libraries and compared with experimental<br />

value mentioned in reference<br />

[4], and result is in close agreement<br />

with the stated value, where minimum<br />

percentage difference between<br />

experimental & computed values is<br />

0.0549 % with ENDFB7 library.<br />

The simulated results of Fuel<br />

temperature, water temperature and<br />

void coefficients for first high<br />

power core configuration -1.50 x<br />

10 -6 pcm/°C, -1.65 x 10 -6 pcm/°C,<br />

-2.81 x 10 -4 pcm/°C , while simultaneous<br />

effect of change in temperature<br />

and density provide feedback coefficient<br />

of -1.72 x 10 -5 pcm/°C. Results<br />

are in good agreement with published<br />

results.<br />

Initial feedback due to rise in<br />

temperature produces significant<br />

negative reactivity via fuel, however,<br />

further increase in temperature FTC<br />

gets less significant and contribution<br />

due to MTC becomes more significant.<br />

2. E.E.Lewis, Nuclear Power Reactor Safety,<br />

Wiley Interscience, NY, 1977.<br />

3. L. A. Khan, Study of Reactor Design<br />

Parameters, PhD Thesis, Department of<br />

Physics, University of Punjab, Lahore,<br />

Pakistan, 1999.<br />

4. Siraj-ul-Islam Ahmad, Nasir Ahmad,<br />

Effect of updated WIMSD libraries on<br />

neutron energy spectrum at irradiation<br />

site of Pakistan Research Reactor-1 using<br />

3D modeling, Annals of Nuclear Energy,<br />

Volume 32, 2005, Pages 521-548.<br />

5. IAEA-TECDOC-643, Research reactor<br />

core conversion guidebook, Volume 2:<br />

Analysis (Appendices A-F).<br />

6. Farhan Muhammad, Reactivity feedback<br />

coefficients of a low enriched<br />

uranium fuelled material test research<br />

reactor at end-of-life, Annals of Nuclear<br />

Energy, Volume 38, 2011, Pages 2836-<br />

2839.<br />

7. Siraj-ul-Islam Ahmad, Nasir Ahmad,<br />

Aslam Effects of different cross-sections<br />

data sets on reflectors of a typical<br />

material test research reactors, Progress<br />

in Nuclear Energy, Volume 48, 2006,<br />

Pages 155-164.<br />

8. R. Khan, T. Hamid, S. Bakhtyar, Feedback<br />

reactivity coefficients and their<br />

coupling, Int. Journal of Nuclear<br />

Engineering and Design, 237(9):972-<br />

977, May 2007.<br />

Authors<br />

Ali Mansoor<br />

Siraj-ul-Islam Ahmed<br />

Rustam Khan<br />

Department of Nuclear<br />

Engineering,<br />

Pakistan Institute of Engineering<br />

and Applied Sciences<br />

Lehtrar Road, Nilore, Islamabad,<br />

Pakistan<br />

| | Fig. 13.<br />

First high power core radial flux profiles for energy group-3.<br />

References<br />

1. L.A. Khan, M. Israr, M. Arshad, A. Karim,<br />

K.M. Akhtar, A. Moquit, Pakistan<br />

Research Reactor-1: final safety analysis<br />

report for conversion to LEU fuel and<br />

power up gradation, Nuclear<br />

Engineering Division, Pakistan Institute<br />

of Nuclear Science and Technology,<br />

Islamabad”.<br />

Inam-ul-Haq<br />

Department of Physics<br />

Comsats Institite of of information<br />

Technology<br />

Islamabad, Pakistan<br />

| | Fig. 14.<br />

First high power core radial flux profiles for energy group-4.<br />

| | Fig. 15.<br />

First high power core radial flux profiles for energy group-5.<br />

Research and Innovation<br />

Reactivity Feedback Coefficients Pakistan Research Reactor-1 Using PRIDE Code ı Ali Mansoor, Siraj-ul-Islam Ahmed, Inam-ul-Haq and Rustam Khan


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

336<br />

EVENTS<br />

6. Essener Fachgespräch Endlagerbergbau:<br />

Aufbruchstimmung<br />

Ganz im Zeichen der anstehenden gesetzlichen und organisatorischen Veränderungen rund um die Entsorgung und<br />

Endlagerung radioaktiver Abfälle stand das 6. Essener Fachgespräch Endlagerbergbau, das am 9. März <strong>2017</strong> bei der<br />

DMT stattfand. Ein besonderer Schwerpunkt lag dabei auf den Herausforderungen für die Branche, die heute<br />

vorhandene Kompetenz in den neuen Strukturen weiterzutragen, beim anstehenden Start des Jahrhundertprojektes<br />

„Standortauswahlverfahren“ und bei Entwicklungen in anderen Ländern.<br />

| | Dr. Paul Althaus, DMT GmbH & Co. KG eröffnete das 6. Essener<br />

Fachgespräch Endlagerbergbau. (Foto: Stefan Weber, GNS, Essen)<br />

Nachdem im Juli 2016 die Kommission<br />

Lagerung hoch radioaktiver Abfall stoffe<br />

ihren Abschlussbericht vorgelegt hat,<br />

wird das Jahr <strong>2017</strong> von der gesetzlichen<br />

Umsetzung der Empfehlungen<br />

sowie von grundlegenden Veränderungen<br />

der Organisationsstruktur in<br />

der Entsorgung radioaktiver Abfälle<br />

geprägt. Die neue Bundesgesellschaft<br />

für Endlagerung (BGE) ist einzurichten,<br />

in der die bisherige DBE mbH,<br />

die Asse GmbH und die Betreiberteile<br />

des BfS zusammenzuführen sind.<br />

Kompetenzen müssen für einen zeitnahen<br />

Start des Projekts „Standortauswahlverfahren“<br />

gebündelt und<br />

das Bundesamt für kerntechnische<br />

Entsorgungssicherheit (BfE) als neue<br />

Aufsichtsbehörde aufgebaut werden.<br />

Vor dem Hintergrund dieser<br />

grundlegenden Verschiebungen der<br />

Zuständigkeiten ist der Know-how-<br />

Transfer eine wesentliche Herausforderung<br />

für die nächsten Jahre.<br />

Informations- und Erfahrungsaustausch<br />

stand auch beim 6. Essener<br />

Fachgespräch Endlagerbergbau im Vordergrund,<br />

zu dem rund 150 Spezialisten<br />

aus Industrie, Forschung und<br />

Behörden folgten.<br />

Ganzheitliche Planung und<br />

Optimierung der Betriebsabläufe<br />

des Endlagers Konrad<br />

mithilfe eines diskreten Zeitereignis-Simulationstools<br />

Das Projekt Optimierung der<br />

Betriebs abläufe des Endlagers<br />

Konrad war Thema des Vortrags von<br />

Dr. Philip Harding und Jost Kolb, DBE<br />

GmbH. Mit einer Simulationssoftware<br />

auf Basis eines Java-Frameworks wird<br />

der gesamte Prozess, der Antransport<br />

von Konrad-Containern und Tauschpaletten<br />

mit LKW oder per Bahn an das<br />

Endlager Konrad, die Hand habung in<br />

der Pufferhalle sowie der Transport<br />

nach unter Tage simuliert. Dabei<br />

können alle relevanten Para meter wie<br />

z.B. Zeitbedarfe von Einzelprozessen<br />

variiert werden. Aus den Simulationsergebnissen<br />

werden Rand bedingungen<br />

zur optimalen Auslastung des Endlagers<br />

abgeleitet, die von den Ablieferungspflichtigen<br />

bei der Auswahl und<br />

Bereitstellung ihrer Abfälle für das<br />

Endlager Konrad genutzt werden<br />

können. Es wurde gezeigt, dass der im<br />

Planfeststellungsbeschluss festgelegte<br />

Durchsatz von 17 Transporteinheiten<br />

pro Einlagerungsschicht realisiert<br />

werden kann.<br />

Sicherheits- und Nachweiskonzept<br />

im Endlagerbergbau<br />

Christina Löffler, DMT GmbH & Co. KG,<br />

stellte in ihrem Vortrag das Sicherheits-<br />

und Nachweiskonzept für den<br />

neu geplanten Schacht Asse 5 zur<br />

Rückholung der radioaktiven Abfälle<br />

aus der Schachtanlage Asse II vor.<br />

Es wurde deutlich, dass es<br />

zwischen dem vorgestellten, sehr<br />

konkreten Sicherheits- und Nachweiskonzept<br />

für die Erstellung und<br />

den Betrieb eines Schachts für die<br />

Förderung rückzuholender Abfälle<br />

und den bisherigen, eher generischen<br />

Konzepten für die Endlagerung<br />

hochradioaktiver Abfälle wesentliche<br />

Unter schiede gebe. Eine z. B. in untergesetzlichen<br />

Regelwerken festgelegte<br />

grundsätzliche Vorgehensweise zur<br />

Erstellung von Sicherheits- und Nachweiskonzepten<br />

für die Endlagerung<br />

radioaktiver Abfälle gebe es weder<br />

für generische Konzepte noch für<br />

konkrete Fragestellungen. Zumindest<br />

ein Leitfaden zu Zielen und Inhalten<br />

von Sicherheits- und Nachweiskonzepten<br />

wäre für zukünftige Planungen<br />

im Endlagerbergbau daher hilfreich.<br />

Endlageroptionen für Länder<br />

mit geringem Abfallaufkommen<br />

Dr. Jörg Feinhals, DMT GmbH & Co.<br />

KG, beschrieb die Herausforderungen<br />

im Hinblick auf die Endlagerung<br />

radioaktiver Abfälle für Länder,<br />

die keine Leistungsreaktoren, aber<br />

zum Beispiel Forschungsreaktoren<br />

betreiben. Grundsätzlich bieten sich<br />

hier multinationale Endlagerprojekte,<br />

oberflächennahe Endlagerung, eine<br />

gemeinsame Lagerung mit chemotoxischen<br />

Abfällen, Bohrlochlagerung<br />

oder die Nutzung von bestehenden<br />

Bergwerken, Bunker oder Tunneln<br />

an. Auch Kombinationen der einzelnen<br />

Entsorgungsmöglichkeiten seien<br />

denkbar. Eine Bearbeitung dieser<br />

Thematik wird von einem Konsortium<br />

aus DMT und einem tschechischen<br />

Forschungszentrum sowie Organisationen<br />

der Länder Griechenland,<br />

Österreich, Portugal und Zypern<br />

im Rahmen von drei Projekten<br />

angestrebt. Die Möglichkeiten und<br />

Risiken jeder Option wurden im<br />

Vortrag aufgezeigt.<br />

Das Endlager für Stilllegungsabfälle<br />

am Standort Kozloduy,<br />

Bulgarien<br />

International ist die DBE TECHNOLOGY<br />

GmbH aktiv an der Umsetzung von<br />

Lösungen für die Entsorgung radioaktiver<br />

Abfälle beteiligt. Gerald-Hans<br />

Nieder-Westermann, DBE TECHNOLOGY<br />

GmbH, informierte über das Endlager<br />

für Stilllegungsabfälle am bulgarischen<br />

Kernkraftwerkstandort Kozloduy, wo<br />

DBE für die Entwicklung der Aus legung<br />

und der Langzeitsicherheitsanalyse<br />

sowie die Erstellung aller relevanten<br />

technischen Genehmigungsunterlagen<br />

verantwortlich war. Das Oberflächenendlager<br />

orientiert sich am Endlagerkonzept<br />

des spanischen Lagers El<br />

Cabril und ist für mehr als 18.000<br />

Gebinde und eine Betriebszeit von<br />

60 Jahren ausgelegt. Die Geneh migungserteilung<br />

und somit der Baubeginn<br />

für das Endlager wird in Kürze<br />

erwartet.<br />

Standortauswahl in Deutschland<br />

– Wie geht es weiter?<br />

Darüber, wie es mit der Standortauswahl<br />

eines Endlagers in Deutschland<br />

weiter geht, referierte Ursula<br />

Heinen- Esser, Geschäftsführerin der<br />

Events<br />

Experts Meeting on Waste Disposal


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

Bundes gesellschaft für Endlagerung<br />

(BGE). Neben zentralen Punkten des<br />

Stand ortauswahlgesetzes und behördlichen<br />

Strukturen im Standortauswahlverfahren<br />

gab sie einen Überblick<br />

über den Gesamtablauf des geplanten<br />

Standortauswahlverfahrens und Maßnahmen<br />

zur Vermeidung bzw. Korrektur<br />

von Fehlern. Das auf Basis der Empfehlungen<br />

der Endlagerkommission<br />

weiterentwickelte Standortauswahlgesetz<br />

wurde am Vortag der Veranstaltung<br />

in 1. Lesung vom Bundestag<br />

behandelt. Es soll bis Ende dieses<br />

Monats von Bundestag und Bundesrat<br />

verabschiedet werden, so dass die BGE<br />

im April mit den Arbeiten zum Start<br />

des Verfahrens beauftragt werden<br />

kann. Frau Heinen-Esser betonte, dass<br />

sie am gesetzlich fest gelegten Ziel, bis<br />

zum Jahr 2031 einen Endlagerstandort<br />

für insbesondere hochradioaktive<br />

Abfälle zu identifi zieren, festhalte.<br />

Auch im nächsten Jahr findet<br />

wieder ein Essener Fachgespräch<br />

Endlagerbergbau statt. Die siebte<br />

Auflage der Veranstaltung ist für den<br />

1. März 2018 geplant.<br />

337<br />

KTG INSIDE<br />

Inside<br />

Wichtige Terminhinweise in eigener Sache<br />

Ankündigungen zum Vortag unserer diesjährigen<br />

Jahrestagung, dem 48 th Annual Meeting on Nuclear<br />

Technology (AMNT <strong>2017</strong>) vom 16. bis 17. Mai <strong>2017</strong> in<br />

Berlin (Estrel):<br />

KTG-Mitgliederversammlung<br />

• Wann? 15. Mai <strong>2017</strong>, 16:30 bis 18:15 Uhr<br />

• Wo? Estrel Convention Center, Raum ECC 4,<br />

Sonnenallee 225, 12057 Berlin<br />

Get-together der KTG (auch für Nicht-Mitglieder)<br />

• Wann? 15. Mai <strong>2017</strong>, 18:30 bis 21:00 Uhr<br />

• Wo? Estrel Convention Center, Orangerie,<br />

Sonnenallee 225, 12057 Berlin<br />

Redakteur gesucht<br />

Liebe KTG-Mitglieder,<br />

wie im Geschäftlichen und Privaten, so auch im Vereinsleben:<br />

Es kommt auf eine gute Kommunikation an!<br />

Die inhaltliche und operative Ausgestaltung unserer<br />

Kommunikation, sowohl für den fachlichen Austausch<br />

innerhalb unserer KTG, aber auch für den gesellschaftlichen<br />

Dialog, ist dem KTG-Vorstand wichtig.<br />

Zur Unterstützung in diesem für unsere Vereinsarbeit<br />

unverzichtbaren Aspekt suchen wir eine/einen Redakteurin/Redakteur,<br />

der unsere Leidenschaft für die „Faszination<br />

Kerntechnik“ teilt.<br />

Das Spektrum der zu betreuenden Themen reicht<br />

dabei von stetigen Aufgaben wie der redaktionellen und<br />

content- management-seitigen Betreuung unserer Homepage<br />

„www.ktg.org“, der Verantwortung für „KTG Inside“<br />

in der <strong>atw</strong> sowie einer Schnittstellenfunktion im Sinne<br />

der Teilhabe aller Mitglieder an den Aktivitäten der Untergliederung,<br />

bis hin zu Projekten wie unserem Tätigkeitsbericht<br />

oder die Berichterstattung zu den KTG-Veranstaltungen<br />

im Rahmen unserer Jahrestagung.<br />

Der zeitliche Umfang für dieses als „Home“-Office<br />

vor gesehene Profil liegt bei etwa 2 Personentagen im<br />

Monat. Eine Aufwandsentschädigung ist vorstellbar.<br />

Wenn Sie Spaß am vereinsinternen und -externen Vernetzen<br />

unserer Themen haben, über eine gute Schreibe<br />

verfügen, eigeninitiativ aber dennoch teamorientiert sind<br />

und das Internet für Sie keine neue Erfindung ist – kurzum,<br />

wenn Ihnen unsere KTG am Herzen liegt, kontaktieren Sie<br />

bitte den Vorstand unter info@ktg.org. Wir freuen uns auf<br />

Ihre Unterstützung.<br />

Herzlichst, Ihr Frank Apel<br />

Vorsitzender<br />

Advertisement<br />

Aus- und Fortbildung in der kerntechnik<br />

Wir unterstützen Sie bei<br />

• der Kenntnisvermittlung und dem Kenntniserhalt der sonst tätigen Personen,<br />

• dem Fachkundeerwerb und dem Fachkundeerhalt der verantwortlichen Personen sowie<br />

• in vielen anderen Bereichen<br />

während des Betriebs, der Nachbetriebsphase und der Stillegung.<br />

KRAFTWERKSSCHULE E.V. – KompETEnT WEiTEREnTWiCKLUng SiCHERn<br />

Deilbachtal 199, 45257 Essen, Deutschland<br />

Telefon: +49 201 8489–153 , Telefax: +49 201 8489–123<br />

www.kraftwerksschule.de<br />

christoph.terbeek@kraftwerksschule.de<br />

Zertifiziert nach<br />

DIN EN ISO 9001:2015<br />

KTG Inside


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

338<br />

KTG INSIDE<br />

Wenn Sie keine<br />

Erwähnung Ihres<br />

Geburtstages in<br />

der <strong>atw</strong> wünschen,<br />

teilen Sie dies bitte<br />

rechtzeitig der KTG-<br />

Geschäftsstelle mit.<br />

KTG Inside<br />

Verantwortlich<br />

für den Inhalt:<br />

Die Autoren.<br />

Lektorat:<br />

Sibille Wingens,<br />

Kerntechnische<br />

Gesellschaft e. V.<br />

(KTG)<br />

Robert-Koch-Platz 4<br />

10115 Berlin<br />

T: +49 30 498555-50<br />

F: +49 30 498555-51<br />

E-Mail: s.wingens@<br />

ktg.org<br />

www.ktg.org<br />

Herzlichen Glückwunsch<br />

Mai <strong>2017</strong><br />

93 Jahre wird<br />

22. Prof. Dr. Fritz Thümmler<br />

89 Jahre wird<br />

10. Dr. Heinz Büchler, Sankt Augustin<br />

88 Jahre werden<br />

19. Dr. Klaus Schinke, Hattingen<br />

31. Dipl.-Ing. Werner P. Kürsten, Mannheim<br />

87 Jahre wird<br />

9. Dr. Hans-Jürgen Hantke, Kempten<br />

84 Jahre werden<br />

4. Dr. Klaus Wiendieck, Baden-Baden<br />

25. Dr. Reinhold Mäule, Walheim<br />

25. Georg von Klitzing, Bonn<br />

83 Jahre werden<br />

11. Dr. Eckhart Leischner, Rodenbach<br />

13. Dr. Klaus Maubach, Karlsruhe<br />

14. Dr. Alexander Warrikoff, Frankfurt/M.<br />

26. Dr. Günter Kußmaul, Manosque/F<br />

82 Jahre werden<br />

1. Dr. Willi Bermel, Jülich<br />

8. Dipl.-Ing. Klaus Wegner, Hanau<br />

22. Dr. Heinz Vollmer, Lampertheim<br />

28. Dipl.-Ing. Anton Zimmermann,<br />

Hamburg<br />

29. Dipl.-Phys. Siegfried Justus, Freiburg<br />

29. Dipl.-Ing. Karlheinz Orth, Marloffstein<br />

81 Jahre werden<br />

3. Ewald Jurisch, Erlangen<br />

10. Dr. Peter Reinke, Röttenbach<br />

18. Dipl.-Ing. Gerhard Lorenz, Bochum<br />

29. Dipl.-Ing. Karl-Heinz Hammelmann,<br />

Jülich<br />

80 Jahre werden<br />

1. Prof. Dr. Dietrich Munz, Graben-Neudorf<br />

3. Dipl.-Ing. Harald Enderlein, Karlsruhe<br />

6. Dr. Peter Strohbach, Mainaschaff<br />

7. Prof. Dr. Werner Lutze, Chevy Chase/USA<br />

20. Dr. Norbert Krutzik, Frankfurt/M.<br />

26. Dipl.-Ing. Rüdiger Müller, Heidelberg<br />

27. Dr. Johannes Wolters, Düren<br />

28. Dipl.-Ing. Heinz E. Häfner, Bruchsal<br />

75 Jahre werden<br />

5. Hans-Bernd Maier, Aschaffenburg<br />

9. Dr. Egbert Brandau, Alzenau<br />

11. Dr. Erwin Lindauer, Köln<br />

17. Dr. Heinz-Peter Holley, Forchheim<br />

18. Dipl.-Ing. Josef Koban, Buckenhof<br />

28. Dr. Wolf-Dieter Krebs, Bubenreuth<br />

70 Jahre werden<br />

9. Dipl.-Ing. Alfons Blessing, Hemhofen<br />

17. Dipl.-Ing. Detlef Brehm, Ratingen<br />

24. Ulrich Waas, Röttenbach<br />

65 Jahre werden<br />

2. Dr. Eckhard Krepper, Dresden<br />

17. Heinrich Schumm, Herzogenaurach<br />

22. Dipl.-Ing. Klaus Streit, Röttenbach<br />

60 Jahre werden<br />

3. Dr. Rüdiger Meiswinkel,<br />

Enkenbach-Alsenborn<br />

26. Dipl.-Ing. (FH) Friedrich Engelhard,<br />

Dombühl<br />

50 Jahre werden<br />

4. Dipl.-Ing. Olaf Hessler, Weinheim<br />

9. Ralf P. Zilezinski, Berlin<br />

10. Dr. Petra-Britt Hoffmann, Leinburg<br />

22. Markus Hellwig, Würselen<br />

Juni <strong>2017</strong><br />

91 Jahre wird<br />

27. Dipl.-Ing. Heinz-Arnold Leising,<br />

Bergisch Gladbach<br />

89 Jahre wird<br />

3. Dr. Claus Berke, Kronberg im Ts.<br />

85 Jahre werden<br />

2. Dr. Friedrich Löffler, Wesseling<br />

28. Hans Schuster, Aachen<br />

84 Jahre wird<br />

12. Prof. Dr. Carsten Salander, Bad Sachsa<br />

83 Jahre werden<br />

15. Dr. Robert Hock, Dietzenbach<br />

23. Dipl.-Ing. Horst Kappauf, Monheim<br />

30. Dr. Hermann Rininsland, Waldbronn<br />

82 Jahre werden<br />

4. Dr. Johannes Schriewer, Alzenau<br />

8. Dr. Heinrich Löffler, Wennigsen<br />

8. Ing. Karl Rudolph, Wettingen<br />

17. Dipl.-Ing. Peter Gottlob, Stutensee<br />

22. Dipl.-Ing. Johann Pisecker, Tulln<br />

23. Dipl.-Ing. Werner Schultz, Hirschberg<br />

81 Jahre werden<br />

6. Dr. Manfred Paschke, Langerwehe<br />

12. Dipl.-Ing. Heinz Malmström, Ahaus<br />

24. Dipl.-Ing. Christian-Theodor Körner,<br />

Breitenbronn<br />

28. Dr. Klaus Kroeger, Hasselroth<br />

30. Kai-Michael Pülschen, Erlangen<br />

80 Jahre werden<br />

10. Dipl.-Phys. Reinhard Wolf,<br />

Großkrotzenburg<br />

24. Dipl.-Ing. Georg Hölzer, Erlangen<br />

79 Jahre werden<br />

8. Rolf Meyer, Greifswald<br />

12. Dr. Reiner Lehmann, Blankenfeld<br />

12. Dr. Klaus Melchior, Frankfurt/M.<br />

19. Dr. Willi Frisch, Vaterstetten<br />

25. Dipl.-Ing. Horst Roepenack,<br />

Bruchköbel<br />

Die KTG gratuliert ihren Mitgliedern sehr herzlich zum Geburtstag<br />

und wünscht ihnen weiterhin alles Gute!<br />

78 Jahre werden<br />

2. Dr. Friedrich Bennewitz, Erlangen<br />

6. Dr. Peter Drehmann, Kornwestheim<br />

7. Dr. Peter Antony-Spies, Liederbach<br />

9. Dr. Karl H. Schedl, Langenhagen<br />

10. Dipl.-Ing. Reinhard Seepolt, Hamburg<br />

14. Dr. Gustav Meyer-Kretschmer, Jülich<br />

20. Dipl.-Ing. Günter Philippi, Frankenthal<br />

23. Dr. Rolf Krieg, Karlsruhe<br />

30. Prof. Dr. Klaus Böning, Garching<br />

30. Dipl.-Phys. Helmut Elbel, Stutensee<br />

77 Jahre werden<br />

4. Dipl.-Phys. Hans-Peter Dyck, Forchheim<br />

13. Dr. Heinz Hoffmann, Einhausen<br />

22. Dipl.-Phys. Margarete Mattes, Köngen<br />

76 Jahre werden<br />

9. Dipl.-Ing. Ulrich Fischer,<br />

Hessdorf-Hannberg<br />

10. Dr. Walter Uebelhack, Bad Nauheim<br />

15. Dr. Frank Depisch, Erlangen<br />

16. Prof. Dr. Horst P. Wölfel, Höchberg<br />

23. Dipl.-Ing. Volker Brodale, Brunsbüttel<br />

75 Jahre wird<br />

10. Ing. Wolfgang Feltes, Bergisch Gladbach<br />

70 Jahre wird<br />

11. Wolfgang von Heesen, Gelsenkirchen<br />

65 Jahre wird<br />

14. Dr. Peter Fritz, Weingarten<br />

60 Jahre werden<br />

2. Dipl.-Ing. Peter Schimann, Röttenbach<br />

14. Dr. Ludger Mohrbach, Essen<br />

17. Dipl.-Ing. Holger Aust, Dillingen<br />

50 Jahre werden<br />

1. Dipl.-Ing. (FH) Betram Niklas, Hannover<br />

6. Dr. Dietmar Senghaas, Heilbronn<br />

17. Claudia Umbreit, Nordhorn<br />

19. Dipl.-Ing. Nils Förtsch,<br />

Eggenstein-Leopoldshafen<br />

21. Thomas Röder, Biblis<br />

<br />

März <strong>2017</strong><br />

Prof. Dr. Günter Halbritter<br />

Dießen am Ammersee<br />

7. Februar <strong>2017</strong><br />

Dipl.-Ing. Erhard Müller<br />

Gründau<br />

Die KTG verliert in ihnen langjährige<br />

aktive Mitglieder, denen sie ein<br />

ehrendes Andenken bewahren wird.<br />

Ihren Familien gilt unsere Anteilnahme.<br />

KTG Inside


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

Top<br />

Design acceptance for the<br />

AP1000® reactor<br />

(onr) The AP1000® nuclear reactor,<br />

designed by Westinghouse, is suitable<br />

for construction in the UK said the<br />

regulators today following completion<br />

of an in-depth assessment of the<br />

reactor design.<br />

The Office for Nuclear Regulation<br />

(ONR), the Environment Agency and<br />

Natural Resources Wales, the regulators<br />

who undertake the Generic Design<br />

Assessment of new reactor designs, are<br />

satisfied that the reactor meets expectations<br />

on safety, security and environmental<br />

protection at this stage of the<br />

regulatory process.<br />

ONR has issued a Design Acceptance<br />

Confirmation (DAC) to Westinghouse<br />

and the environment agencies<br />

have issued a Statement of Design<br />

Acceptability (SoDA).<br />

Dr Richard Savage, ONR’s Chief<br />

Nuclear Inspector, said: “The closure<br />

of our assessment of the generic<br />

design of the AP1000® reactor is a<br />

significant step in the process, ensuring<br />

the design meets the very high<br />

standards of safety we expect.<br />

“We will now focus our regulatory<br />

attention on site specific assessments,<br />

and NuGen’s application for a nuclear<br />

site licence.”<br />

Dr Jo Nettleton, Deputy Director<br />

for Radioactive Substances and Installations<br />

Regulation at the Environment<br />

Agency said: “Successfully completing<br />

GDA means that the AP1000 is capable<br />

of meeting the high standards of<br />

environment protection and waste<br />

management that we require.<br />

We’re already working with NuGen,<br />

as it develops its proposals to build and<br />

operate three AP1000 reactors at<br />

Moorside in Cumbria, to ensure that<br />

those high standards are delivered.”<br />

The regulators required 51 GDA<br />

Issues to be resolved before confirming<br />

the suitability of the AP1000.<br />

All of the issues have been addressed<br />

to the regulators’ satisfaction enabling<br />

the DAC and SoDA to be issued. The<br />

regulators’ assessment reports are all<br />

available online.<br />

| | onr.org.uk<br />

World<br />

How States are backing<br />

pro-nuclear energy policies<br />

(nei) As energy systems and markets<br />

evolve throughout the country, state<br />

legislators are increasingly recognizing<br />

the value of nuclear power plants in<br />

providing reliable, clean and affordable<br />

electricity – and are working out<br />

policies to preserve that value. NEO<br />

guest columnist Matt Wald explains.<br />

Illinois and New York have moved<br />

to stabilize the economics of their<br />

nuclear reactors, and proposals are<br />

under consideration in Connecticut<br />

and Ohio and expected in New Jersey<br />

and in Pennsylvania. The new laws<br />

and regulations mix nuclear energy<br />

policy with provisions on solar and<br />

wind energy and energy efficiency.<br />

What’s going on?<br />

Call it intelligent market design.<br />

It’s an element in the continuing<br />

evolution of the electricity system.<br />

Electricity generation and consumption<br />

are organized in different ways in<br />

different parts of the country. Refinements<br />

are incorporated in a continuing<br />

effort to meet a variety of goals:<br />

Electricity that is reasonably priced;<br />

secure, reliable and clean; minimally<br />

intrusive to land, water and the<br />

atmosphere itself; and generated in a<br />

way that creates quality jobs alongside<br />

millions in payroll and property tax<br />

revenue. Over the decades, these<br />

goals have come into conflict with<br />

each other. New technologies for<br />

producing fuel or energy enter the<br />

market and advance one goal but –<br />

without intending to – block another.<br />

Geopolitical changes turn yesterday’s<br />

no-brainer solutions into today’s<br />

headaches. Patterns of use shift faster<br />

than the builders can pour concrete<br />

and weld steel.<br />

So every now and then, policymakers<br />

rethink the rules. Today’s<br />

system is not cast in stone and nobody<br />

thinks it is beyond what humans can<br />

improve upon. It is a response to past<br />

crises, but problems now require a<br />

new look at how we do things.<br />

Here’s how the system works now:<br />

In much of the country, the current<br />

system rests on an auction for energy.<br />

The auction started out running hour<br />

by hour but the period has been<br />

shortened to accommodate intermittent<br />

renewables, solar and wind,<br />

whose output is hard to predict more<br />

than a few minutes ahead. A computer<br />

calculates the amount of demand in<br />

the upcoming period and lists all of<br />

the offers to provide energy, ranked by<br />

price. When the computer establishes<br />

the amount of supply needed to meet<br />

demand, it orders just enough generation<br />

to meet that. And the price asked<br />

for the last megawatt-hour needed<br />

becomes “clearing price,” the price<br />

that all users will pay and all generators<br />

will receive.<br />

| | ONR design acceptance for the AP1000® reactor.<br />

Artist’s view of the reactor design. (Westinghouse)<br />

That last megawatt-hour, by definition,<br />

is the most expensive, since the<br />

generators are chosen in order of<br />

price. And that “clearing price” has<br />

been pushed down sharply in the past<br />

10 years because that last price- setting<br />

megawatt-hour is usually made with<br />

natural gas, and fracking has brought<br />

so much natural gas into the market<br />

that the price of that fuel is down by<br />

75 percent in some regions.<br />

More wind and solar energy have<br />

entered the market, much of it because<br />

of state mandates. Because the fuel is<br />

free, the “marginal cost” for these generators<br />

– the cost to make the next bit<br />

of energy – is usually zero. This, too,<br />

has pushed down the clearing price.<br />

On top of all this, overall demand<br />

hasn’t grown very much, because of<br />

increased efficiency and because so<br />

much energy-hungry industry has<br />

shut down around the country. With<br />

lower demand, that last, most expensive<br />

price-setting megawatt-hour is<br />

now at a lower level of demand, so<br />

prices are lower.<br />

The current setup is designed to<br />

meet the first goal listed for the<br />

system: low price for the consumer. In<br />

fact, electricity is now a smaller<br />

portion of household expenses than at<br />

any time in the last few decades.<br />

Yet it conflicts with most of the<br />

other goals. Generation during hours<br />

when the sun is not shining (which is<br />

most of the time) or the wind is not<br />

blowing much (more than 60 percent<br />

of the time) is essential, but if that<br />

electricity comes from burning fossil<br />

fuels instead of splitting atoms, the<br />

system gets dirtier. Plus it gets increasingly<br />

reliant on a smaller set of<br />

resources, or maybe just one resource,<br />

natural gas. That works well until it<br />

doesn’t; a pipeline bottleneck of the<br />

kind that has hit New England when<br />

temperatures turn cold and icy – or a<br />

gas leak of the kind that hit the Aliso<br />

Canyon storage plant near Los Angeles<br />

– becomes a much bigger problem if<br />

the system is over-reliant on gas.<br />

339<br />

NEWS<br />

News


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

Operating Results November 2016<br />

340<br />

NEWS<br />

Plant name Country Nominal<br />

capacity<br />

Type<br />

gross<br />

[MW]<br />

net<br />

[MW]<br />

Operating<br />

time<br />

generator<br />

[h]<br />

Energy generated. gross<br />

[MWh]<br />

Month Year Since<br />

commissioning<br />

Time availability<br />

[%]<br />

Energy availability<br />

[%] *) Energy utilisation<br />

[%] *)<br />

Month Year Month Year Month Year<br />

OL1 Olkiluoto BWR FI 910 880 720 648 531 6 628 105 246 553 912 100.00 92.06 98.35 90.90 98.98 90.59<br />

OL2 Olkiluoto BWR FI 910 880 720 663 524 6 982 130 237 233 549 100.00 96.28 99.94 95.33 101.27 95.43<br />

KCB Borssele PWR NL 512 484 720 368 372 3 578 439 154 422 564 99.99 88.42 99.97 88.08 99.93 88.24<br />

KKB 1 Beznau 1,2,7) PWR CH 380 365 0 0 0 124 746 087 0 0 0 0 0 0<br />

KKB 2 Beznau 7) PWR CH 380 365 720 276 309 2 889 954 127 946 295 100.00 96.14 100.00 95.92 100.99 94.59<br />

KKG Gösgen 6,7) PWR CH 1060 1010 720 766 807 7 872 363 295 814 870 100.00 93.14 99.98 92.72 100.47 92.37<br />

KKM Mühleberg BWR CH 390 373 720 277 290 2 791 160 120 925 785 100.00 92.24 99.46 91.31 98.75 89.02<br />

CNT-I Trillo PWR ES 1066 1003 720 765 247 7 761 611 229 702 462 100.00 91.68 99.95 91.52 99.28 90.06<br />

Dukovany B1 PWR CZ 500 473 720 361 022 3 443 876 105 440 982 100.00 86.75 99.98 86.40 100.28 85.93<br />

Dukovany B2 PWR CZ 500 473 0 0 2 521 816 101 322 628 0 64.52 0 64.14 0 62.92<br />

Dukovany B3 PWR CZ 500 473 720 361 967 2 114 815 99 252 134 100.00 53.33 100.00 52.61 100.55 52.76<br />

Dukovany B4 PWR CZ 500 473 720 360 618 2 760 029 100 156 477 100.00 70.58 100.00 69.79 100.17 68.86<br />

Temelin B1 PWR CZ 1080 1030 0 0 5 955 857 97 472 257 0 70.91 0 70.75 0 68.80<br />

Temelin B2 PWR CZ 1080 1030 712 766 727 5 224 608 93 051 368 98.89 59.84 97.87 59.29 98.60 60.35<br />

Doel 1 PWR BE 454 433 658 298 582 2 831 322 130 274 443 91.42 78.77 90.95 77.77 91.04 77.33<br />

Doel 2 PWR BE 454 433 720 332 087 2 864 759 128 311 082 100.00 78.51 99.99 78.04 100.88 77.92<br />

Doel 3 PWR BE 1056 1006 0 0 7 091 127 243 838 373 0 83.51 0 83.11 0 83.08<br />

Doel 4 PWR BE 1084 1033 716 771 012 8 458 771 245 860 536 99.44 98.82 98.21 97.85 98.28 96.46<br />

Tihange 1 PWR BE 1009 962 0 0 3 005 326 287 263 074 0 37.64 0 36.98 0 37.12<br />

Tihange 2 PWR BE 1055 1008 720 760 779 8 164 960 240 729 640 100.00 96.73 100.00 96.09 100.78 96.79<br />

Tihange 3 PWR BE 1089 1038 720 784 512 7 417 046 258 671 224 100.00 85.55 99.93 84.91 99.99 84.65<br />

*)<br />

Net-based values<br />

(Czech and Swiss<br />

nuclear power<br />

plants gross-based)<br />

1)<br />

Refueling<br />

2)<br />

Inspection<br />

3)<br />

Repair<br />

4)<br />

Stretch-out-operation<br />

5)<br />

Stretch-in-operation<br />

6)<br />

Hereof traction supply<br />

7)<br />

Incl. steam supply<br />

8)<br />

New nominal<br />

capacity since<br />

January 2016<br />

9)<br />

Data for the Leibstadt<br />

(CH) NPP will<br />

be published in a<br />

further issue of <strong>atw</strong><br />

BWR: Boiling<br />

Water Reactor<br />

PWR: Pressurised<br />

Water Reactor<br />

Source: VGB<br />

New York decided last year to<br />

recognize the clean air benefits of<br />

nuclear in the form of zero emissions<br />

credits (ZECs). ZECs are a nuclear<br />

version of the renewable energy<br />

credits that wind and solar projects<br />

receive. ZECs will keep in service<br />

several reactors that are threatened by<br />

low energy prices. Because nuclear<br />

reactors help hold down the clearing<br />

price of electricity, directing revenue<br />

to them through the ZECs will actually<br />

keep consumer prices down.<br />

The decision came with some side<br />

benefits. Nuclear reactors provide<br />

benefits over a broad area, because they<br />

generate around-the-clock. But they<br />

are crucial locally, forming the backbone<br />

of the small communities in which<br />

they operate, providing employment,<br />

property taxes and local economic stimulus.<br />

Nationally they produce about<br />

$60 billion in economic benefits.<br />

Illinois passed legislation in 2016<br />

recognizing the value of two nuclear<br />

plants – Clinton and Quad Cities – that<br />

are particularly threatened by the<br />

current economics. That new law also<br />

sets state policies for increased use of<br />

solar and wind and increased efficiency.<br />

A proposal now before the Connecticut<br />

General Assembly would<br />

allow the two reactors at the Millstone<br />

Power Station to bid into a market<br />

currently limited to wind and solar.<br />

That would raise the plant’s revenue.<br />

The same bill would increase the<br />

amount of renewable energy that the<br />

state must use over time.<br />

Seeking to balance all the competing<br />

goals we want from the electric<br />

system does not make everybody<br />

happy. (In truth, discussion of energy<br />

policy seldom makes everybody<br />

happy.) One school of thought follows<br />

the 18th century Scottish economist<br />

Adam Smith, who wrote that the<br />

“ invisible hand” of the marketplace<br />

will use prices to match supply to<br />

demand, and do it better than any<br />

government policy could hope to.<br />

Smith might be right, but his worry<br />

was limited to price and supply. Our<br />

demands today are a lot more sophisticated.<br />

There are a lot of goods and<br />

services whose supply we don’t determine<br />

by price. For example, we could<br />

make cars cheaper to buy and operate<br />

if we let factories build them without<br />

pollution controls or crash protection,<br />

but we don’t.<br />

Simply stated, a system optimized<br />

for price alone will not meet our needs.<br />

| | www.nei.org<br />

Company News<br />

GNS casks meet British conditions<br />

for geological disposal<br />

(gns) Radioactive Waste Management<br />

Ltd., the NDA’s subsidiary in charge of<br />

preparing for disposal of intermediate<br />

and high level waste in the planned<br />

geological disposal facility (GDF),<br />

has issued a “final stage Letter of<br />

Compliance” for intermediate level<br />

waste resins packaged into 55 GNS<br />

MOSAIK® casks in 2013 and 2014 at<br />

Sizewell B nuclear power station.<br />

The resins were packaged and<br />

dewatered by GNS using their waste<br />

treatment facilities FAFNIR and<br />

NEWA and have been under scrutiny<br />

by RWM and ONR since final transfer<br />

to the on site interim store. After<br />

closing out a few remaining action<br />

points from the interim stage Letter of<br />

Compliance RWM recently issued the<br />

final document to GNS’s customer<br />

EDF Energy. This marks the successful<br />

completion of an 8-year-project which<br />

in addition to the production and<br />

management of the LoC submission,<br />

comprised the design and installation<br />

of new pipework within the station's<br />

resin transfer system, modifications to<br />

the stations SCADA system and development<br />

of the safety case.<br />

| | www.gns.de<br />

Siemens sets milestone with<br />

first 3D-printed part operating<br />

in nuclear power plant<br />

(siemens) Following the integration<br />

of 3D printing as part of its digital<br />

services portfolio, Siemens has<br />

achieved an industry breakthrough<br />

with the first successful commercial<br />

installation and continuing safe<br />

News


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

operation of a 3D-printed part in a<br />

nuclear power plant. Because of<br />

the stringent safety and reliability<br />

requirements in the nuclear sector,<br />

achieving this qualification is a<br />

significant accomplishment.<br />

The replacement part produced<br />

for the Krško nuclear power plant<br />

in Slovenia is a metallic, 108 mm<br />

diameter impeller for a fire protection<br />

pump that is in constant rotating operation.<br />

The water pump provides<br />

pressure for the fire protection system<br />

at the plant. The original impeller was<br />

in operation since the plant was<br />

commissioned in 1981; its original<br />

manufacturer is no longer in business.<br />

Obsolete, non-OEM parts are particularly<br />

well-suited for this new<br />

technology as they and their designs<br />

are virtually impossible to obtain. This<br />

technology thus allows mature operating<br />

plants to continue operating<br />

and achieving or, as in the Krško<br />

case, even extending, their full life<br />

expectancy.<br />

Siemens’ team of experts in<br />

Slovenia reverse-engineered and<br />

created a “digital twin” of the part.<br />

The company’s additive manufacturing<br />

(AM) facility in Finspång,<br />

Sweden, then applied its advanced<br />

AM process using a 3D printer to<br />

produce the part.<br />

Meeting the Krško NPP’s stringent<br />

quality and safety assurance requirements<br />

required extensive testing that<br />

was performed jointly with the Krško<br />

operations team over several months,<br />

ensuring that the new 3D-printed part<br />

would perform safely and reliably.<br />

Further material testing at an independent<br />

institute as well as a CT scan,<br />

showed that the material properties of<br />

the 3D-printed part were superior to<br />

those of the original part.<br />

“The better than expected performance<br />

of this 3D-printed part gave us<br />

confidence that we can reach the full<br />

life expectancy from our asset,” said<br />

Vinko Planinc, Head of Maintenance<br />

at the Krško plant. “Siemens has a<br />

long history of innovation in this area<br />

and their dedication to providing their<br />

customers with the latest, proven<br />

innovations made them an excellent<br />

partner for this project.”<br />

The Krško plant is among the<br />

highest- ranked of European nuclear<br />

power plants by the European Nuclear<br />

Safety Regulators Group in terms<br />

of safety according to assessments<br />

following Fukushima. It provides more<br />

than one-quarter of Slovenia’s and<br />

15 percent of Croatia’s power, making<br />

it vitally important to the region.<br />

| | www.siemens.com<br />

Basler Forschungsreaktor vor<br />

der Stilllegung<br />

(uniba) Die Universität Basel hat beim<br />

Eidgenössischen Departement für<br />

Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation<br />

(UVEK) ihr Gesuch zur<br />

Stilllegung des ehemaligen Forschungsreaktors<br />

am Departement<br />

Physik eingereicht. Es beschreibt das<br />

geplante Vorgehen zur sicheren<br />

Demontage und Entsorgung der<br />

Anlage. Nach Prüfung durch die<br />

Behörden soll bis Ende 2018 die Stilllegungsverfügung<br />

erteilt werden.<br />

Die Universität Basel hatte 2013<br />

entschieden, den Reaktor AGN-211-P<br />

stillzulegen, der seit Ende der 1950er-<br />

Jahre am Departement Physik primär<br />

für Ausbildungszwecke diente. Der<br />

Reaktor wurde bereits 2015 ausser<br />

Betrieb genommen und die Brennelemente<br />

zurück in die USA überführt.<br />

Die Unterlagen des Stilllegungsprojekts<br />

beruhen auf sorgfältigen<br />

Analysen. Diese haben ergeben, dass<br />

die Anlage kontaminationsfrei ist und<br />

radioaktive Stoffe ausschließlich in<br />

gebundener Form vorkommen. Die<br />

Analysen und Berechnungen – auch<br />

für Störfälle wie etwa einen Flugzeugabsturz<br />

– kommen zum Schluss, dass<br />

das Gefährdungspotenzial bei der<br />

Stilllegung vernachlässigbar klein ist.<br />

Ein Umweltverträglichkeitsbericht,<br />

der Teil des Stilllegungsgesuchs ist,<br />

beurteilt die nichtnuklearen Auswirkungen<br />

der Rückbauarbeiten. Er<br />

weist nach, dass dadurch keine bzw.<br />

nur vernachlässigbare Auswirkungen<br />

auf die Umwelt entstehen.<br />

Die Universität Basel wird die Stilllegung<br />

nach dem Stand von Wissenschaft<br />

und Technik durchführen. Der<br />

Rückbau beginnt mit der Demontage<br />

und Zerlegung von aktivierten Teilen<br />

des Reaktors und endet mit dem messtechnischen<br />

Nachweis, dass die Baustrukturen<br />

aus dem Kernenergiegesetz<br />

entlassen werden können. Anschließend<br />

lässt sich der Reaktorraum<br />

für andere Zwecke nutzen.<br />

Für den Schutz von Mensch und<br />

Umwelt sorgen verschiedene Vorkehrungen,<br />

die sicherstellen, dass<br />

während der Stilllegung keine radioaktiven<br />

Stoffe freigesetzt werden.<br />

Dazu zählen unter anderem die<br />

Trennung in verschiedene Strahlenschutzbereiche,<br />

Rückhalteeinrichtungen<br />

und Kontaminationskontrollen.<br />

Die Abluft wird überwacht.<br />

Bei der Stilllegung der Anlage AGN-<br />

211-P fallen ausschließlich schwachradioaktive<br />

und inaktive Abfälle an.<br />

Ziel ist es, die Abfall mengen weitestgehend<br />

zu reduzieren. Die Abfälle<br />

werden soweit möglich freigemessen<br />

oder für die Abkling- bzw. geologische<br />

Tiefenlagerung vorbereitet. Insgesamt<br />

rechnen die Projektverantwortlichen<br />

mit ca. zehn Fässern (zu je 200 Liter)<br />

Material.<br />

Die Universität Basel geht davon<br />

aus, dass das Departement für<br />

Umwelt, Verkehr, Energie und<br />

Kommunikation (UVEK) bis Ende<br />

2018 die Stilllegungsverfügung<br />

erteilt. Bis dahin können im Rahmen<br />

der bestehenden Bewilligung vorbereitende<br />

Arbeiten durchgeführt<br />

werden. Die Rückbauarbeiten sollen<br />

bis Ende 2020 abgeschlossen sein,<br />

und auch die Entlassung der Anlage<br />

aus der Kernenergiegesetzgebung soll<br />

bis zu diesem Zeitpunkt erfolgen.<br />

Die Kosten für die Stilllegung und<br />

den Rückbau inklusive der bereits<br />

erfolgten Rückführung der Brennelemente<br />

belaufen sich auf rund<br />

10 Mio. Franken. Diese werden auf<br />

Basis des Staatsvertrags der Kantone<br />

Basel-Stadt und Basel-Landschaft<br />

über die gemeinsame Trägerschaft der<br />

Universität ausschließlich durch den<br />

Kanton Basel-Stadt finanziert.<br />

| | www.unibas.ch<br />

Market data<br />

(All information is supplied without<br />

guarantee.)<br />

Nuclear fuel supply market data<br />

Information in current (nominal)<br />

U.S.-$. No inflation adjustment of<br />

prices on a base year. Separative work<br />

data for the formerly “secondary<br />

market”. Uranium prices [US-$/lb<br />

U 3 O 8 ; 1 lb = 453.53 g; 1 lb U 3 O 8 =<br />

0.385 kg U]. Conversion prices [US-$/<br />

kg U], Separative work [US-$/SWU<br />

(Separative work unit)].<br />

January to December 2013<br />

• Uranium: 34.00–43.50<br />

• Conversion: 9.25–11.50<br />

• Separative work: 98.00–127.00<br />

January to December 2014<br />

• Uranium: 28.10–42.00<br />

• Conversion: 7.25–11.00<br />

• Separative work: 86.00–98.00<br />

January to June 2015<br />

• Uranium: 35.00–39.75<br />

• Conversion: 7.00–9.50<br />

• Separative work: 70.00–92.00<br />

June to December 2015<br />

• Uranium: 35.00–37.45<br />

• Conversion: 6.25–8.00<br />

• Separative work: 58.00–76.00<br />

2016<br />

January to June 2016<br />

• Uranium: 26.50–35.25<br />

341<br />

NEWS<br />

News


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

342<br />

NEWS<br />

| | Uranium spot market prices from 1980 to <strong>2017</strong> and from 2007 to <strong>2017</strong>. The price range is shown.<br />

In years with U.S. trade restrictions the unrestricted uranium spot market price is shown.<br />

The Settlement Price for peak load<br />

contract (Phelix Futures) with delivery<br />

in 2018 amounted to 38.57 €/MWh.<br />

On the EEX Market for emission<br />

allowances, a total volume of 91.7 million<br />

tonnes of CO 2 was traded in February<br />

which represents a year-on-year<br />

increase of 6 % (February 2016: 86.4<br />

million tonnes of CO 2 ). In particular,<br />

this development was driven by the<br />

EUA Derivatives Market which increased<br />

by 14 % to 20.7 million tonnes<br />

of CO 2 (February 2016: 18.2 million<br />

tonnes of CO 2 ). The primary market<br />

auctions contributed 69.0 million<br />

tonnes of CO2 to the total volume.<br />

The E-Carbix amounted to 5.14 €/<br />

EUA, the EUA price with delivery in<br />

December 2016 amounted to<br />

4.94/5.39 €/ EUA (min./max.).<br />

| | www.eex.com<br />

| | Separative work and conversion market price ranges from 2007 to <strong>2017</strong>. The price range is shown.<br />

)1<br />

In December 2009 Energy Intelligence changed the method of calculation for spot market prices. The change results in virtual price leaps.<br />

• Conversion: 6.25–6.75<br />

• Separative work: 58.00–62.00<br />

July 2016<br />

• Uranium: 26.50–27.80<br />

• Conversion: 6.00–6.50<br />

• Separative work: 58.00–62.00<br />

August 2016<br />

• Uranium: 22.25–26.40<br />

• Conversion: 5.50–5.75<br />

• Separative work: 58.00–62.00<br />

September 2016<br />

• Uranium: 22.25–22.75<br />

• Conversion: 5.50–5.75<br />

• Separative work: 52.00–55.00<br />

October 2016<br />

• Uranium: 19.60–22.90<br />

• Conversion: 5.50–5.75<br />

• Separative work: 49.00–53.00<br />

November 2016<br />

• Uranium: 18.50–18.90<br />

• Conversion: 5.50–5.75<br />

• Separative work: 48.00–51.00<br />

December 2016<br />

• Uranium: 18.75–21.50<br />

• Conversion: 5.50–5.75<br />

• Separative work: 47.00–50.00<br />

<strong>2017</strong><br />

January <strong>2017</strong><br />

• Uranium: 20.25–25.50<br />

• Conversion: 5.50–6.75<br />

• Separative work: 47.00–50.00<br />

February <strong>2017</strong><br />

• Uranium: 23.50–26.50<br />

• Conversion: 5.50–6.75<br />

• Separative work: 48.00–50.00<br />

| | Source: Energy Intelligence<br />

www.energyintel.com<br />

Cross-border price for hard coal<br />

Cross-border price for hard coal in<br />

[€/t TCE] and orders in [t TCE] for<br />

use in power plants (TCE: tonnes of<br />

coal equivalent, German border):<br />

2012: 93.02; 27,453,635<br />

2013: 79.12, 31,637,166<br />

2014: 72.94, 30,591,663<br />

2015: 67.90; 28,919,230<br />

2016: 67.07; 29,787,178<br />

I. quarter: 56.87; 8,627,347<br />

II. quarter: 56.12; 5,970,240<br />

III. quarter: 65.03, 7.257.041<br />

IV. quarter: 88.28; 7,932,550<br />

| | Source: BAFA, some data provisional<br />

www.bafa.de<br />

EEX Trading Results<br />

in February <strong>2017</strong><br />

(eex) In February <strong>2017</strong>, the European<br />

Energy Exchange (EEX) has reached a<br />

volume of 200.8 TWh on its power derivatives<br />

markets (February 2016:<br />

300.3 TWh). In a shrinking overall<br />

market, EEX reached a volume of 22.1<br />

TWh in Italy (previous year: 44.0<br />

TWh) and 12.3 TWh in France (previous<br />

year: 32.6 TWh). Furthermore,<br />

151.0 TWh were traded in the German<br />

market (previous year: 205.0 TWh).<br />

The February volumes comprised<br />

101.0 TWh registered at EEX for<br />

clearing. Clearing and settlement of<br />

all transactions was executed by<br />

European Commodity Clearing (ECC).<br />

The Settlement Price for base load<br />

contract (Phelix Futures) with delivery<br />

in 2018 amounted to 30.40 €/MWh.<br />

MWV crude oil/product prices<br />

in February <strong>2017</strong><br />

(mwv) According to infor mation and<br />

calculations by the Association of the<br />

German Petroleum Industry MWV e.V.<br />

in February <strong>2017</strong> the prices for super<br />

fuel and heating oil noted again<br />

( slightly) higher for fuel oil sligthly<br />

lower compared with the previous<br />

month January <strong>2017</strong>. The average gas<br />

station prices for Euro super consisted<br />

of 139.39 €Cent (January <strong>2017</strong>: 138.82<br />

€Cent, approx. +0.41 % in brackets:<br />

each information for previous month<br />

or rather previous month comparison),<br />

for diesel fuel of 118.27 €Cent (118.76;<br />

-0.41 %) and for heating oil (HEL) of<br />

59.28 €Cent (59.02, +0.44 %).<br />

The tax share for super with a<br />

consumer price of 139.39 €Cent<br />

(138.82 €Cent) consisted of<br />

65.45 €Cent (46.95 %, 65.45 €Cent)<br />

for the current constant mineral oil<br />

tax share and 22.26 €Cent (current<br />

rate: 19.0 % = const., 22.16 €Cent) for<br />

the value added tax. The product<br />

price (notation Rotterdam) consisted<br />

of 39.59 €Cent (28.40 %, 38.81 €Cent)<br />

and the gross margin consisted of<br />

12.09 €Cent (8.7 %; 12.40 €Cent).<br />

Thus the overall tax share for super<br />

results of 66.0 % (66.1 %).<br />

Worldwide crude oil prices<br />

( monthly average price OPEC/Brent/<br />

WTI, Source: U.S. EIA) were approx.<br />

+1.85 % (+1.02 %) higher in February<br />

compared to January <strong>2017</strong> due to the<br />

decision of the OPEC to restrict and<br />

lower the crude oil production. The<br />

market showed a stable development<br />

with sligthly higher prices; each in<br />

US-$/bbl: OPEC basket: 53.37 (52.40);<br />

UK-Brent: 54.87 (54.58); West Texas<br />

Inter mediate (WTI): 53.47 (52.50)<br />

| | www.mwv.de<br />

News


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

Time for Nuclear to Hold its Nerve<br />

at this Pivotal Time for the Industry<br />

John Shepherd<br />

Recent weeks have been tough for the world’s nuclear energy industry.<br />

A chain reaction of unfortunate events started in January<br />

<strong>2017</strong> when the president of Japanese behemoth Toshiba<br />

Corporation, Satoshi Tsunakawa, said “substantial changes”<br />

were needed to the corporation’s nuclear power business.<br />

Tsunakawa revealed the company faced a loss of as<br />

much as 700 billion Japanese yen – equivalent to around<br />

EUR 6 bn – on nuclear construction projects in the US.<br />

Tsunakawa, who took over as president last summer in<br />

the wake of an accounting scandal, made it clear that positioning<br />

nuclear power as the core of the company’s energy<br />

business would change and Toshiba expected to see a contraction<br />

of its nuclear business overseas as a result of the loss.<br />

This announcement made for uncomfortable headlines<br />

around the world.<br />

According to the Japan Atomic Industrial Forum,<br />

Toshiba's move dated back to 2015, when the assets were<br />

valued of CB&I Stone and Webster – the nuclear construction<br />

arm of CB&I that was acquired in 2015/2016 by Toshiba's<br />

US subsidiary, the Westinghouse Electric Company.<br />

Fast forward to March, and the enormity of problems<br />

Toshiba was facing were laid bare when it was announced<br />

that Westinghouse and certain of its subsidiaries and<br />

affiliates had filed voluntary petitions under Chapter 11 of<br />

the US Bankruptcy Code.<br />

Westinghouse said it was “seeking to undertake a<br />

strategic restructuring as a result of certain financial and<br />

construction challenges in its US AP1000 power plant<br />

projects”. However, Westinghouse said it had obtained<br />

$ 800 million in debtor-in-possession (DIP) financing from<br />

a third-party lender to help fund and protect its core<br />

businesses during its reorganisation.<br />

Meanwhile, Westinghouse said operations in its Asia and<br />

Europe, the Middle East and Africa regions were not impacted<br />

by the Chapter 11 filings – stressing customers in those<br />

regions would continue to receive “the high-quality products<br />

and services they have come to expect in the usual course as<br />

the regions will also be supported by the DIP financing”.<br />

In addition, Westinghouse said it had reached an agreement<br />

with each owner of the US AP1000 projects to<br />

continue these projects during an initial assessment period.<br />

The company reiterated its commitment to its AP1000 technology<br />

“as the industry’s premier Gen III+ nuclear power<br />

plant design, and will continue its existing projects in China<br />

as well as pursuit of other potential projects in the future”.<br />

The world’s first eight AP1000 units are currently being<br />

delivered at four sites in the US and China. Two units each<br />

are in the final stages of completion at the Sanmen and<br />

Haiyang sites in China, with an additional two units each under<br />

construction at the V C Summer and Vogtle sites in the US.<br />

Westinghouse interim president and CEO José Emeterio<br />

Gutiérrez pledged the company’s moves would put the<br />

company “on a path to resolve our AP1000 financial<br />

challenges while protecting our core businesses”. In<br />

addition, Gutiérrez said the company was “focused on<br />

developing a plan of reorganisation to emerge from<br />

Chapter 11 as a stronger company while continuing to be a<br />

global nuclear technology leader”.<br />

However, Gutiérrez’s optimism was not enough to stop<br />

French utility Engie offloading its share of a project to build<br />

three AP1000 nuclear reactor units at the highly- anticipated<br />

Moorside site in northwest England to Toshiba. Engie said it<br />

was exercising its contractual rights to transfer its<br />

40 percent share to Toshiba because it was “facing some<br />

significant challenges”.<br />

Engie's decision means, as this article goes to press,<br />

Toshiba is the sole owner of NuGen, the company behind<br />

the Moorside project. Nevertheless, Engie said it remained<br />

willing to deploy its know-how and expertise to help NuGen<br />

with “any restructuring with new potential partners for the<br />

development, construction and operation” of Moorside.<br />

But there has since been better news to cheer nuclear’s<br />

fortunes and lift some of the gloom surrounding Westinghouse,<br />

with the confirmation by UK nuclear regulators<br />

of the acceptability of the AP1000 reactor design to be<br />

deployed at Moorside.<br />

The decision is noteworthy because the AP1000 reactor<br />

design has now become only the second of the new<br />

generation of reactors to be confirmed by regulators to be<br />

acceptable for deployment in the UK.<br />

NuGen CEO Tom Samson welcomed the news “as a major<br />

step forward for Moorside and for the UK’s mission to deliver<br />

secure, low-carbon electricity for generations to come”.<br />

Toshiba and Westinghouse are of course not the only<br />

nuclear giants to have faced difficulties of late. Last year,<br />

France’s Areva group detailed plans to raise as much as<br />

EUR 8 billion in a restructuring of the state-controlled<br />

nuclear-engineering group after years of losses. The<br />

restructuring is ongoing.<br />

Whatever the difficulties, the nuclear industry can and<br />

must prosper and recent events should not be exaggerated.<br />

The world still needs nuclear to succeed and for nuclear<br />

technologies to be developed for the future. That’s the<br />

opinion of organisations independent of industry. For<br />

example, in March, the International Energy Agency said<br />

increased investment in nuclear power and other lowcarbon<br />

technologies was needed over the next 30 years to<br />

limit the global mean temperature rise to below 2 °C.<br />

Meanwhile, in a soon-to-be new nuclear nation, an<br />

opinion poll on nuclear energy in the United Arab Emirates<br />

(UAE), which is building four South Korean APR-1400<br />

reactors, indicated that 83 percent of UAE residents were in<br />

favour of the programme. The poll, commissioned by the<br />

Emirates Nuclear Energy Corporation and conducted by the<br />

independent global market research specialists Kantar<br />

TNS, indicated 92 percent of residents believed the UAE's<br />

first civil nuclear project to be important for the UAE.<br />

The nuclear industry has seen setbacks before. And it is<br />

the nature of this inter-connected global industry to find<br />

itself in the international media spotlight when “bad news”<br />

strikes. The task for the industry now is to pick itself up and<br />

face the economic challenges head-on. As one English<br />

proverb notes, “fortune favours the brave”.<br />

Author<br />

John Shepherd<br />

nuclear 24<br />

41a Beoley Road West<br />

St George’s<br />

Redditch B98 8LR, United Kingdom<br />

Links to reference<br />

sources:<br />

Westinghouse<br />

announces strategic<br />

restructuring:<br />

http://bit.ly/2og2njt<br />

NuGen welcomes<br />

AP1000 design<br />

acceptance:<br />

http://bit.ly/2ov3a2g<br />

343<br />

NUCLEAR TODAY<br />

Nuclear Today<br />

Time for Nuclear to Hold its Nerve at this Pivotal Time for the Industry ı John Shepherd


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

344<br />

Operating results 2016 – Part I*<br />

REPORT<br />

In 2016 the German nuclear power plants generated<br />

84.63 billion kilowatt hours (kWh) of electricity gross.<br />

No nuclear power plant ceased operation in 2016 due to<br />

the revision of the German Atomic Energy Act in the political<br />

aftermath of the accidents in Fukushima, Japan, in<br />

2011. Eight nuclear power plants with an electric gross<br />

output of 11,357 MWe were in operation on 31 December<br />

2016 (in 2015, see Table, including KKG Grafenrheinfeld,<br />

nine plants: 12,702 MWe).<br />

Six power plants in operation until 31 December 2016<br />

achieved operating results with a gross production greater<br />

than 10 billion kilowatt hours and again four power plants<br />

even produced more than 11 billion kilowatt hours.<br />

German nuclear power plants achieved three of the<br />

world’s ten best production results in 2016. At the end of<br />

2016, 450 reactor units were in operation in 31 countries<br />

and 65 were under construction in 15 countries. With 450<br />

units the most quantity of plants has been in operation for<br />

the first time in the history of peaceful use of nuclear power<br />

in energy generation than in any other year before. The<br />

share of nuclear power in world electricity production was<br />

around 11 %. German nuclear power plants have been occupying<br />

top spots in electricity production for decades thus<br />

providing an impressive demonstration of their efficiency,<br />

availability and reliability.<br />

The Palo Verde 2 nuclear power plant in the United<br />

States of America (capacity: 1,414 MWe gross) achieved<br />

the world record in electricity production in 2016 with<br />

12,495,000 MWh. The German nuclear power plants Isar<br />

2 (KKI 2, 11,990,925 MWh) Brokdorf (KBR,<br />

11,503,003 MWh) and Neckarwestheim II (GKN II,<br />

11,391,770 MWh) took the third, sixth and eighth place.<br />

* The reports with additional operating results of European<br />

nuclear power plants will be published in a further<br />

issue of <strong>atw</strong>.<br />

D<br />

German nuclear power plant<br />

Top Ten: Electricity production 1981 to 2016<br />

Top Ten: Nuclear Power Plants<br />

Year<br />

World's<br />

best<br />

2 3 4 5 6 7 8 9 10<br />

1981<br />

1982<br />

1983<br />

1984<br />

1985<br />

1986<br />

1987<br />

1988<br />

1989<br />

1990<br />

1991<br />

1992<br />

1993<br />

1994<br />

1995<br />

1996<br />

1997<br />

1998<br />

1999<br />

2000<br />

2001<br />

2002<br />

2003<br />

2004<br />

2005<br />

2006<br />

2007<br />

2008<br />

2009<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

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D<br />

D<br />

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D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

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D<br />

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D<br />

D<br />

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D<br />

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D<br />

D<br />

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D<br />

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D<br />

D<br />

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D<br />

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D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

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D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

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D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

D<br />

2010<br />

D D D D D D<br />

2011 D D D D<br />

2012<br />

D D D<br />

D<br />

2013 D D D<br />

2014<br />

D D D D<br />

2015 D D D D<br />

2016 D D D<br />

Report<br />

Operating results 2016 – Part I*


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

345<br />

Operating results of nuclear power plants in Germany 2015 and 2016<br />

Nuclear power plant Rated power Gross electricity generation<br />

in MWh<br />

Availability<br />

factor*<br />

in %<br />

Energy availability<br />

factor**<br />

in %<br />

REPORT<br />

gross<br />

in MWe<br />

net<br />

in MWe<br />

2015 2016 2015 2016 2015 2016<br />

Brokdorf KBR 1,480 1,410 11,181,334 11,503,003 93.72 93.28 92.89 93.08<br />

Emsland KKE 1,406 1,335 10,954,690 11,113,993 91.09 94.25 90.59 94.13<br />

Grafenrheinfeld KKG**** (1,345) (1,275) 4,360,793 0.0 94.75 0.0 93.84 0.0<br />

Grohnde KWG 1,430 1,360 10,444,821 8,903,639 89.41 75.11 88.45 73.08<br />

Gundremmingen KRB B 1,344 1,284 10,872,481 10,015,303 93.98 89.81 93.52 89.30<br />

Gundremmingen KRB C 1,344 1,288 10,348,139 9,396,741 90.18 85.98 89.49 85.46<br />

Isar KKI 2 1,485 1,410 11,107,228 11,990,925 89.01 95.86 88.74 95.68<br />

Neckarwestheim GKN II 1,400 1,310 11,212,950 11,391,770 93.13 94.69 92.96 94.26<br />

Philippsburg KKP 2 1,468 1,402 11,303,875 10,318,992 90.55 82.32 90.39 82.19<br />

Total*** 11,357 10,799 91,786,310 84,634,367 91.76 88.91 91.77 88.40<br />

* Availability factor (time availability factor) k t = t N /t V : The time availability factor k t is the quotient of available time of a plant<br />

(t V ) and the reference period (t N ). The time availability factor is a degree for the deployability of a power plant.<br />

** Energy availability factor k W = W V /W N : The energy availability factor k W is the quotient of available energy of a plant (W V )<br />

and the nominal energy (W N ). The nominal energy W N is the product of nominal capacity and reference period. This variable<br />

is used as a reference variable (100 % value) for availability considerations. The available energy W V is the energy which can<br />

be generated in the reference period due to the technical and operational condition of the plant. Energy availability factors in<br />

excess of 100 % are thus impossible, as opposed to energy utilisation.<br />

*** Inclusive of round up/down, rated power in 2016.<br />

**** The Grafenrheinfeld NPP was permanently shut-down in 2015 due to the revision of the German Atomic Energy Act in 2011.<br />

All data in this report as of 31 March <strong>2017</strong>.<br />

Report<br />

Operating results 2016 – Part I*


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

346<br />

Brokdorf<br />

REPORT<br />

Operating sequence in 2016<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

Electrical output in %<br />

January February March April May June July August September October November December<br />

The Brokdorf nuclear power plant remained in constant power<br />

operation with the exceptions of the annual outage and an<br />

11.5 h period to repair a leakage on the generator circuit breaker<br />

AQ01H001. On order of the grid operator grid supporting<br />

services were often provided.<br />

With an annual result of 11,503,003 MWh (gross) Brokdorf<br />

nuclear power plant achieved a top result.<br />

Power reductions above 10 % and longer than for 24 h<br />

See operating diagram: Load following for grid supporting.<br />

WANO Review/Technical Support Mission<br />

From 29 February 2016 until 18 March 2016 the World<br />

Association of Nuclear Operators (WANO) carried out a Peer<br />

Review at the Brokdorf nuclear power plant.<br />

Planned shutdowns<br />

The plant was shut down on 11 June 2016 after a 21-day stretchout<br />

operation for the 28 th overall maintenance inspection and<br />

refuelling.<br />

100 Focus points were:<br />

• Reactor cooling system<br />

80 Complete core discharge, inspection of fuel elements, etc.,<br />

• 60 Reactor coolant pumps YD10<br />

40<br />

plug testing DE10, eddy current testing DE30/40.<br />

Ring exchange of main coolant pump motors,<br />

eddy current testing of pump shaft,<br />

inspection of the axial bearings.<br />

20<br />

• Generator<br />

Exchange of generator rotor.<br />

0<br />

• Cooling water system<br />

Maintenance of the pump channel head VE30/40,<br />

pressure test of secured secondary cooling water pipes, return<br />

flow line and lead flow line.<br />

Positionierung:<br />

Bezug, links, unten<br />

X = 20,475 Y = 95,25 B = 173,5 H = 38,2<br />

VGB: HKS6K 30 %<br />

<strong>atw</strong>: 100 60 0 0<br />

• Transformer<br />

Exchange of the low-voltage auxiliary<br />

power transformer CS42/CT21.<br />

• Block protection<br />

Optimisation of the phase failure detection..<br />

Unplanned shutdowns and reactor/turbine trip<br />

On 27 February 2016, during the period from 03:54 until<br />

15:33 h the generator was taken from the grid to repair a leak<br />

from one of the coolant hose screw connections of the generator<br />

circuit breaker AQ01H001. The reactor was shutdown to the<br />

minimum load point.<br />

Delivery of fuel elements<br />

During the reporting year 32 fresh uranium fuel elements were<br />

delivered.<br />

Waste management status<br />

By the end of the year 2016 29 loaded CASTOR © casks were<br />

located at the on-site intermediate storage Brokdorf.<br />

Report<br />

Operating results 2016 – Part I*


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

347<br />

Operating data<br />

Review period 2016<br />

REPORT<br />

Plant operator: PreussenElektra GmbH<br />

Shareholder/Owner: PreussenElektra GmbH (80 %),<br />

Vattenfall Europe Nuclear Energy GmbH (20 %)<br />

Plant name: Kernkraftwerk Brokdorf (KBR)<br />

Address: PreussenElektra GmbH, Kernkraftwerk Brokdorf,<br />

25576 Brokdorf<br />

Phone: 04829 752560, Telefax: 04829 511<br />

Web: www.preussenelektra.de<br />

100<br />

90<br />

80<br />

94<br />

Availability factor in %<br />

Capacity factor in %<br />

93<br />

79<br />

84<br />

92<br />

93<br />

93<br />

93<br />

70<br />

First synchronisation: 10-14-1986<br />

Date of commercial operation: 12-22-1986<br />

Design electrical rating (gross):<br />

1,480 MW<br />

Design electrical rating (net):<br />

1,410 MW<br />

Reactor type:<br />

PWR<br />

Supplier:<br />

Siemens/KWU<br />

The following operating results were achieved:<br />

Operating period, reactor:<br />

8,208 h<br />

Gross electrical energy generated in 2016:<br />

11,503,003 MWh<br />

Net electrical energy generated in 2016:<br />

10,938,011 MWh<br />

Gross electrical energy generated since<br />

first synchronisation until 12-31-2016:<br />

334,413,912 MWh<br />

Net electrical energy generated since<br />

first synchronisation until 12-31-2016:<br />

317,930,466 MWh<br />

Availability factor in 2016: 93.28 %<br />

Availability factor since<br />

date of commercial operation: 91.09 %<br />

Capacity factor 2016: 93.08 %<br />

Capacity factor since<br />

date of commercial operation: 90.48 %<br />

Downtime<br />

(schedule and forced) in 2016: 6.72 %<br />

Number of reactor scrams 2016: 0<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

10<br />

9<br />

8<br />

7<br />

94<br />

2009<br />

94 84<br />

2010 2011<br />

84<br />

2012<br />

93<br />

2013<br />

93<br />

2014<br />

Collective radiation dose of own<br />

and outside personnel in Sv<br />

93<br />

2015<br />

93<br />

2016<br />

Licensed annual emission limits in 2016:<br />

Emission of noble gases with plant exhaust air:<br />

Emission of iodine-131 with plant exhaust air:<br />

Emission of nuclear fission and activation products<br />

with plant waste water (excluding tritium):<br />

1.0 · 10 15 Bq<br />

6.0 · 10 9 Bq<br />

5.55 · 10 10 Bq<br />

6<br />

5<br />

4<br />

Proportion of licensed annual emission limits<br />

for radioactive materials in 2016 for:<br />

Emission of noble gases with plant exhaust air: 0.025 %<br />

Emission of iodine-131 with plant exhaust air: 0.002 %<br />

Emission of nuclear fission and activation products<br />

with plant waste water (excluding tritium): 0.000 %<br />

Collective dose:<br />

0.142 Sv<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

0.28<br />

2009<br />

0.18 0.22<br />

2010 2011<br />

0.13<br />

2012<br />

0.22<br />

2013<br />

0.17<br />

2014<br />

0.14<br />

2015<br />

0.14<br />

2016<br />

Report<br />

Operating results 2016 – Part I*


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

348<br />

Emsland<br />

REPORT<br />

Operating sequence in 2016<br />

Electrical output in %<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

January February March April May June July August September October November December<br />

Apart from the overall maintenance outage in May and June<br />

and the refuelling outage by the end of the year the Emsland<br />

nuclear power plant has been operating uninterruptedly and<br />

mainly at full load during 2016.<br />

Producing a gross power of 11,113,993 MWh with a capacity<br />

factor of 94.13 %, the power plant achieved again a very good<br />

operating result.<br />

Delivery of fuel elements<br />

• 24 Uranium-fuel elements.<br />

Waste management status<br />

During 2016 no CASTOR © cask loading was carried out. There<br />

were still 38 loaded casks in the local interim storage facility at<br />

the end of the year.<br />

Planned shutdowns<br />

28 th refuelling and overall maintenance inspection:<br />

The annual outage was scheduled for the period 21 May to<br />

6 June. The outage took 15.9 days from high-voltage breaker<br />

100 opening to breaker closing. In addition to the replacement of 16<br />

fuel assemblies the following major maintenance and inspection<br />

activities 80 were carried out:<br />

• Inspection of core and reactor pressure vessel internals.<br />

• 60 Inspection of a reactor coolant pump.<br />

• Inspection of pressurizer valves.<br />

•<br />

40<br />

Pressure test on different coolers and tanks.<br />

• Inspection of a main condensate pump.<br />

20<br />

• Maintenance works on different transformers.<br />

• Different automatic non-destructive examinations.<br />

0<br />

29 th refuelling outage:<br />

By the end of the year, KKE stopped operation for a second refuelling<br />

outage, starting on 21 December 2016. Main task was the<br />

replacement of 24 fuel assemblies.<br />

Positionierung:<br />

Bezug, links, unten<br />

X = 20,475 Y = 95,25 B = 173,5 H = 38,2<br />

VGB: HKS6K 30 %<br />

<strong>atw</strong>: 100 60 0 0<br />

Unplanned shutdowns and reactor/turbine trip<br />

None.<br />

Power reductions above 10 % and longer than for 24 h<br />

Stretch-out operation from 20 March to 21 May.<br />

Stretch-out operation from 11 October to 26 December.<br />

General points<br />

On 22 December 2016 an early license application according to<br />

§7.3 Atomic Law on closing and dismantling of the KKE nuclear<br />

power plant was submitted to the ministry from Lower Saxony<br />

of Environment, Energy and Climate Protection. Planned shutdown<br />

date is 31 December 2022.<br />

Report<br />

Operating results 2016 – Part I*


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

349<br />

Operating data<br />

Review period 2016<br />

REPORT<br />

Plant operator: Kernkraftwerke Lippe-Ems GmbH<br />

Shareholder/Owner: RWE Power AG (87,5 %),<br />

PreussenElektra GmbH (12,5 %)<br />

Plant name: Kernkraftwerk Emsland (KKE)<br />

Address: Kernkraftwerk Emsland,<br />

Am Hilgenberg , 49811 Lingen<br />

Phone: 0591 806-1612<br />

Web: www.rwe.com<br />

100<br />

90<br />

80<br />

93<br />

Availability factor in %<br />

Capacity factor in %<br />

94 95 95<br />

95<br />

95<br />

91<br />

94<br />

First synchronisation: 04-19-1988<br />

Date of commercial operation: 06-20-1988<br />

Design electrical rating (gross):<br />

1,406 MW<br />

Design electrical rating (net):<br />

1,335 MW<br />

Reactor type:<br />

PWR<br />

Supplier:<br />

Siemens/KWU<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

The following operating results were achieved:<br />

Operating period, reactor:<br />

8,285 h<br />

Gross electrical energy generated in 2016: 11,113,993 MWh<br />

Net electrical energy generated in 2016:<br />

10,539,681 MWh<br />

Gross electrical energy generated since<br />

first synchronisation until 12-31-2016:<br />

323,999,579 MWh<br />

Net electrical energy generated since<br />

first synchronisation until 12-31-2016:<br />

307,163,345 MWh<br />

Availability factor in 2016: 94.25 %<br />

Availability factor since<br />

date of commercial operation: 94.07 %<br />

Capacity factor 2016: 94.13 %<br />

Capacity factor since<br />

date of commercial operation: 93.93 %<br />

Downtime<br />

(schedule and forced) in 2016: 5.75 %<br />

Number of reactor scrams 2016: 0<br />

Licensed annual emission limits in 2016:<br />

Emission of noble gases with plant exhaust air:<br />

Emission of iodine-131 with plant exhaust air:<br />

(incl. H-3 and C-14)<br />

Emission of nuclear fission and activation products<br />

with plant waste water (excluding tritium):<br />

1.0 · 10 15 Bq<br />

5.0 · 10 9 Bq<br />

3.7 · 10 10 Bq<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

10<br />

9<br />

8<br />

7<br />

6<br />

5<br />

4<br />

94<br />

2009<br />

95 95 95<br />

2010 2011 2012<br />

95<br />

2013<br />

95<br />

2014<br />

Collective radiation dose of own<br />

and outside personnel in Sv<br />

91<br />

2015<br />

94<br />

2016<br />

Proportion of licensed annual emission limits<br />

for radioactive materials in 2016 for:<br />

Emission of noble gases with plant exhaust air: 0.097 %<br />

Emission of iodine-131 with plant exhaust air: 0.0 %<br />

(incl. H-3 and C-14)<br />

Emission of nuclear fission and activation products<br />

with plant waste water (excluding tritium): 0.00 %<br />

Collective dose:<br />

0.054 Sv<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

0.09 0.15 0.07 0.09<br />

2009<br />

2010 2011 2012<br />

0.08<br />

2013<br />

0.06<br />

2014<br />

0.10<br />

2015<br />

0.05<br />

2016<br />

Report<br />

Operating results 2016 – Part I*


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

350<br />

Grohnde<br />

REPORT<br />

Operating sequence in 2016<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

Electrical output in %<br />

January February March April May June July August September October November December<br />

During the reporting year 2016 the nuclear power plant Grohnde<br />

was taken off the grid for a 75-day revision with refuelling.<br />

It achieved an availability factor of 75.1 %.<br />

The gross production amounted to 8,903,638.8 MWh.<br />

The scheduled 16-day downtime for the revision had to be<br />

extended by 59 days due to a failure at the rotor assembly of<br />

the residual-heat removal pump TH40 D001, thus requiring an<br />

extensive inspection programme. The plant was additionally<br />

taken from the grid for 16 days in July/August due to the repair<br />

of a small leak at the pressure head measurement system of one<br />

of the reactor coolant pumps.<br />

100 Planned shutdowns<br />

2 April to 16 June: 33 rd fuel element exchange and plant revision:<br />

After 80 a 19-days stretch-out operation the nuclear power plant<br />

Grohnde was shut down as scheduled for a its annual revision<br />

and<br />

60<br />

the 33 rd fuel element exchange on 2 April. Restart was on<br />

June 15.<br />

40<br />

Significant works during the overall maintenance inspection<br />

were:<br />

20<br />

• Fuel element exchange.<br />

• Inspection of fuel elements and spacers.<br />

0<br />

• Eddy current and visual testing of control rods.<br />

• Visual testing of 15 flow restrictor assemblies.<br />

• Ultrasonic testing on all four main coolant pipes YA10 to 40.<br />

• Diesel engine replacement and axial bearing revision.<br />

• Internal examination of the nuclear intercooler, the flooding<br />

tanks TH30 B001/2 and of the accumulator TH36/37 B001.<br />

• Internal examination and pressure test of the residual heat<br />

exchanger TA00 B001 and of the high-pressure pre-heater<br />

TA11/12 B001.<br />

• Inspection of pumps TF31 D001 and TH35 D001.<br />

• Inspection of the valve S002 on the low-pressure TH11 injection<br />

system.<br />

• Pressure testing of the high-pressure pre-heaters.<br />

Positionierung:<br />

Bezug, links, unten<br />

X = 20,475 Y = 95,25 B = 173,5 H = 38,2<br />

VGB: HKS6K 30 %<br />

<strong>atw</strong>: 100 60 0 0<br />

In the course of the tests during restart of the plant for its 34 th<br />

cycle, at 156 bars and a primary coolant temperature of approx.<br />

296 °C, a leaking fitting was detected on 18 April at the TA<br />

volume control system which required another controlled<br />

shutdown to cold condition of the entire plant. A damage of<br />

the residual heat removal system TH40D001 was verified<br />

( material removal on the impeller and the stator of the pump).<br />

As a consequence (in addition to the repair of the residual heat<br />

removal pump), an extensive flushing and inspection programme<br />

on the primary coolant system (including the reactor core and<br />

all components of its adjacent systems) was initiated. Due to the<br />

extension to 59 days the core loading was adapted for the<br />

34 th cycle. The new core comprises only 16 fresh fuel elements.<br />

Unplanned shutdowns and reactor/turbine trip<br />

30 July to 15 August: Extraordinary shutdown for repair of<br />

a small hot leak. The plant was extraordinarily shut down<br />

on 30 July 2016, due to a small leak at the pressure head<br />

measurement of the main coolant pump YD40. After the repair<br />

of a defect weld seam and the inspection of further 23 weld<br />

seams the plant was started-up again on 15 August 2016.<br />

Power reductions above 10 % and longer than for 24 h<br />

In January, June, July, August and December the unit was<br />

operated in load following mode as required by the load<br />

dispatcher.<br />

Between 28 June and 13 July the maximum generator output<br />

had to be limited to 1,220 MW (net) due to increased<br />

temperatures at the mechanical seal of the main feed pump<br />

RL22 D001.<br />

26 August to 15 September: On 26 August a fatal accident<br />

occurred in the tunnel between the (fossil-fired) auxiliary boiler<br />

and the turbine, when a worker was scalded by leaking steam<br />

after a pipe break due to a water hammer. The plant further<br />

operated with a constant power of 1,100 MW net.<br />

Delivery of fuel elements<br />

In 2016 a total of 34 AREVA U-/U-Gd-fuel elements were<br />

delivered to the unit.<br />

Waste management status<br />

During the period from August until October 2016 in total<br />

three CASTOR®-V/19-vessel were loaded. Thus currently 30<br />

CASTOR®-V/19-vessel are stored in the interim storage building.<br />

General points<br />

In October 2016 an audit of the quality management system<br />

(ISO 9001), the environmental management system<br />

(ISO 14001), the health and safety managements system<br />

(OHSAS 18001) as well as a first certification of the energy management<br />

system (ISO 50001) were successfully carried out.<br />

Report<br />

Operating results 2016 – Part I*


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

351<br />

Operating data<br />

Review period 2016<br />

REPORT<br />

Plant operator: Gemeinschaftskernkraftwerk Grohnde GmbH & Co. OHG<br />

Shareholder/Owner: PreussenElektra GmbH (83,3 %),<br />

Stadtwerke Bielefeld (16,7 %)<br />

Plant name: Kernkraftwerk Grohnde (KWG)<br />

Address: Gemeinschaftskernkraftwerk Grohnde GmbH & Co. OHG,<br />

P.O. bx 12 30, 31857 Emmerthal<br />

Phone: 05155 67-1<br />

Web: www.preussenelektra.de<br />

First synchronisation: 09-05-1984<br />

Date of commercial operation: 02-01-1985<br />

Design electrical rating (gross):<br />

1,430 MW<br />

Design electrical rating (net):<br />

1,360 MW<br />

Reactor type:<br />

PWR<br />

Supplier:<br />

Siemens/KWU<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

94<br />

Availability factor in %<br />

Capacity factor in %<br />

94<br />

84<br />

95<br />

89<br />

84<br />

89<br />

73<br />

The following operating results were achieved:<br />

Operating period, reactor:<br />

6,609 h<br />

Gross electrical energy generated in 2016:<br />

8,903,639 MWh<br />

Net electrical energy generated in 2016: 8,415,909 MWh<br />

Gross electrical energy generated since<br />

first synchronisation until 12-31-2016:<br />

356,942,689 MWh<br />

Net electrical energy generated since<br />

first synchronisation until 12-31-2016:<br />

337,497,013 MWh<br />

Availability factor in 2016: 75.10 %<br />

Availability factor since<br />

date of commercial operation: 91.90 %<br />

Capacity factor 2016: 73.20 %<br />

Capacity factor since<br />

date of commercial operation: 91.6 %<br />

Downtime<br />

(schedule and forced) in 2016: 24.90 %<br />

Number of reactor scrams 2016: 0<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

10<br />

9<br />

8<br />

7<br />

95 94 84 95<br />

2009 2010 2011 2012<br />

90<br />

2013<br />

84<br />

2014<br />

Collective radiation dose of own<br />

and outside personnel in Sv<br />

89<br />

2015<br />

75<br />

2016<br />

Licensed annual emission limits in 2016:<br />

Emission of noble gases with plant exhaust air: 9.0 · 10 14 Bq<br />

Emission of iodine-131 with plant exhaust air: 7.5 · 10 9 Bq<br />

Emission of nuclear fission and activation products<br />

with plant waste water (excluding tritium):<br />

5.55 · 10 10 Bq<br />

6<br />

5<br />

4<br />

Proportion of licensed annual emission limits<br />

for radioactive materials in 2016 for:<br />

Emission of noble gases with plant exhaust air: 0.017 %<br />

Emission of iodine-131 with plant exhaust air: 0.000 %<br />

Emission of nuclear fission and activation products<br />

with plant waste water (excluding tritium): 0.0006 %<br />

Collective dose:<br />

0.519 Sv<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

0.39 0.54 0.65 0.27<br />

2009 2010 2011 2012<br />

0.54<br />

2013<br />

0.25<br />

2014<br />

0.31<br />

2015<br />

0.52<br />

2016<br />

Report<br />

Operating results 2016 – Part I*


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

352<br />

Gundremmingen B<br />

REPORT<br />

Operating sequence in 2016<br />

Electrical output in %<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

January February March April May June July August September October November December<br />

In the review year 2016, unit B of the Gundremmingen nuclear<br />

power plant was operated at full load without any major<br />

restrictions except for a 35-day outage for refuelling with an<br />

overall maintenance inspection.<br />

From 1 December 2015 to 7 April 2016, unit B was in stretch-out<br />

operation. In spring, during the refuelling outage, a total of 119<br />

fuel elements were unloaded and replaced with 84 fresh and 35<br />

(12 MOX) partially irradiated fuel elements. With the support of<br />

up to 1,200 additional external specialist workers the employees<br />

of the plant accomplished roughly 4,700 work orders.<br />

During the refuelling outage all safety-related relevant works<br />

were monitored by the relevant nuclear authority, the Bavarian<br />

100 State Ministry of the Environment and Consumer Protection<br />

( StMUV), and consulted authorized experts. The inspection<br />

of 80 the technical systems with regard to safety and reliability<br />

confirmed the excellent condition of the plant.<br />

From 60 16 November, unit B was in stretch-out operation because<br />

of the refuelling in spring <strong>2017</strong>. A gross total of 10,015,303<br />

MWh 40 of electricity was produced.<br />

20<br />

Planned shutdowns<br />

7 April to 12 May: 31 st refuelling outage and 20 th overall<br />

0<br />

maintenance inspection.<br />

The following major activities were carried out:<br />

• Refuelling and inspection of fuel elements.<br />

• Non-destructive tests on stud bolts and holes of reactor pressure<br />

vessel.<br />

• Inspection of main isolation valves of the feed water, main<br />

steam and residual heat removal systems.<br />

• Emptying of redundancies 1 and 3 for preventive measures on<br />

valves, motors, pumps and tanks.<br />

• Emptying of reactor water cleanup system for inspection of<br />

valves and tanks as well as pressure tests.<br />

• Inspection of main transformers, circuit breakers and 400 kV<br />

power grid.<br />

• Pressure test and inner inspection of feed water tank.<br />

• Motor exchange on service water pump.<br />

• Extensive non-destructive testing on pipes and tanks.<br />

Positionierung:<br />

Bezug, links, unten<br />

X = 20,475 Y = 95,25 B = 173,5 H = 38,2<br />

VGB: HKS6K 30 %<br />

<strong>atw</strong>: 100 60 0 0<br />

Power reductions above 10 % and longer than for 24 h<br />

None.<br />

Delivery of fuel elements<br />

None.<br />

Waste management status<br />

At the end of 2016, the local interim storage facility<br />

accommodated 48 loaded CASTOR © casks with each 52 spent<br />

fuel elements out of units B and C. No casks from unit B were<br />

placed in or taken out of storage during the period under review.<br />

General points<br />

Managementsystems<br />

From 24 to 28 October, a VGB-SBS event (safety culture<br />

assessment system) took place in Gundremmingen. The final<br />

evaluation report listed the various efforts for safety culture<br />

and evaluated them as mainly positive developments in all<br />

considered areas.<br />

Twinning program<br />

From 26 to 30 September, Gundremmingen was visited by<br />

a delegation from Novovoronezh, Russia. An exchange of<br />

experiences took place with colleagues from human resource<br />

managements, economic and financial affairs, fire departments<br />

and operating experience/incident investigations.<br />

Unplanned shutdowns and reactor/turbine trip<br />

13 May to 16 May: Reactor Scram (periodic test), sealing<br />

replacement on a safety and relief valve.<br />

Report<br />

Operating results 2016 – Part I*


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

353<br />

Operating data<br />

Review period 2016<br />

REPORT<br />

Plant operator: Kernkraftwerk Gundremmingen GmbH<br />

Shareholder/Owner: RWE Power AG (75 %),<br />

PreussenElektra GmbH (25 %)<br />

Plant name: Kernkraftwerk Gundremmingen B (KRB B)<br />

Address: Kernkraftwerk Gundremmingen GmbH,<br />

Dr.-August-Weckesser-Straße 1, 89355 Gundremmingen<br />

Phone: 08224 78-1, Telefax: 08224 78-2900<br />

E-mail: kontakt@kkw-gundremmingen.de<br />

Web: www.kkw-gundremmingen.de<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

92<br />

Availability factor in %<br />

Capacity factor in %<br />

83<br />

91<br />

87<br />

86<br />

85<br />

94<br />

89<br />

First synchronisation: 03-16-1984<br />

Date of commercial operation: 07-19-1984<br />

Design electrical rating (gross):<br />

1,344 MW<br />

Design electrical rating (net):<br />

1,284 MW<br />

Reactor type:<br />

BWR<br />

Supplier:<br />

Siemens/KWU,<br />

Hochtief<br />

The following operating results were achieved:<br />

Operating period, reactor:<br />

7,889 h<br />

Gross electrical energy generated in 2016:<br />

10,015,303 MWh<br />

Net electrical energy generated in 2016: 9,517,678 MWh<br />

Gross electrical energy generated since<br />

first synchronisation until 12-31-2016:<br />

321,652,944 MWh<br />

Net electrical energy generated since<br />

first synchronisation until 12-31-2016:<br />

305,318,785 MWh<br />

Availability factor in 2016: 89.80 %<br />

Availability factor since<br />

date of commercial operation: 90.30 %<br />

Capacity factor 2016: 89.30 %<br />

Capacity factor since<br />

date of commercial operation: 88.70 %<br />

Downtime<br />

(schedule and forced) in 2016: 10.20 %<br />

Number of reactor scrams 2016: 0<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

10<br />

9<br />

8<br />

7<br />

93<br />

2009<br />

84 92 88<br />

2010 2011 2012<br />

87<br />

2013<br />

85<br />

2014<br />

Collective radiation dose of own<br />

and outside personnel in Sv<br />

94<br />

2015<br />

90<br />

2016<br />

Licensed annual emission limits in 2016<br />

(values added up for Units B and C, site emission):<br />

Emission of noble gases with plant exhaust air: 1.85 · 10 15 Bq<br />

Emission of iodine-131 with plant exhaust air: 2.2 · 10 10 Bq<br />

Emission of nuclear fission and activation products<br />

with plant waste water (excluding tritium):<br />

1.10 · 10 11 Bq<br />

Proportion of licensed annual emission limits for radioactive<br />

materials in 2016 for (values added up for Units B and C):<br />

Emission of noble gases with plant exhaust air: 0.24 %<br />

Emission of iodine-131 with plant exhaust air: 0.18 %<br />

Emission of nuclear fission and activation products<br />

with plant waste water (excluding tritium): 0.45 %<br />

Collective dose:<br />

0.99 Sv<br />

6<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

1.48<br />

2009<br />

1.45 1.37<br />

0.95<br />

2010 2011 2012<br />

0.83<br />

2013<br />

1.18<br />

2014<br />

0.74<br />

2015<br />

0.99<br />

2016<br />

Report<br />

Operating results 2016 – Part I*


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

354<br />

Gundremmingen C<br />

REPORT<br />

Operating sequence in 2016<br />

Electrical output in %<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

January February March April May June July August September October November December<br />

In the review year 2016, unit C of the Gundremmingen nuclear<br />

power plant was operated at full load without any major<br />

restrictions except for two outages for refuelling.<br />

From 8 March 5 July unit C was in stretch-out operation.<br />

During the following shutdown a total of 107 fuel elements<br />

were unloaded and replaced with 52 fresh and 55 (12 MOX)<br />

partially spent fuel elements. With the support of over 1,000<br />

additional external specialist workers the employees of the<br />

plant accomplished roughly 3,400 work orders.<br />

From 25 September to 11 December unit C was again in stretchout<br />

operation. During the subsequent shutdown a total of 76<br />

fuel elements were unloaded and replaced with 72 fresh and<br />

100 4 partially irradiated fuel elements. With the support of up to<br />

400 additional external specialist workers the employees of the<br />

plant 80 accomplished roughly 750 work orders.<br />

During both refuelling outages all safety-related relevant work<br />

was 60 monitored by the relevant nuclear authority, the Bavarian<br />

State Ministry of the Environment and Consumer Protection<br />

40<br />

( StMUV), and consulted authorized experts. The inspection<br />

of the technical systems with regard to safety and reliability<br />

20<br />

confirmed the excellent condition of the plant.<br />

In 2016, a gross total of 9,396,741 MWh of electricity was<br />

0<br />

produced.<br />

Planned shutdowns<br />

5 July to 5 August: 30 th refuelling outage.<br />

The following major activities were carried out:<br />

Positionierung:<br />

Bezug, links, unten<br />

X = 20,475 Y = 95,25 B = 173,5 H = 38,2<br />

VGB: HKS6K 30 %<br />

<strong>atw</strong>: 100 60 0 0<br />

• Refuelling and sipping of all fuel elements inside the core;<br />

result: One defective fuel element.<br />

• Extensive testing and inner inspections of pumps and valves.<br />

• Partial emptying of redundancy system 3.<br />

• Emptying of cooling tower basins for replacement of cooling<br />

tower internals.<br />

• Sealing replacement of reactor water cleanup cooler.<br />

• Exchange of pilot valves and check valves on main steam<br />

isolation valves.<br />

11 December, 2016 to 5 January, <strong>2017</strong>:<br />

Special shutdown for refuelling.<br />

The following major activities were carried out:<br />

• Refuelling and sipping of all fuel elements inside the core;<br />

result: One defective fuel element.<br />

• Mechanical seal replacement on a feed water pump and a<br />

service water pump.<br />

• Works in the condensation chamber.<br />

• Clearing of main cooling water system.<br />

• Repair works on service water and auxiliary steam system.<br />

• Exchange of ground fault monitoring relay and works on<br />

voltage regulators.<br />

Unplanned shutdowns and reactor/turbine trip<br />

None.<br />

Power reductions above 10 % and longer than for 24 h<br />

None.<br />

Delivery of fuel elements<br />

In 2016, for Gundremmingen unit C 80 fresh fuel elements were<br />

delivered.<br />

Waste management status<br />

At the end of 2016, the local interim storage facility<br />

accommodated 48 loaded CASTOR © casks with each 52 spent<br />

fuel elements out of units B and C. No casks from unit C were<br />

placed or taken out of storage during the period under review.<br />

General points<br />

Management systems<br />

From 24 to 28 October, a VGB-SBS event (safety culture<br />

assessment system) took place in Gundremmingen. The final<br />

evaluation report listed the various efforts for safety culture and<br />

evaluated them as mainly positive development in all considered<br />

areas.<br />

Twinning program<br />

From September 26 to 30, Gundremmingen was visited by<br />

a delegation from Novovoronezh, Russia. An exchange of<br />

experiences took place with between colleagues from human<br />

resource managements, economic and financial affairs, fire<br />

departments and operating experience/ incident investigation<br />

about their issues.<br />

Report<br />

Operating results 2016 – Part I*


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

355<br />

Operating data<br />

Review period 2016<br />

REPORT<br />

Plant operator: Kernkraftwerk Gundremmingen GmbH<br />

Shareholder/Owner: RWE Power AG (75 %),<br />

PreussenElektra GmbH (25 %)<br />

Plant name: Kernkraftwerk Gundremmingen C (KRB C)<br />

Address: Kernkraftwerk Gundremmingen GmbH,<br />

Dr.-August-Weckesser-Straße 1, 89355 Gundremmingen<br />

Phone: 08224 78-1, Telefax: 08224 78-2900<br />

E-mail: kontakt@kkw-gundremmingen.de<br />

Web: www.kkw-gundremmingen.de<br />

First synchronisation: 11-02-1984<br />

Date of commercial operation: 01-18-1985<br />

Design electrical rating (gross):<br />

1,344 MW<br />

Design electrical rating (net):<br />

1,288 MW<br />

Reactor type:<br />

BWR<br />

Supplier:<br />

Siemens/KWU,<br />

Hochtief<br />

The following operating results were achieved:<br />

Operating period, reactor:<br />

7,553 h<br />

Gross electrical energy generated in 2016: 9,396,741 MWh<br />

Net electrical energy generated in 2016: 8,918,293 MWh<br />

Gross electrical energy generated since<br />

first synchronisation until 12-31-2016:<br />

310,650,073 MWh<br />

Net electrical energy generated since<br />

first synchronisation until 12-31-2016:<br />

295,845,815 MWh<br />

Availability factor in 2016: 86.00 %<br />

Availability factor since<br />

date of commercial operation: 89.20 %<br />

Capacity factor 2016: 85.50 %<br />

Capacity factor since<br />

date of commercial operation: 87.50 %<br />

Downtime<br />

(schedule and forced) in 2016: 14.00 %<br />

Number of reactor scrams 2016: 0<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

10<br />

9<br />

8<br />

7<br />

91<br />

92<br />

2009<br />

Availability factor in %<br />

Capacity factor in %<br />

92<br />

84<br />

91<br />

93 85 92<br />

2010 2011 2012<br />

89<br />

90<br />

2013<br />

90<br />

90<br />

2014<br />

Collective radiation dose of own<br />

and outside personnel in Sv<br />

90<br />

90<br />

2015<br />

86<br />

86<br />

2016<br />

Licensed annual emission limits in 2016<br />

(values added up for Units B and C, site emission):<br />

Emission of noble gases with plant exhaust air: 1.85 · 10 15 Bq<br />

Emission of iodine-131 with plant exhaust air: 2.20 · 10 10 Bq<br />

Emission of nuclear fission and activation products<br />

with plant waste water (excluding tritium):<br />

1.10 · 10 11 Bq<br />

Proportion of licensed annual emission limits for radioactive<br />

materials in 2016 for (values added up for Units B and C):<br />

Emission of noble gases with plant exhaust air: 0.24 %<br />

Emission of iodine-131 with plant exhaust air: 0.18 %<br />

Emission of nuclear fission and activation products<br />

with plant waste water (excluding tritium): 0.45 %<br />

Collective dose:<br />

0.84 Sv<br />

6<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

1.17<br />

2009<br />

1.59<br />

0.89 0.78<br />

2010 2011 2012<br />

1.36<br />

2013<br />

1.14<br />

2014<br />

1.49<br />

2015<br />

0.84<br />

2016<br />

Report<br />

Operating results 2016 – Part I*


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

356<br />

Isar 2<br />

REPORT<br />

Operating sequence in 2016<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

Electrical output in %<br />

January February March April May June July August September October November December<br />

The Isar 2 nuclear power plant remained constantly on the grid<br />

during the reporting year with the exception of one refuelling<br />

with regular annual outage.<br />

With achieving a boron concentration of 40 ppm on 8 May 2016<br />

only a restricted standard operation was possible. The plant was<br />

operated in “stretch-out operation (phase I)” during the period<br />

from 22 May 2016 until 5 July 2016 as well as subsequently until<br />

15 July 2016 in “stretch-out operation (phase 3)” mode.<br />

After the outage, the plant remained in full-load operation from<br />

1 August 2016 until 3 August 2016 for fuel element conditioning.<br />

On 3 August 2016 the system services “primary and secondary<br />

control” system services operation mode was granted. With<br />

100 achieving q boron concentration of 40 ppm again on 25 October<br />

2016 the scope of operation modes was again restricted.<br />

Since 80 10 November 2016 the unit was in stretch-out operation of<br />

phase I and logged out from secondary control. In coordination<br />

with 60 the electricity trading floor the plant output was reduces<br />

by approximately 350 MW during the low-demand Christmas<br />

holidays<br />

40<br />

from 24 to 27 December 2016. On request of the grid<br />

operator centre the unit output was raised by approximately<br />

20<br />

160 MW on 26 December 16. Since 29 December 2016 the Isar 2<br />

nuclear power plant remained in stretch-out operation of phase 3.<br />

0<br />

Due to many primary and secondary load followings as well<br />

as to the stretch-out operation (in total 107 days) the total<br />

electricity production of 11.99 TWh represented a very good<br />

operating result during the year 2016. Thus the plant is on top of<br />

the German plants’ leaderboard.<br />

Positionierung:<br />

Bezug, links, unten<br />

X = 20,475 Y = 95,25 B = 173,5 H = 38,2<br />

VGB: HKS6K 30 %<br />

<strong>atw</strong>: 100 60 0 0<br />

Planned shutdowns<br />

The refuelling took place from 16 to 31 July 2016 with duration<br />

of 15.2 days. Eight fuel elements were exchanged during the<br />

outage. The revision was completed 8 h ahead of the planned<br />

date. The revision dose amounted to 42.2 mSv and was well<br />

below the planned value of 66 mSv. This is the lowest revision<br />

dose since the commissioning of the plant.<br />

The responsible supervisory authority and its consulting experts<br />

monitored all safety – relevant works. The audit on the systems<br />

with regard to safety and reliability confirmed the very good<br />

condition of the plant.<br />

Unplanned shutdowns and reactor/turbine trip<br />

None<br />

Power reductions above 10 % and longer than for 24 h<br />

None.<br />

WANO Review/Technical Support Mission<br />

The Follow-up for the WANO Peer Review 2014 was carried out<br />

from 19 until 14 October 2016.<br />

Delivery of fuel elements<br />

During the reporting year 32 fresh Westinghouse uranium fuel<br />

elements were delivered. In the dry storage area are currently<br />

48 unirradiated uranium fuel elements stored as well as 36 new<br />

uranium fuel elements in the wet storage for relooading in a<br />

short shutdown in January <strong>2017</strong>.<br />

Waste management status<br />

Currently 35 loaded CASTOR © V casks as well as one TN © 24E<br />

cask are stored in the on-site intermediate storage.<br />

The first transport and storage vessel TN24E from AREVA was<br />

delivered to KKI-2 on 13 April 2016. The approval to carry out<br />

a prototype “cold handling” was provided by the Bavarian<br />

regulator StMUV on 12 April 2016. The procedure was carried<br />

out inside the reactor building of KKI-2 between 13 and 27 April<br />

2016. The approval for storing the TN24E inside the interim<br />

storage building BELLA, was issued on 28 July 2016. The first<br />

TN®24E vessel was stored on 26 September 2016.<br />

The federal authorisation for the „constructional optimisation<br />

of the storage building“ (erection of a separate outer concrete<br />

wall to protect the building against missiles) was issued on the<br />

20 June 2016. The construction licence was granted by the district<br />

administration of the KKI host town Landshut on 9 November 2016.<br />

The official start of construction followed on 14 November 2016.<br />

General points<br />

From 7 to 11 March 2016 recertification audits according to DIN<br />

EN ISO 9001/14001/BS OHSAS 18001 as well as a revalidation<br />

according to EMAS III (quality, environmental protection<br />

industrial safety and health protection management system by<br />

the “DNV GL BA Zertifizierung und Umweltgutachter GmbH”<br />

were successfully carried out at the KKI.<br />

Validation of the environmental management system and the<br />

environmental statement according to EMAS III including<br />

energy management was carried out on 25 October 2016.<br />

Report<br />

Operating results 2016 – Part I*


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

357<br />

Operating data<br />

Review period 2016<br />

REPORT<br />

Plant operator: PreussenElektra GmbH<br />

Shareholder/Owner: PreussenElektra GmbH (75 %),<br />

Stadtwerke München GmbH (25 %)<br />

Plant name: Kernkraftwerk Isar 2 (KKI 2)<br />

Address: PreussenElektra GmbH, Kernkraftwerk Isar,<br />

Postfach 11 26, 84049 Essenbach<br />

Phone: 08702 38-2465, Telefax: 08702 38-2466<br />

100<br />

90<br />

80<br />

94<br />

Availability factor in %<br />

Capacity factor in %<br />

93<br />

96<br />

94<br />

94<br />

90<br />

89<br />

96<br />

Web: www.eon.com/isar<br />

First synchronisation: 01-22-1988<br />

Date of commercial operation: 04-09-1988<br />

Design electrical rating (gross):<br />

1,485 MW<br />

Design electrical rating (net):<br />

1,410 MW<br />

Reactor type:<br />

PWR<br />

Supplier:<br />

Siemens/KWU<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

The following operating results were achieved:<br />

Operating period, reactor:<br />

8,420 h<br />

Gross electrical energy generated in 2016:<br />

11,990,925 MWh<br />

Net electrical energy generated in 2016:<br />

11,338,879 MWh<br />

Gross electrical energy generated since<br />

first synchronisation until 12-31-2016:<br />

330,074,810 MWh<br />

Net electrical energy generated since<br />

first synchronisation until 12-31-2016:<br />

312,065,345 MWh<br />

Availability factor in 2016: 95.86 %<br />

Availability factor since<br />

date of commercial operation: 93.26 %<br />

Capacity factor 2016: 95.68 %<br />

Capacity factor since<br />

date of commercial operation: 92.31 %<br />

Downtime<br />

(schedule and forced) in 2016: 4.14 %<br />

Number of reactor scrams 2016: 0<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

10<br />

9<br />

8<br />

7<br />

94<br />

2009<br />

93 96<br />

2010 2011<br />

94<br />

2012<br />

96<br />

2013<br />

95<br />

2014<br />

Collective radiation dose of own<br />

and outside personnel in Sv<br />

89<br />

2015<br />

96<br />

2016<br />

Licensed annual emission limits in 2016:<br />

Emission of noble gases with plant exhaust air:<br />

Emission of iodine-131 with plant exhaust air:<br />

Emission of nuclear fission and activation products<br />

with plant waste water (excluding tritium):<br />

1.1 · 10 15 Bq<br />

1.1 · 10 10 Bq<br />

5.5 · 10 10 Bq<br />

6<br />

5<br />

4<br />

Proportion of licensed annual emission limits<br />

for radioactive materials in 2016 for:<br />

Emission of noble gases with plant exhaust air: 0.058 %<br />

Emission of iodine-131 with plant exhaust air: < limit of detection<br />

Emission of nuclear fission and activation products<br />

with plant waste water (excluding tritium): 0.0005 %<br />

Collective dose:<br />

0.057 Sv<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

0.09<br />

2009<br />

0.23 0.08 0.14<br />

2010 2011 2012<br />

0.08<br />

2013<br />

0.09<br />

2014<br />

0.25<br />

2015<br />

0.06<br />

2016<br />

Report<br />

Operating results 2016 – Part I*


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

358<br />

Neckarwestheim II<br />

REPORT<br />

Operating sequence in 2016<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

Electrical output in %<br />

January February March April May June July August September October November December<br />

In 2016 a gross total of 11,394,820 MWh was produced by<br />

the Neckarwestheim II (GKN II) nuclear power plant. The<br />

electrical net generation reached 10,687,230 MWh of which<br />

10,295,540 MWh were fed into the public three-phase highvoltage<br />

grid and 1,099,280 MWh into the single-phase system of<br />

Deutsche Bahn AG via the static converter unit. The plant was<br />

for 8,317.7 h on the grid. Thus an availability of 94.69 % was<br />

achieved.<br />

Since the commissioning of the unit in 1989, the threephase<br />

generator has produced 309,585,684 MWh gross and<br />

289,436,509 MWh net.<br />

On top, further robustness improving measures (i.e. beyond<br />

the scope of regulatory requirements) were developed in the<br />

framework of a national action plan. E.g. in Baden- Württemberg<br />

(where KKP is located), the recommendations from the national<br />

action plan had been listed in a so-called „Action Plan“. All<br />

recommended works are now completed on a voluntary basis<br />

with the exception of single aspects of the plant-specific robustness<br />

analyses. Furthermore, KKP-2 is mirrored with regards to<br />

incident management in the context of the so-called “further<br />

amended safety examinations Baden-Württemberg” on the new<br />

safety requirements of nuclear power plants (SiANf).<br />

100 Planned shutdowns<br />

2 to 22 September 2016: 32 st overall maintenance inspection<br />

with 80 refuelling.<br />

Main inspection works were:<br />

• 60 Refuelling and overall maintenance inspection.<br />

• Maintenance of the oil cooler of one out of four main coolant<br />

40<br />

pumps.<br />

• General overhaul of the primary relieve valves.<br />

20<br />

• Inner pressure testing of the feed-water tank.<br />

• General maintenance of one out of three feed-water tanks.<br />

0<br />

• Exchange of three transformers of one out of four redundancies<br />

of the power supply.<br />

Unplanned shutdowns and reactor/turbine trip<br />

None.<br />

Positionierung:<br />

Bezug, links, unten<br />

X = 20,475 Y = 95,25 B = 173,5 H = 38,2<br />

VGB: HKS6K 30 %<br />

<strong>atw</strong>: 100 60 0 0<br />

Power reductions above 10 % and longer than for 24 h<br />

25 July to 2 September: Stretch-out operation.<br />

24 to 27 December: Load sequence.<br />

Safety reviews<br />

Stress tests, initiated from the German Reactor Safety<br />

Commission and the EU after Fukushima have confirmed the<br />

high safety standards of German nuclear power plants. All plants<br />

– including the decommissioned ones – possess significant safety<br />

reserves beyond all anticipated scenario. All possess by design<br />

especially sufficient, sometimes high margins against external<br />

hazards such as flooding or earthquakes. Even more important,<br />

the stress tests have confirmed that the design requirements<br />

(e.g. flooding heights, design earthquakes) had been set up<br />

correctly.<br />

Integrated management system (IMS)<br />

EnKK (NPP P, GKN, KWO)<br />

The integrated management system (IMS) of the EnBW Kern kraft<br />

GmbH EnKK with its sub-system for nuclear safety (SMS), quality<br />

management (QMS/QSÜ) as well as the environ mental and<br />

energy management (UMS, EnMS) was continuously improved<br />

during the year 2016. Content and coverage of each process were<br />

continuously adapted to the internal requirements and thus to<br />

authorisation related requirements. For this reason a respective<br />

adjustment concept for processes and indicators was developed.<br />

In addition to the confirmation of conformity of the established<br />

IMS, and an improvement of the energetic efficiency in 2016,<br />

a the EnKK energy management system (ENMS) certificate<br />

according to DIN EN ISO 50001 was renewed.<br />

The completeness and effectiveness of the measures as well as the<br />

status of the quality management system (QÜS) were approved<br />

according to respective internal audits as well as with an on-site<br />

inspections by the an expert organisation (KeTAG) at all three<br />

sites of the EnKK. The modular design of the process-oriented<br />

IMS according to nuclear standard KTA1402 enabled also in the<br />

following year a continuous and efficient adaptation to the sitespecific<br />

requirements of the post- operational/dismantling phase.<br />

Waste management status<br />

During the reporting year no further storage procedures were<br />

carried out. Thus by the end of 2016, 53 loaded CASTOR ©<br />

V/19 vessels were stored at the on-site intermediate storage<br />

Neckarwestheim.<br />

The cold handling for CASTOR © 440/84 mvK was successfully<br />

carried out in November 2016.<br />

Report<br />

Operating results 2016 – Part I*


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

359<br />

Operating data<br />

Review period 2016<br />

REPORT<br />

Plant operator: EnBW Kernkraft GmbH (EnKK)<br />

Shareholder/Owner: EnBW Erneuerbare und Konventionelle<br />

Erzeugung AG (98,45 %), ZEAG Energie AG, Deutsche Bahn AG,<br />

Kernkraftwerk Obrigheim GmbH<br />

Plant name: Kernkraftwerk Neckarwestheim II (GKN II)<br />

Address: EnBW Kernkraft GmbH, Kernkraftwerk Neckarwestheim,<br />

Im Steinbruch, 74382 Neckarwestheim<br />

Phone: 07133 13-0, Telefax: 07133 17645<br />

E-mail: poststelle-gkn@kk.enbw.com<br />

Web: www.enbw.com/gkn<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

95<br />

Availability factor in %<br />

Capacity factor in %<br />

89<br />

95<br />

92<br />

90<br />

93<br />

93<br />

94<br />

First synchronisation: 01-03-1989<br />

Date of commercial operation: 04-15-1989<br />

Design electrical rating (gross):<br />

1,400 MW<br />

Design electrical rating (net):<br />

1,310 MW<br />

Reactor type:<br />

PWR<br />

Supplier:<br />

Siemens/KWU<br />

The following operating results were achieved:<br />

Operating period, reactor:<br />

8,324 h<br />

Gross electrical energy generated in 2016:<br />

11,394,820 MWh<br />

Net electrical energy generated in 2016: 10,687,230 MWh<br />

Gross electrical energy generated since<br />

first synchronisation until 12-31-2016:<br />

309,585,684 MWh<br />

Net electrical energy generated since<br />

first synchronisation until 12-31-2016:<br />

289,436,509 MWh<br />

Availability factor in 2016: 94.69 %<br />

Availability factor since<br />

date of commercial operation: 93.67 %<br />

Capacity factor 2016: 94.26 %<br />

Capacity factor since<br />

date of commercial operation: 93.30 %<br />

Downtime<br />

(schedule and forced) in 2016: 5.31 %<br />

Number of reactor scrams 2016: 0<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

10<br />

9<br />

8<br />

7<br />

95<br />

2009<br />

90 95 92<br />

2010 2011 2012<br />

90<br />

2013<br />

93<br />

2014<br />

Collective radiation dose of own<br />

and outside personnel in Sv<br />

93<br />

2015<br />

95<br />

2016<br />

Licensed annual emission limits in 2016:<br />

Emission of noble gases with plant exhaust air:<br />

Emission of iodine-131 with plant exhaust air:<br />

Emission of nuclear fission and activation products<br />

with plant waste water (excluding tritium):<br />

1.0 · 10 15 Bq<br />

1.1 · 10 10 Bq<br />

6.0 · 10 10 Bq<br />

6<br />

5<br />

4<br />

Proportion of licensed annual emission limits<br />

for radioactive materials in 2016 for:<br />

Emission of noble gases with plant exhaust air: 0.0 %<br />

Emission of iodine-131 with plant exhaust air: 0.0 %<br />

Emission of nuclear fission and activation products<br />

with plant waste water (excluding tritium): 0.0 %<br />

Collective dose:<br />

0.0782 Sv<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

0.10<br />

2009<br />

0.18 0.10 0.13<br />

2010 2011 2012<br />

0.08<br />

2013<br />

0.10<br />

2014<br />

0.12<br />

2015<br />

0.08<br />

2016<br />

Report<br />

Operating results 2016 – Part I*


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

360<br />

Philippsburg 2<br />

REPORT<br />

Operating sequence in 2016<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

Electrical output in %<br />

January February March April May June July August September October November December<br />

In 2016 the Philippsburg 2 nuclear power plant (KPP 2)<br />

generated a gross amount of 10,318,992 MWh. The electrical<br />

net generation amounted to 9,697,028 MWh. The plant was on<br />

the grid for 7,230.75h. Thus an availability factor of 82.32 % was<br />

calculated.<br />

Since the plant’s commissioning 347,313,689 MWh gross and<br />

329,372,390 MWh net were generated.<br />

Planned shutdowns<br />

8 April to 1 June: 31 st overall maintenance inspection with<br />

refuelling.<br />

Main inspection works were:<br />

100 • Refuelling and inspection.<br />

• Inspection of all four main coolant pumps.<br />

• 80 Pressure testing of two out of four steam generators and of<br />

the reactor pressure vessel.<br />

• 60 Motor exchange of two out of six coolant water pumps.<br />

• Inspection of one out of six main coolant trains.<br />

•<br />

40<br />

Regular inspection of single emergency power generator.<br />

20 to 31 December: Premature shutdown of the unit for the 32 nd<br />

20<br />

refuelling due to licence requirements’ mismatch on ventilation<br />

tray holding devices inside the emergency diesel building ULB.<br />

0<br />

Unplanned shutdowns and reactor/turbine trip<br />

None.<br />

Positionierung:<br />

Bezug, links, unten<br />

X = 20,475 Y = 95,25 B = 173,5 H = 38,2<br />

VGB: HKS6K 30 %<br />

<strong>atw</strong>: 100 60 0 0<br />

Power reductions above 10 % and longer than for 24 h<br />

5 March to 8 April: Stretch-out operation.<br />

1 to 20 December: Stretch-out operation.<br />

Safety reviews<br />

Stress tests, initiated from the German Reactor Safety Commission<br />

and the EU after Fukushima have confirmed the high safety<br />

standards of German nuclear power plants. All plants – including<br />

the decommissioned ones – possess significant safety reserves<br />

beyond all anticipated scenario. All possess by design especially<br />

sufficient, sometimes high margins against external hazards<br />

such as flooding or earthquakes. Even more important, the stress<br />

tests have confirmed that the design requirements (e.g. flooding<br />

heights, design earthquakes) had been set up correctly.<br />

On top, further robustness improving measures (i.e. beyond<br />

the scope of regulatory requirements) were developed in the<br />

framework of a national action plan. E.g. in Baden- Württemberg<br />

(where KKP is located), the recommendations from the national<br />

action plan had been listed in a so-called „Action Plan“. All<br />

recommended works are now completed on a voluntary<br />

basis with the exception of single aspects of the plant-specific<br />

robustness analyses.<br />

Furthermore, KKP-2 is mirrored with regards to incident<br />

management in the context of the so-called “further amended<br />

safety examinations Baden-Württemberg” on the new safety<br />

requirements of nuclear power plants (SiANf).<br />

Integrated management system (IMS) EnKK<br />

(NPP P, GKN, KWO)<br />

The integrated management system (IMS) of the EnBW Kernkraft<br />

GmbH EnKK with its subsystem for nuclear safety (SMS), quality<br />

management (QMS/QSÜ) as well as the environmental and<br />

energy management (UMS, EnMS) was continuously improved<br />

during the year 2016. Content and coverage of each process were<br />

continuously adapted to the internal requirements and thus to<br />

authorisation related requirements. For this reason a respective<br />

adjustment concept for processes and indicators was developed.<br />

In addition to the confirmation of conformity of the established<br />

IMS, and an improvement of the energetic efficiency in 2016,<br />

a the EnKK energy management system (ENMS) certificate<br />

according to DIN EN ISO 50001 was renewed.<br />

The completeness and effectiveness of the measures as well<br />

as the status of the quality management system (QÜS) were<br />

approved according to respective internal audits as well as with<br />

an on-site inspections by the an expert organisation (KeTAG) at<br />

all three sites of the EnKK. The modular design of the processoriented<br />

IMS according to nuclear standard KTA1402 enabled<br />

also in the following year a continuous and efficient adaptation<br />

to the site-specific requirements of the post-operational/<br />

dismantling phase.<br />

Waste management status<br />

In the year 2016 in total 18 transport and storage vessels<br />

of the CASTOR © V/52 type were stored at the on-site<br />

intermediate storage, containing all remaining spent fuel from<br />

the decommissioned KKP-1.<br />

By the end of 2016, 29 loaded CASTOR © V/19 (from KKP-2) and<br />

29 loaded CASTOR © V/52- vessels (from KKP-1) were stored at<br />

in the on-site interim storage building.<br />

Report<br />

Operating results 2016 – Part I*


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

361<br />

Operating data<br />

Review period 2016<br />

REPORT<br />

Plant operator: EnBW Kernkraft GmbH (EnKK)<br />

Shareholder/Owner: EnBW Erneuerbare und Konventionelle<br />

Erzeugung AG (98,45 %), ZEAG Energie AG, Deutsche Bahn AG,<br />

Kernkraftwerk Obrigheim GmbH<br />

Plant name: Kernkraftwerk Philippsburg 2 (KKP 2)<br />

Address: EnBW Kernkraft GmbH, Kernkraftwerk Philippsburg,<br />

P.O. box 11 40, 76652 Philippsburg<br />

Phone: 07256 95-0, Telefax: 07256 95-2029<br />

E-mail: Poststelle-kkp@kk.enbw.com<br />

Web: www.enbw.com/kkp<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

92<br />

Availability factor in %<br />

Capacity factor in %<br />

93<br />

90<br />

86<br />

73<br />

82<br />

90<br />

82<br />

First synchronisation: 12-17-1984<br />

Date of commercial operation: 04-18-1985<br />

Design electrical rating (gross):<br />

1,468 MW<br />

Design electrical rating (net):<br />

1,402 MW<br />

Reactor type:<br />

PWR<br />

Supplier:<br />

Siemens/KWU<br />

The following operating results were achieved:<br />

Operating period, reactor:<br />

7,240 h<br />

Gross electrical energy generated in 2016: 10,318,992 MWh<br />

Net electrical energy generated in 2016: 9,697,028 MWh<br />

Gross electrical energy generated since<br />

first synchronisation until 12-31-2016:<br />

347,313,689 MWh<br />

Net electrical energy generated since<br />

first synchronisation until 12-31-2016:<br />

329,372,390 MWh<br />

Availability factor in 2016: 82.32 %<br />

Availability factor since<br />

date of commercial operation: 89.51 %<br />

Capacity factor 2016: 82.19 %<br />

Capacity factor since<br />

date of commercial operation: 89.25 %<br />

Downtime<br />

(schedule and forced) in 2016: 17.68 %<br />

Number of reactor scrams 2016: 0<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

10<br />

9<br />

8<br />

7<br />

93 93 90<br />

2009 2010 2011<br />

86<br />

2012<br />

73<br />

2013<br />

82<br />

2014<br />

Collective radiation dose of own<br />

and outside personnel in Sv<br />

91<br />

2015<br />

82<br />

2016<br />

Licensed annual emission limits in 2016:<br />

Emission of noble gases with plant exhaust air:<br />

Emission of iodine-131 with plant exhaust air:<br />

Emission of nuclear fission and activation products<br />

with plant waste water (excluding tritium):<br />

1.1 · 10 15 Bq<br />

1.1 · 10 10 Bq<br />

5.5 · 10 10 Bq<br />

6<br />

5<br />

4<br />

Proportion of licensed annual emission limits<br />

for radioactive materials in 2016 for:<br />

Emission of noble gases with plant exhaust air: 0.04 %<br />

Emission of iodine-131 with plant exhaust air: < limit of detection<br />

Emission of nuclear fission and activation products<br />

with plant waste water (excluding tritium): 0.05 %<br />

Collective dose:<br />

0.179 Sv<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

0.30<br />

0.16 0.14<br />

2009 2010 2011<br />

0.22<br />

2012<br />

0.16<br />

2013<br />

0.14<br />

2014<br />

0.15<br />

2015<br />

0.18<br />

2016<br />

Report<br />

Operating results 2016 – Part I*


<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />

362<br />

Kernenergie in Deutschland<br />

Nuclear power in Germany<br />

REPORT<br />

Jülich<br />

C<br />

3)<br />

Düsseldorf<br />

Emsland<br />

A<br />

Lingen<br />

A Gronau<br />

C<br />

Ahaus<br />

Unterweser<br />

NORDRHEIN-<br />

WESTFALEN<br />

Brokdorf<br />

HESSEN<br />

SCHLESWIG-<br />

HOLSTEIN<br />

Brunsbüttel<br />

BREMEN<br />

Hamm-<br />

Uentrop<br />

Stade<br />

Kiel<br />

HAMBURG<br />

NIEDERSACHSEN<br />

Hannover<br />

Grohnde<br />

Konrad<br />

E<br />

THÜRINGEN<br />

Erfurt<br />

Schwerin<br />

Gorleben<br />

E D C C<br />

2)<br />

Würgassen<br />

1)<br />

Asse<br />

E<br />

Krümmel<br />

E<br />

Morsleben<br />

Magdeburg<br />

SACHSEN-ANHALT<br />

Greifswald/<br />

Rubenow<br />

MECKLENBURG-<br />

VORPOMMERN<br />

Potsdam<br />

C<br />

Rheinsberg<br />

BERLIN<br />

BRANDENBURG<br />

SACHSEN<br />

C<br />

Dresden<br />

Mülheim-<br />

Kärlich<br />

SAARLAND<br />

Wiesbaden<br />

Mainz<br />

RHEINLAND-<br />

PFALZ<br />

Saarbrücken<br />

Philippsburg<br />

Hanau<br />

A<br />

Kahl<br />

Biblis<br />

B<br />

Karlsruhe<br />

BADEN-<br />

WÜRTTEMBERG<br />

Obrigheim<br />

C<br />

Großwelzheim<br />

Stuttgart<br />

Grafenrheinfeld<br />

BAYERN<br />

Neckarwestheim<br />

Gundremmingen<br />

C<br />

Mitterteich<br />

Isar<br />

München<br />

Niederaichbach<br />

KKW in Betrieb<br />

NPP in operation<br />

Leistung<br />

brutto<br />

Rated<br />

capacity<br />

gross<br />

(MWe)<br />

Betriebsbeginn<br />

(kommerziell)<br />

Start of<br />

commercial<br />

operation<br />

Brokdorf 1.480 1986<br />

Emsland 1.406 1988<br />

Grohnde 1.430 1985<br />

Gundremmingen B 1.344 1984<br />

Gundremmingen C 1.344 1985<br />

Isar 2 1.485 1988<br />

Neckarwestheim II 1.400 1989<br />

Philippsburg 2 1.468 1985<br />

Gesamt ı Total 11.357<br />

Stand: Januar <strong>2017</strong> ı Status: January <strong>2017</strong><br />

In Deutschland sind 8 Kernkraftwerke mit einer<br />

Leistung von insgesamt 11.357 MWe (brutto)<br />

in Betrieb.<br />

In Germany 8 nuclear power plants are in operation<br />

with a total gross installed capacity of 11,357 MWe<br />

(gross).<br />

Kernkraftwerk<br />

Nuclear<br />

power plant<br />

In Betrieb<br />

In operation<br />

Kernbrennstoffversorgung<br />

B arbeitungsanlage C Interim storage D Conditioning<br />

Wiederauf-<br />

Zwischenlager<br />

Konditionierung<br />

A E<br />

Nuclear fuel<br />

supply facility<br />

Reprocessing<br />

plant<br />

Außer Betrieb gemäß Atomgesetz-Novelle (AtG)<br />

von 2011 (dauerhafter Nicht leistungsbetrieb)<br />

Taken out of service in acc. with amendment<br />

to Atomic Energy Act (AtG) of 2011<br />

facility<br />

Stilllegung<br />

Decommissioning<br />

Rückbau<br />

Dismantling<br />

Errichtung<br />

Construction<br />

Endlager<br />

Final repository<br />

«Grüne Wiese»<br />

«Greenfield site»<br />

Bergwerk in Erkundung<br />

(seit 2013 eingestellt)<br />

Exploration mine<br />

(discontinued since 2013)<br />

1) Pilot-Konditionierungsanlage ı Pilot conditioning plant<br />

2) Einlagerung nicht vor 2022 ı Emplacement not before 2022<br />

3) AVR-Behälterlager ı AVR flask store<br />

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Report<br />

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Street<br />

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