atw 2017-05.web
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
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 />
DEutschlAnD<br />
ihR pARtnER –<br />
mit sichERhEit.<br />
Erfahren Sie mehr über unsere<br />
Produkte und Leistungen unter<br />
www.areva.de
<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 />
Phone: +49 2324 4397723<br />
Fax: +49 2324 4397724<br />
E-mail: editorial@nucmag.com<br />
| | Official Journal of<br />
Kerntechnische Gesellschaft e. V. (KTG)<br />
| | Publisher<br />
INFORUM Verlags- und<br />
Verwaltungsgesellschaft mbH<br />
Robert-Koch-Platz 4, 10115 Berlin, Germany<br />
Phone: +49 30 498555-0, Fax: +49 30 498555-19<br />
www.nucmag.com<br />
| | General Manager<br />
Christian Wößner, Berlin, Germany<br />
| | Advertising and Subscription<br />
Sibille Wingens<br />
Robert-Koch-Platz 4, 10115 Berlin, Germany<br />
Phone: +49 30 498555-10, Fax: +49 30 498555-19<br />
E-mail: sibille.wingens@nucmag.com<br />
| | Prize List for Advertisement<br />
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 />
Per issue/copy (incl. VAT, excl. postage) 16.- €<br />
Annual subscription (incl. VAT, excl. postage) 176.- €<br />
EU member states with VAT number<br />
and all other countries:<br />
Per issues/copy (no VAT, excl. postage) 14.95 €<br />
Annual subscription (no VAT, excl. postage) 164.49 €<br />
| | Copyright<br />
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 />
INFORUM Verlags- und Verwaltungsgesellschaft mbH,<br />
is prohibited. This applies to reproductions, translations,<br />
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
<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />
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 />
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 />
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
<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />
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 />
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 />
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 />
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 />
• 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
<strong>atw</strong> Vol. 62 (<strong>2017</strong>) | Issue 5 ı May<br />
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 />
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 />
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 />
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 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 />
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 />
| | 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 />
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 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 />
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 />
| | 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 />
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 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 />
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 />
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 />
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 />
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 />
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 />
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 />
info@<br />
www. kernenergie.de<br />
DAtF DTL-Poster <strong>2017</strong> 297x420v1.indd 1 16.02.17 19:00<br />
Report<br />
Operating results 2016 – Part I*
nucmag.com<br />
2016 edition<br />
now available!<br />
The Whole Story of<br />
Nuclear Power<br />
– 50 Years on Disc<br />
<strong>atw</strong>-digital | 50 years: 1956 to 2005<br />
<strong>atw</strong>-digital<br />
| 50 years: 1956 to 2005<br />
Single User License<br />
nucmag.com<br />
© INFORUM ı Berlin | 2014<br />
Expert’s articles, reports, interviews and news covering all<br />
technical, economic and political topics of nuclear power<br />
and technology.<br />
Read the articles on your computer or print them out.<br />
Navigate quickly to the desired papers with a few mouse clicks.<br />
Convenient search function in all papers as full-text search<br />
and/or deliberate search for authors and documents titles.<br />
I would like to order (single user license),<br />
payment by invoice:<br />
<strong>atw</strong>-digital 799.– €*<br />
| 50 years: 1956 to 2005 599.– €*<br />
Also available on Disc:<br />
| 2006 to 2010 or<br />
| 2011 to 2015 each 199.– €*<br />
149.– €*<br />
| 2011, 2012, 2013, 2014,<br />
2015 or 2016 69.– €*<br />
49.– €*<br />
Please send your order to:<br />
INFORUM Verlags- und<br />
Verwaltungsgesellschaft mbH<br />
Robert-Koch-Platz 4<br />
10115 Berlin, Germany<br />
Fax-No. +49 30 498555-19<br />
or order online: www.nucmag.com<br />
Prices excluding postage.<br />
Prices including 19% VAT for Germany and all EU member states<br />
without VAT number. For EU member states with VAT number and all<br />
other countries VAT will not be added.<br />
Surname, First Name<br />
Organization/Order no.<br />
Street<br />
DAtF-/KTG-Member (yes/no)*<br />
Postal Code City Country<br />
Telephone/E-mail<br />
VAT no. (EU countries except Germany)<br />
I order <strong>atw</strong>-digital | 50 years: 1956 to 2005 and agree<br />
to the terms and cancellation rights referred to below.<br />
Date<br />
Signature<br />
Cancellation: This order may be cancelled within 14 days. A notice<br />
must be sent to INFORUM Verlags- und Verwaltungsgesellschaft mbH,<br />
Robert-Koch-Platz 4, 10115 Berlin, Germany, within this period.<br />
The deadline will be observed by due mailing. Prompt dispatch of the<br />
notification is sufficient for compliance with the cancellation conditions.<br />
*<br />
Special price for DAtF- and KTG-Members.
The International Expert Conference on Nuclear Technology<br />
Estrel Convention<br />
Center Berlin<br />
29 –30 May<br />
2018<br />
Germany<br />
Save the Date<br />
Key Topics<br />
Outstanding Know-How &<br />
Sustainable Innovations<br />
Enhanced Safety &<br />
Operation Excellence<br />
Decommissioning Experience &<br />
Waste Management Solutions<br />
29 – 30 May 2018<br />
Estrel Convention Center Berlin<br />
Germany<br />
www.nucleartech-meeting.com