Der Rückbau von Kernkraftwerken hat viele Berührungspunkte mit dem Bauwesen

Es gibt großen Optimierungsbedarf

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In sieben Jahren wird der letzte Atommeiler in Deutschland abgeschaltet. Dann geht es an den geordneten Rückbau, der derzeit noch viele offene Fragen aufwirft. Einigen grundlegenden sind wir nachgegangen. Ein Gespräch mit Professor Sascha Gentes, Institutsleiter für Technologie und Management im Baubetrieb und Leiter des Fachgebiets Rückbau konventioneller und kerntechnischer Bauwerke am Karlsruher Institut für Technologie.

Deutsches Baublatt: 2022 geht in Deutschland das letzte Atomkraftwerk vom Netz. Wie gehen wir mit den großen Mengen radioaktiv belasteter Bauteile um, die entsorgt werden müssen?

Professor Sascha Gentes: Man unterscheidet zwischen kontaminierten Abfällen, wie zum Beispiel Beton oder Stahl, sowie aktivierten Abfällen. Kontaminierte Abfälle kann man durch entsprechende Dekontamination säubern. Das heißt: Deren Oberfläche wird abgetragen, abgeschliffen oder abgefräst. Danach sind diese Abfälle dem normalen Wertstoffkreislauf wieder zuzuführen. Das ist ein Punkt, warum das Thema Rückbau von Kernkraftwerken viele Berührungspunkte hat mit dem Bauwesen. Viele Verfahren sind bereits beim konventionellen Abbruch und der Entsorgung etabliert. Sie müssen allerdings entsprechend an die Randbedingungen der Kerntechnik, wie beispielsweise an das Atomgesetz, die Strahlenschutzverordnung und die entsprechenden Genehmigungsverfahren angepasst werden. Durch die Dekontamination erreicht man, dass etwa 98 Prozent aller Materialien nicht endgelagert werden müssen, sondern teilweise dem normalen Stoffkreislauf wieder zugeführt werden können. Die restlichen zwei Prozent der Abfälle sind radioaktiver Abfall, der endgelagert werden muss. Hier wird unterschieden in wärmeentwickelnde Abfälle und nicht-wärmeentwickelnde Abfälle. Für diese gibt es ein Endlager: Schacht Konrad. Dieser ist jedoch noch nicht im Betrieb, sodass auch die nicht-wärmeentwickelnden Abfälle momentan noch zwischengelagert werden müssen. Für die wärmeentwickelnden Abfälle existiert momentan noch kein Endlager.

Deutsches Baublatt: Die Suche nach einem geeigneten Endlager läuft doch aber schon, oder?

Professor Sascha Gentes: Eine Findungskommission geht nochmal die Suche nach einem Standort an und prüft diesen neutral auf einer weißen Landkarte. Allerdings muss man hier auch einschränken, dass aus Sicht der Wissenschaft nur bestimmte Wirtgesteine wie Ton, Granit oder Salzgestein infrage kommen für ein Endlager. Da das Vorkommen geografisch durch natürliche Gesteinsformation eingeschränkt ist, eignen sich eben nur bestimmte geografische Bereiche.

Deutsches Baublatt: Es sind bereits einige Kernkraftwerke zurückgebaut worden. Welche Erfahrungen wurden dabei gemacht? Professor Sascha Gentes: Hierzulande wurde noch kein Leistungsreaktor bis zur sogenannten grünen Wiese rückgebaut, sondern nur Forschungsreaktoren. Bei den Leistungsreaktoren, die am weitesten fortgeschritten sind, wie etwa in Stade, Würgassen oder Obrigheim, hat man sicher auch gewisses Lehrgeld bezahlt – etwa in Form der Erprobung möglicher Verfahren, Technologien und der sehr aufwendigen Genehmigungen. Es hat viel Zeit gekostet und damit auch viel Geld, teilweise auch mehr als kalkuliert war. Aber inzwischen ist man sicherlich so weit, dass man einen Rückbau technisch abwickeln kann. Das Problem ist: Die Verfahren sind bislang noch nicht leistungsoptimiert, sondern in hohem Maß sehr personalintensiv. Zum Beispiel werden Wände noch immer von Hand dekontaminiert und abgefräst – und das im Jahr 2016. Hier müsste viel mehr automatisiert erfolgen mit mehr Maschinen. Mehr Maschineneinsatz in Form von Schleifgeräten oder Robotern würde auch einen besseren Schutz der Mitarbeiter bedeuten, wobei hier nicht der Schutz vor einer Strahlenbelastung gemeint ist, der auf höchstem Niveau ist, sondern die Arbeitsbelastung an sich. Im Vollschutzanzug Beton zu fräsen, ist sehr anstrengend.

Deutsches Baublatt: Woran liegt es, dass die Automatisierung nicht weiter fortgeschritten ist?

Professor Sascha Gentes: Es gab keinen Antrieb, den Rückbau eines Leistungsreaktors zu optimieren. Der Ausstieg aus der Atomenergie erfolgte abrupt und war eher auf die weite Zukunft gerichtet. Ob so ein Rückbau nun zehn und 15 Jahre dauert, oder schneller abgewickelt werden kann, interessierte nicht wirklich. Doch durch die geballte Masse an Rückbauten, die auf uns zurollt, ist es erforderlich, dass man sich Gedanken macht, wie man die Verfahren optimieren kann.

Deutsches Baublatt: Dazu dient wohl das Kompetenzzentrum, das 2015 am KIT ins Leben gerufen wurde? Was sind die primären Forschungsaufgaben und Ziele?

Professor Sascha Gentes: Der Rückbau wird vor allem massiv in Deutschland forciert. Gemäß Schätzungen der EU zufolge sollen in Europa ein Drittel der 145 Kernkraftwerke bis 2025 rückgebaut werden. Hier wird eine Flut an Rückbauten auf uns zukommen, wobei verschiedene Disziplinen davon tangiert sind. Das Institut, das ich leite, betrifft das Bauwesen. Aber das ist innerhalb des Rückbaus nur ein Aspekt. Wir sind keine Experten im Strahlenschutz oder im Bereich Reaktorsicherheitsforschung. Doch gerade hier wird es viele Fragen geben, beispielsweise, wie muss ein Reaktordruckgefäß behandelt werden, wenn es geschnitten wird. Dazu ist es erforderlich, dass es erst im Maßstab 1:1 hergestellt wird. Üblich ist, die Technik erst zu erproben, um zu zeigen, dass sie eben funktioniert. Um auftretende Fragen rund um Genehmigung über den Strahlenschutz bis hin zu den Technologien und der Endlagerung kompetent in einer Hand interdisziplinär beantworten zu können, haben wir uns zu einem Forschungscluster zusammengeschlossen – etwa auch mit dem Paul Scherrer Institut in der Schweiz.

Deutsches Baublatt: Wie läuft so ein Rückbau eigentlich ab?

Professor Sascha Gentes: Zunächst einmal werden die Brennelemente aus dem Reaktordruckgefäß entfernt und vier bis fünf Jahre im Brennelemente-Lagerbecken gelagert. Damit sind quasi 99 Prozent der gesamten Aktivität eines Kernkraftwerkes entfernt. Das Kernkraftwerk ist somit in einem deutlich niedrigeren Aktivitätszustand überführt. Dann kann man mit der Dekontamination des Primärkreislaufs beginnen, das heißt, Flüssigkeiten sind zu beseitigen, wie etwa das Wasser, das ins Reaktordruckgefäß geflossen ist. Dabei muss man sich immer weiter vorarbeiten. Dafür braucht man entsprechenden Platz, indem man im Maschinenhaus die Turbine und den Generator entfernt.

Man baut dann die Dekontaminationsstation auf und zersägt die entsprechenden Leitungen, die dekontaminiert und entsprechend konditioniert werden für die Freigabe oder die Einlagerung. Sukzessive geht es weiter vorwärts bis zum Reaktordruckgefäß bis alle Einbauten entfernt sind und somit nur noch die Betonstruktur steht. Diese wird dekontaminiert, wobei man zum Beispiel von innen ihre oberste Schicht in der Größenordnung von zwei bis drei Millimeter abfräst. Lässt sich nachweisen, dass die Oberfläche keine Kontamination mehr aufweist, kann man davon ausgehen, dass der verbleibende restliche Beton auch keine mehr hat. Dann kann man die restliche Struktur freimessen und das Atomkraftwerk aus dem Atomgesetz entlassen.

Allerdings haben wir in Deutschland ein großes Problem: Wohin mit dem endzulagernden Abfall? Wir haben schlicht kein Endlager. Vor Ort muss erst ein Zwischenlager gebaut werden. Das ist eigentlich verrückt: Auf der einen Seite wird ein Kernkraftwerk abgebaut und auf der anderen Seite baut man ein neues Gebäude als Zwischenlager auf, das die gleichen Sicherheitsvorkehrungen wie ein Atomkraftwerk erfüllen muss und wo die Abfälle gelagert werden, bis wir ein Endlager haben. Hier gibt es noch großen Optimierungsbedarf.

Deutsches Baublatt: Heißt das, wir sind in Deutschland auf den Rückbau der Kernkraftwerke nicht gut vorbereitet?

Professor Sascha Gentes: Das klingt, als ob alles sehr unsicher wäre, dies ist aber definitiv nicht der Fall. Worauf wir noch nicht vorbereitet sind, ist unser Endlager für wärmeentwickelnde Abfälle. Es gibt jedoch genügend Unternehmen, um den Rückbau sicher durchzuführen, und wir haben die Technologie zur Überwachung. Das Problem ist: Wohin mit dem Abfall? Der Bund ist gemäß Atomgesetz verpflichtet, ein Endlager bereit zu stellen.

Deutsches Baublatt: Schon heute reicht die vorhandene Deponiekapazität kaum für gewöhnlichen Baustellenabfall aus. Müssen Technologien entwickelt werden, um Abfall zu vermeiden beziehungsweise falls möglich, ihn für eine Wiederverwendung aufzubereiten?

Professor Sascha Gentes: Sicherlich. Allerdings betrifft dies nicht in erster Linie die kerntechnischen Anlagen, sondern vielmehr die gesamte, konventionelle Bauindustrie. Etwa 60 Prozent unserer gesamten Abfälle sind Bau- und Abbruchabfälle, dazu existieren in jedem Bundesland andere Grenzwerte zur Einstufung in „nicht gefährliche“ und „gefährliche“ Bauabfälle. Asphalt kann in einem Bundesland nicht gefährlicher Abfall sein, dagegen in einem anderen Bundesland gefährlicher Abfall. Die damit verbundenen Probleme und Schwierigkeiten sind für die Bauindustrie enorm, ein Recycling und eine Verwertung der mineralischen Abfälle im Straßenbau wird dadurch sehr schwer. Das kann nicht Ziel eines Recyclings und von Umweltschutz sein. Genau hier haben wir auch in unserer Universitäten Lehre angesetzt und die Thematik bei den Bauingenieuren als Vorlesungsmodul fest verankert.

Deutsches Baublatt: Man hat den Eindruck: Wie beim Rückbau der Kernkraftwerke wird nicht erst im Vorfeld an einer Lösung gearbeitet, sondern eben erst dann, wenn der Handlungsdruck unausweichlich wird.

Professor Sascha Gentes: Das ist der eine Aspekt. Denken Sie nur an die Wärmedämmverbundsysteme. Diese werden hierzulande per se als etwas Gutes wahrgenommen. Aber gerade der Umgang mit Wärmedämmverbundsystemen stellt beim Abbruch ein gravierendes Problem dar, sobald der mineralische Abfall mit Styropor vermischt wird. Hier müsste man Lösungen schaffen.

Deutsches Baublatt: Apropos Geld: Reichen die Rückstellungen der Betreiber für einen kompletten Rückbau überhaupt aus? Wie schätzen Sie die Situation ein?

Professor Sascha Gentes: Das ist seitens Gesetzgeber geregelt. Wir haben Rückstellungen in Höhe von etwa 38 Milliarden Euro. Bedenkt man, dass wir neue Technologien nutzen können, dass es entsprechendes Know-how gibt und dass wir auf eine immer größere Wissensdatenbank zurückgreifen können, die Daten der ersten Reaktoren sammelt, sollte die Größenordnung von einer Milliarde für den Rückbau eines Kernkraftwerks ausreichen. Von daher sehe ich hier weniger das Problem. Worüber man sich jedoch Gedenken machen muss: Wie sieht es mit der Endlagerung aus? Da ist die Bundesregierung in der Pflicht. So ein Zwischenlager muss auch entsprechende Sicherheitsauflagen erfüllen. Das kostet über die Jahre gesehen viel Geld. Doch es gibt die ersten Ideen – ins Gespräch gebracht wurde ein Fonds.

Erschienen in der Ausgabe Juli-August 2016.      

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