International befürworten Fachleute eine Lagerung in Gesteinsschichten unter der Erdoberfläche, welche eine ausreichende Mächtigkeit besitzen.
Tief im Inneren der Erde
Quelle: BASEBei der geologischen Tiefenlagerung werden Atomabfälle über einen Schacht ins Erdinnere gebracht
Zur Lagerung radioaktiver Abfälle in tiefen geologischen Gesteinsschichten wird ein Endlagerbergwerk errichtet und die Abfälle werden eingelagert. Danach wird es dauerhaft verschlossen. Geologische und technische Barrieren, die die Abfälle umschließen, sollen sie über Jahrtausende sicher abschirmen. Für die langfristige Sicherheit sind stabile geologische Formationen von besonderer Wichtigkeit.
Der Bundestag hat sich 2017 mit breiter Mehrheit für die Endlagerung in tiefen Gesteinsschichten ausgesprochen. Das Standortauswahlgesetz legt detailliert fest, wie die Suche ablaufen soll und in welcher Form sich Bürger:innen daran beteiligen können.
Anforderungen an den Standort
Es gibt viele Daten darüber, wie es in Deutschland unter der Erde aussieht. Sie werden in der ersten Phase der Endlagersuche von der Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH ausgewertet.
Gebiete, deren Untergrund beschädigt oder gefährdet ist, kommen als Endlagerstandort nicht in Frage. Damit werden Bergbaugebiete und Gegenden, in denen Vulkane aktiv waren oder die Gefahr von Erdbeben besteht, ausgeschlossen. Auch Wasser ist ein Problem. Radioaktive Stoffe dürfen nicht durch Wasserpfade an die Erdoberfläche gelangen. Schließlich geben die Abfälle auch im Endlager noch Wärme ab. Das Gestein soll sie gut ableiten können.
Die Suche konzentriert sich auf diejenigen Teilgebiete, welche die günstigsten geologischen Eigenschaften aufweisen. An geeignete Standorte werden Mindestanforderungen gestellt. 300 Meter Gestein sollen zum Beispiel das Endlager von der Erdoberfläche trennen. Eine ausreichend mächtige Schicht aus Kristallingestein (z. B. Granit), Steinsalz oder Tongestein muss es umgeben.
Die drei Wirtsgesteine
Salz
Steinsalz verfügt über günstige gebirgsmechanische Eigenschaften, die die Herstellung großer Hohlräume ohne speziellen Ausbau ermöglichen. Unter Druckbelastung verhält es sich plastisch, sodass die Entstehung von Klüften und Spalten weitgehend verhindert wird. Auch entstandene Risse heilen schnell wieder aus. Steinsalz besitzt darüber hinaus eine äußerst geringe Durchlässigkeit und kann somit gewährleisten, dass eingelagerte Abfallstoffe völlig umschlossen und abgekapselt werden. Ein weiterer Vorteil von Steinsalz ist die sehr hohe spezifische Wärmeleitfähigkeit, die Nachzerfallswärme ableitet. Aufgrund seiner Wasserlöslichkeit müssen Wasserzutritte ins Einlagerungssystem unbedingt vermieden werden.
Ton
Tonsteine fungieren in einem Gebirge oft als eine natürliche geologische Barriere. Diese günstigen Barriereeigenschaften von Ton entstehen infolge einer sehr geringen Permeabilität bzw. einer entsprechend geringen Gebirgsdurchlässigkeit, ihrer charakteristischen Plastizität sowie aufgrund ihrer Pufferfunktion.
Zudem verfügen Tonsteine über eine überdurchschnittliche Rückhaltekapazität für Schadstoffe und Radionuklide.
Jedoch sind diese günstigen Barriereeigenschaften nicht zwangsläufig an günstige Wirtsgesteinseigenschaften geknüpft, für die zusätzlich besondere mechanische und thermische Eigenschaften maßgebend sind.
Granit
Kristalline Gesteine wie zum Beispiel Granit zeichnen sich allgemein durch eine hohe Festigkeit aus. Jedoch neigt das Gestein zur Bildung von Rissen in unterschiedlicher Ausbildung.
Im Endlagerkonzept für das Wirtsgestein Kristallin ist daher vorgesehen, dass ein Spezialbehälter eine wesentliche Barrierefunktion übernimmt.
Infolge der möglichen Klüftigkeit innerhalb des Gesteins sowie einer geringen Fähigkeit, Radionuklide abzuschirmen, werden die Hohlräume zwischen den Spezialbehältern mit den radioaktiven Abfällen und dem Gebirge mit einer zusätzlichen geotechnischen Barriere verfüllt. Diese besteht aus Bentonit, einem quellfähigen Tonmineral.
Der beste Wirt
Wenn die Abfallbehälter irgendwann zerfallen sind, darf von einem Endlager keine Gefahr für die nachfolgenden Generationen an der Erdoberfläche ausgehen. Dabei spielt das Wirtsgestein eine entscheidende Rolle, also das Gestein, in dem die Abfälle für immer eingeschlossen werden sollen. Finnland errichtet derzeit eine Anlage im Granit, Fachleute sprechen von Kristallin. Die Schweiz und Frankreich erkunden Standorte in Tongestein.
Granit, Salz und Ton gelten nach Expertenansicht als geeignetes Wirtsgestein für die Endlagerung. Alle drei Arten sind in Deutschland vorhanden. Keines der Gesteine ist für sich betrachtet besser oder schlechter. Bei der Bewertung kommt es immer auch darauf an, wie die Abfälle gelagert werden und wie das umgebende Gestein beschaffen ist. Jedes Gestein hat seine Vor- und Nachteile.
Bauzeit und Fertigstellung des Endlagers
Abhängig vom Endlagerkonzept
Die Bauzeit ist unter anderem vom Endlager-konzept am Standort abhängig, das für eines der Wirtsgesteine entwickelt wird. Nach dem Bau werden die hochradioaktiven Abfälle in dem neu errichteten Bergwerk dauerhaft eingelagert. Bevor dies passieren kann, werden die Abfälle aus den bundesweiten Zwischenlagern zum Endlager transportiert und in spezielle Behälter umverpackt. Die Einlagerung wird voraussichtlich mehrere Jahrzehnte andauern.
Rückholung der Abfälle
Solange das Endlager in Betrieb ist, sind die Abfälle rückholbar – falls sich zum Beispiel aufgrund von Entwicklungen in Wissenschaft und Technik Alternativen zur Endlagerung in tiefengeologischen Schichten auftun.
Nachdem alle Abfälle eingelagert sind, wird das Endlager verschlossen. Auch danach sollen die Abfälle für einen Zeitraum von 500 Jahren geborgen werden können.
Mit Blick auf die Endlagersuche stehen alle Beteiligten bereits heute vor der Herausforderung, sich mit Zeiträumen auseinanderzusetzen, die bis weit in die Zukunft reichen. Dies zeigt die besondere Verantwortung der heutigen Generation, das Projekt Endlagerung auf einen guten Weg zu bringen.
Nachdem alle Abfälle eingelagert sind, wird das Endlager verschlossen. Auch danach sollen die Abfälle für einen Zeitraum von 500 Jahren geborgen werden können.
Mit Blick auf die Endlagersuche stehen alle Beteiligten bereits heute vor der Herausforderung, sich mit Zeiträumen auseinanderzusetzen, die bis weit in die Zukunft reichen. Dies zeigt die besondere Verantwortung der heutigen Generation, das Projekt Endlagerung auf einen guten Weg zu bringen.
Aktuell befindet sich das Standortauswahlverfahren in der ersten von drei Phasen. Der erste Schritt der Phase 1 ist bereits abgeschlossen: Das mit der Suche beauftrage Unternehmen, die Bundesgesellschaft für Endlagerung (BGE), hat geologische Daten der Länder gesammelt und ausgewertet. Den ersten Arbeitsstand hat die BGE in Form eines Zwischenberichts (2020) veröffentlicht und in der Fachkonferenz Teilgebietemit der Öffentlichkeit diskutiert.
Die BGE hat im Zwischenbericht 90 Teilgebiete ausgewiesen, die 54 Prozent des Bundesgebiets umfassen. Im weiteren Verlauf der ersten Phase wird das Unternehmen die Teilgebiete eingrenzen und Regionen vorschlagen, die es dann weiter untersuchen wird. Damit die Arbeit der BGE nachvollziehbar bleibt, plant die BGE eine jährliche Veröffentlichung von Arbeitsständen zur Eingrenzung der Teilgebiete. Die ersten Arbeitsstände werden im Herbst 2024 veröffentlicht. Sie sind jedoch rein vorläufiger Natur und sollen einen Einblick in die Arbeitswerkstatt der BGE geben. Im nächsten Arbeitsschritt führt die BGE u. a. repräsentative vorläufige Sicherheitsuntersuchungen durch und bewertet damit erstmalig im Verlauf des Standortauswahlverfahrens die Sicherheit eines möglichen Endlagers in den jeweiligen Teilgebieten.
Werden auch Alternativen zur tiefengeologischen Lagerung in Deutschland untersucht?
Die Kommission Lagerung hoch radioaktiver Abfallstoffe („Endlagerkommission“), die wesentliche Grundlagen für das heute gültige Standortauswahlgesetz geschaffen hat, hat sich intensiv mit Alternativen zu einer tiefengeologischen Lagerung in Deutschland auseinandergesetzt (z. B. Langzeitoberflächenlagerung, technische Umwandlung, tiefe Bohrlöcher). Sie ist zu dem Schluss gekommen, dass nach heutigem Stand von Wissenschaft und Technik keine der Alternativen dieselbe Sicherheit garantieren kann wie der Einschluss in tiefe geologische Schichten. Der Export der Abfälle ins Ausland wurde sowohl von der Kommission als auch vom Deutschen Bundestag mit Blick auf die Verantwortung für die Abfälle und mögliche Risiken abgelehnt.
Das BASE betreibt darüber hinaus aufgabenbezogene Forschung. Hierzu zählt auch die umfassende Beobachtung des Standes von Wissenschaft und Technik.
Können die hochradioaktiven Abfälle aus dem Endlager zurückgeholt werden?
Das Standortauswahlgesetz sieht vor, dass die Abfälle während der Betriebsphase des Endlagers rückholbar sein müssen. Nach der Errichtung des Endlagers wird dieses für einen Zeitraum von mehreren Jahrzehnten aktiv betrieben. In dieser Zeit werden alle hochradioaktiven Abfälle eingelagert und erste Kammern verfüllt. Sollte es nötig sein, die Abfälle in dieser Phase wieder aus dem Endlager herauszuholen, spricht man von der Rückholung.
Nach der Phase des aktiven Betriebs wird das Endlager schließlich stillgelegt. Alle Schächte und Zugänge werden verfüllt und verschlossen und die gesamten übertägigen Anlagen zurückgebaut. Sollten spätere Generationen die Abfälle dennoch wieder aus dem Endlager herausholen wollen, spricht man von einer Bergung. Um diese grundsätzlich zu ermöglichen, müssen z. B. die Endlagerbehälter für mindestens 500 Jahre nach dem Verschluss des Endlagers stabil bleiben.
Die Bergung kann z. B. durch das Auffahren eines zweiten Bergwerks in Nachbarschaft zu dem ursprünglichen Endlagerbergwerk erfolgen. Voraussetzung dafür sind die Wiederauffindbarkeit – das heißt die genaue Kenntnis der Lage der Abfälle zum Zeitpunkt der Einlagerung, die Identifizierbarkeit bestimmter Behälter bei Teilrückholung oder -bergung sowie der intakte Zustand der Behälter.
Nach welchen Kriterien wird der Endlagerstandort gesucht?
In einem ersten Schritt werden die im Standortauswahlgesetz formulierten Ausschlusskriterien wie Vulkanismus, Erdbeben und Bergbau geprüft. Regionen/Standorte, die eines dieser Kriterien erfüllen, sind nicht für ein Endlager geeignet.
Im nächsten Schritt wird geprüft, welche Gebiete die sogenannten Mindestanforderungen erfüllen. Demnach sollen u.a. mindestens 300 Meter Gestein das Endlager von der Erdoberfläche trennen. Eine ausreichend mächtige Schicht aus Tongestein, Steinsalz oder Kristallingestein (z.B. Granit) soll die hochradioaktiven Abfälle umgeben. Nur Regionen bzw. Standorte, die alle Mindestanforderungen erfüllen, sind für ein Endlager geeignet.
Zwischen den dann verbleibenden Gebieten werden weitere geowissenschaftliche Vor- und Nachteile abgewogen. Hierzu werden die im StandAG formulierten geowissenschaftlichen Abwägungskriterien angewendet.
Beispielsweise wird geprüft, inwiefern radioaktive Stoffe über Wasserpfade an die Erdoberfläche gelangen könnten oder wie gut das Gestein, das die Abfälle umschließt, die gefährlichen Stoffe zurückhalten und so am Übergang in die Biosphäre hindern kann.
Erst bei vergleichbaren geologischen Voraussetzungen werden die sogenannten planungswissenschaftlichen Abwägungskriterien angewendet. So sollen Naturschutzgebiete, Kulturdenkmäler oder dicht besiedelte Gebiete möglichst nicht beeinträchtigt werden.
Die Ausschluss- und Abwägungskriterien sowie die Mindestanforderungen werden in jeder Phase des Standortauswahlverfahrens von der Bundesgesellschaft für Endlagerung mbH angewendet.
Wie viele hochradioaktive Abfälle müssen endgelagert werden?
Bis zum Ausstieg aus der Nutzung der Atomenergie werden voraussichtlich 1750 Behälter mit hochradioaktiven Abfällen anfallen. Dies entspricht einem Volumen von rund 27.000 Kubikmetern.
