Auf Grundlage der im Jahr 2021 veröffentlichten EXAR -Studie, welche die Hochwassergefährdung an der Aare untersucht, hat das ENSI verfügt, dass die Betreiber der Kernanlagen an der Aare ihre Hochwasseranalysen bis Ende 2022 aktualisieren müssen. Da die EXAR-Studie Hinweise darauf enthielt, dass morphologische Prozesse möglicherweise eine wichtigere Rolle spielen könnten als bisher angenommen, mussten die Betreiber auch Analysen zur Ufererosion durchführen. Dies war insbesondere deshalb notwendig, weil die EXAR-Studie nur eine generelle Bewertung möglicher morphologischer Effekte mit Hinweischarakter vorgenommen hat. Detailliertere Bodenuntersuchungen zur Ermittlung des Widerstands gegen mögliche morphologische Effekte und die Führung der Nachweise waren nicht Bestandteil der Grundlagenstudie EXAR, sondern mussten von den Betreibern vorgenommen werden.

Sämtliche Betreiber haben die Analysen fristgerecht eingereicht. Beim Paul Scherrer Institut (PSI) wurden aufgrund der morphologischen Effekte Verbesserungsmassnahmen aus dem Projekt abgeleitet. Bei den sich in Betrieb befindenden Kernkraftwerken Beznau (KKB ), Gösgen (KKG) und Leibstadt (KKL) sowie beim Zentralen Zwischenlager (ZZL) und dem sich in Stilllegung befindenden Kernkraftwerk Mühleberg (KKM) hat die detaillierte Erfassung der Bodenbeschaffenheit bzw. der Uferverbauungen und der Vergleich der ermittelten Widerstandswerte mit den modellierten Belastungen ergeben, dass keine sicherheitstechnisch relevanten Gebäude durch Erosion gefährdet sind.

Nachfolgend sind die Nachweise der einzelnen Kernanlagen und die Beurteilungen durch das ENSI anlagenspezifisch zusammengefasst.

• Kernkraftwerk Beznau

  Für das Kernkraftwerk Beznau ergibt sich aus der EXAR-Studie für das 10’000-jährliche Hochwasserszenario eine Fliesstiefe von ca. 0,4 m auf dem Anlagenareal. Beim 1’000-jährlichen Hochwasserereignis bleibt das KKB-Areal im Bereich der sicherheitsrelevanten Gebäude trocken.

  Beim 10’000-jährlichen Hochwasserszenario werden das Maschinenhaus und die Nebengebäude auslegungsgemäss überflutet. Dieses Ereignis kann jedoch aufgrund der ursprünglichen Hochwasserauslegungskote des KKB von 1,65 m mit Sicherheitssystemen beherrscht werden. Die ursprüngliche Auslegungskote wurde in den letzten Jahren durch verschiedene Verbesserungs-mass¬nahmen noch deutlich erhöht.

  In Bezug auf die Uferverbauungen ist anzumerken, dass bei den für diese Analyse durchgeführten Zustandsaufnahmen an einzelnen Stellen Schwachstellen identifiziert wurden. Das KKB hat die entsprechenden Stellen in seiner Modellierung als erodierbar angenommen und hat gezeigt, dass keine sicherheitstechnisch relevanten Gebäude durch Erosion beschädigt werden. Das ENSI hat vom KKB dennoch gefordert, die Möglichkeit von Instandsetzungsmassnahmen für die entsprechenden Stellen der Uferverbauung vertieft zu prüfen.

  Bei einer angenommenen Verstopfung der Aarewassereinläufe, welche das KKB nicht ausgeschlossen hat, wird die Dampferzeugerbespeisung von Sicherheitssystemen übernommen, die vom Aarewasser und der Aare-Kühlung unabhängig sind. Gesamthaft konnte sich das ENSI davon überzeugen, dass das KKB die technischen und radiologischen Nachweiskriterien für das 1’000- und das 10’000-jährliche Hochwasserszenario erfüllt.

  Nebst der Aktualisierung der deterministischen Hochwassernachweise hat das KKB die probabilistischen Hochwasseranalysen für den Leistungsbetrieb aktualisiert. Hierbei wurden auslegungsüberschreitende Szenarien sowohl in Bezug auf die Wasserspiegellage als auch auf morphologische Effekte analysiert. Bei Szenarien mit komplettem Versagen aller Wehröffnungen des Wehrs Beznau hat das KKB in konservativer Weise unterstellt, dass die sogenannten Dieselgebäude Nord und Süd erosionsbedingt ausfallen. Bei diesen Gebäuden handelt es sich um Gebäude, welche im Rahmen des Nachrüstprojekts für eine autarke Notstromversorgung installiert wurden. Da unabhängig davon die Notstandssysteme bei allen Szenarien weiterhin verfügbar bleiben und das Szenario mit Versagen aller Wehröffnungen sehr unwahrscheinlich ist, haben Hochwasserereignisse nur einen geringen Einfluss auf die Kernschadenshäufigkeit – laut vorliegender Analyse tragen sie weniger als 1 % zur Gesamtkernschadenshäufigkeit des KKB bei.

• Kernkraftwerk Gösgen

  Für das Kernkraftwerk Gösgen ergibt sich aus der EXAR-Studie für das 10’000-jährliche Hochwasser eine Fliesstiefe von rund 0,65 m, während diese beim 1’000-jährlichen Hochwasser höchstens wenige Zentimeter beträgt. Zu diesen Wasserspiegellagen trägt wesentlich bei, dass die Fussgängerbrücke, die nördlich des Kernkraftwerks Gösgen in Däniken über die Aare führt, mit Holz verklausen kann, wodurch es zu einem Wasseraufstau kommt. Die Simulation des KKG ergibt aufgrund des vom KKG verfeinerten Modells etwas grössere Fliesstiefen von bis zu 0,85 m für das 10’000-jährliche Hochwasser und 0,45 m für das 1000-jährliche Hochwasser.

  Zur Ufererosion ist anzumerken, dass das KKG auch die auslegungsüberscheitenden Szenarien aus der EXAR-Studie analysiert hat und nachvollziehbar zum Schluss kommt, dass bei allen Szenarien keine sicherheitstechnisch relevanten Gebäude durch Erosion beschädigt werden.

  In Bezug auf die Beherrschung der Hochwasserszenarien wurde für den Abfahrpfad 1 (Abfahren mit Aare-gekühlten Sicherheitssystemen) gezeigt, dass dieser mit neu installierten, mobilen Dammbalkensystemen bis zu einer Fliesstiefe von ca. 1,5 m geschützt werden kann. Da eine Verstopfung der beiden Aare-Wasserfassungen deterministisch jedoch nicht ausgeschlossen wurde, stützt sich der Nachweis auf den Abfahrpfad 2 (Abfahren mit dem grundwasserversorgten Notstandssystem). Aufgrund der Dichtheit des Notstandsgebäudes sind auch bei deutlich grösseren Fliesstiefen keine Massnahmen gegen Eindringen von Wasser erforderlich.

  Das ENSI konnte sich davon überzeugen, dass das KKG die technischen und radiologischen Nachweiskriterien für das 1’000- und das 10’000-jährliche Hochwasserszenario jederzeit erfüllt.

  Nebst der Aktualisierung der deterministischen Hochwassernachweise hat das KKG auch die probabilistischen Sicherheitsanalysen (PSA) für den Leistungsbetrieb aktualisiert und hierbei auslegungsüberschreitende Szenarien analysiert. Im Einklang mit früheren Ergebnissen aus der Hochwasser-PSA tragen Hochwasser nur geringfügig (nach vorliegender Analyse ca. 1,2 %) zur Kernschadenshäufigkeit bei. Die Aktualisierung ist für das ENSI grundsätzlich nachvollziehbar, jedoch hält das ENSI einzelne getroffene Annahmen für optimistisch. Dies betreffend hat das ENSI einzelne Forderungen gestellt. Gleichzeitig ist jedoch festzuhalten, dass die vom KKG vorgenommenen Anlagenverbesserungen noch nicht ins PSA-Modell eingegangen sind. Insgesamt geht das ENSI davon aus, dass Hochwasser auch nach Berücksichtigung des Verbesserungsbedarfs nur geringfügig zur Kernschadenshäufigkeit beitragen.

• Kernkraftwerk Mühleberg

  Im Gegensatz zu den anderen Kernkraftwerken hatte die BKW, die Betreiberin des Kernkraftwerks Mühleberg, die Analysen für den Betriebszustand Stilllegungsphase 1 (SP1) zu aktualisieren. Diese (mittlerweile abgeschlossene) Phase war dadurch charakterisiert, dass der Reaktor abgeschaltet war, sämtliche Brennelemente sich im Brennelementlagerbecken befanden und die Nachzerfallswärme mit den dafür vorgesehen Systemen abzuführen war.

  Die Nachweisunterlagen umfassen Angaben zur Ufererosion, Überflutung von Strukturen, Systemen und Komponenten (SSK), Aufschwimmsicherheit der Gebäude sowie die deterministischen und probabilistischen Nachweise. Die BKW hat zeigen können, dass die Auswirkungen auf die Anlage so begrenzt bleiben, dass die technischen und radiologischen Nachweiskriterien für das 1’000- und das 10’000-jährliche Hochwasserszenario jederzeit erfüllt werden. Ein Brennstoffschaden durch ein Hochwasserereignis kann ausgeschlossen werden.

  Inzwischen befindet sich die Anlage in der Stilllegungsphase 2, welche durch die Brennstofffreiheit der Anlage gekennzeichnet ist.

• Kernkraftwerk Leibstadt

  Im Gegensatz zu den anderen Kraftwerken wurden für das Kernkraftwerk Leibstadt in der EXAR-Studie keine neuen Spitzenabflüsse oder Wasserspiegellagen abgeleitet, da der Rhein nicht Gegenstand der Studie war.

  Da die sicherheitstechnisch relevanten Anlagenteile des KKL ca. 20 m über dem normalen Wasserspiegel des Rheins liegen und damit überflutungssicher sind, war keine genaue Wasserspiegellage zu ermitteln. Jedoch musste das KKL zeigen, dass die Hangstabilität gewährleistet ist.

  Ausgehend von konservativen Annahmen in Bezug auf die Wasserspiegellage und von den bereits aus den Erdbebennachweisen bekannten Bodenkennwerten konnte die Hangstabilität nachgewiesen werden. Somit sind die sicherheitstechnisch relevanten Gebäude des KKL weder durch die Wasserspiegellage noch durch morphologische Effekte gefährdet. Die für den Nachweis unterstellten Auswirkungen des Hochwassers beschränken sich daher abdeckend darauf, dass die Wasserfassungen des Nebenkühlwassersystems als verstopft anzunehmen sind.

  Unverändert zum bisherigen Nachweis kann die Anlage in diesem Fall mit den vorhandenen Sicherheitssystemen in den kalt abgestellten Zustand überführt und in diesem gehalten werden. Damit hält das KKL die technischen und radiologischen Kriterien für die untersuchten Hochwasserszenarien der Störfallkategorien 2 und 3 ein.

  Das KKL musste seine PSA nicht im Rahmen dieser Verfügung aktualisieren, da sich in Bezug auf die Gefährdungsannahmen keine Änderungen ergeben haben. In Bezug auf das Hochwasserrisiko ist jedoch aufgrund bisheriger Bewertungen zu erwarten, dass dieses nur einen sehr geringen Beitrag zur Kernschadenshäufigkeit liefert.

• Paul Scherrer Institut

  Für das Paul Scherrer Institut ergibt sich aus der EXAR-Studie, dass der Standort sowohl für das 10’000-jährliche als auch für das 1’000-jährliche Hochwasserereignis trocken bleibt.

  Beim 1’000-jährlichen Szenario wurden keine negativen Auswirkungen des Hochwassers identifiziert. Beim 10’000-jährlichen Szenario hat das ENSI eine Nachweislücke in Bezug auf die Auftriebssicherheit der Gebäude festgestellt. Das ENSI hat das PSI in seiner Stellungnahme dazu aufgefordert, die Nachweisführung diesbezüglich zu vervollständigen.

  Ausserdem hat das PSI beim 10’000-jährlichen Szenario zwei Gebäude identifiziert, für die aus der konservativen Modellierung hervorgeht, dass sie beim unterstellten Abfluss von ca. 4’399 m³/s mit unterstellter Verklausung der PSI-Brücke über die gesamte Breite möglicherweise aufgrund von Ufererosion gefährdet sein könnten. Es sind dies die Gebäude OPRA und OALA.

  Als Konsequenz aus den Analysen hat das PSI für das Gebäude OPRA eine Verfahrensvorschrift erstellt, nach welcher bei drohendem Extremhochwasser das radioaktive Material in ein nicht betroffenes Gebäude transferiert werden muss. Das ENSI hat sich im Rahmen einer Inspektion von der Durchführbarkeit eines solchen Transfers im Anforderungsfall überzeugt. Für das Gebäude OALA sieht das PSI bauliche Uferschutz-Massnahmen zu dessen Hochwasserertüchtigung vor. Die Sicherheit dieses Gebäudes gegen das massgebende Extremhochwasserszenario kann bestätigt werden, sofern diese Massnahmen umgesetzt werden.

• Zentrales Zwischenlager Zwilag

  Für das Zentrale Zwischenlager ergibt sich aus der EXAR-Studie, dass der Standort sowohl für das 10’000-jährliche als auch für das 1’000-jährliche Hochwasserereignis trocken bleibt. Beim 1’000-jährlichen Szenario wurden keine negativen Auswirkungen des Hochwassers identifiziert. Beim 10’000-jährlichen Szenario hat das ENSI eine Nachweislücke in Bezug auf die Auftriebssicherheit der Gebäude festgestellt. Das ENSI hat die Zwilag aufgefordert, die Nachweisführung diesbezüglich zu vervollständigen.

  In Bezug auf morphologische Effekte hat die Zwilag nachvollziehbar gezeigt, dass die Hangstabilität durch die Hochwasserereignisse nicht gefährdet wird und keine Gebäude des ZZL durch Ufererosion beschädigt werden.

Weitere Informationen

• Neue Studie zu Extremhochwasser an der Aare auch für KKW-Standorte relevant » ENSI
• Das ENSI verlangt neue Sicherheitsnachweise zu Hochwasser » ENSI
• Gefahrengrundlagen für Extremhochwasser an Aare und Rhein (EXAR)