Das ENSI hat die internationalen Projekte MoDeRn (2009 – 2014) und Modern2020 (2015 – 2020) im Rahmen von zwei eigenen Forschungsprojekten begleitet (Figur 179-1):
Mit dem ENSI-Projekt „Monitoringkonzept und -einrichtungen 1“ von 2010 bis 2015 erarbeitete das ENSI einen Überblick über den Stand der Technik bezüglich möglicher Monitoringkonzepte und -einrichtungen.
Mit dem ENSI-Projekt „Monitoringkonzept und -einrichtungen 2“ von 2017 bis 2021 diskutierte das ENSI die Grundlagen zum Thema Überwachung für die Präzisierung der Vorgaben zur Etappe 3 des Sachplan geologische Tiefenlager (SGT, ENSI 33/649) sowie für die Neuausgabe der Richtlinie ENSI-G03.
Figur 179-1: Zeitlicher Ablauf der internationalen Projekte MoDeRn und Modern2020 (orange), Monitoringkonzept und -einrichtungen 1 und 2 (grün), der Revisionen von Richtlinien, der Präzisierung der Vorgaben für Etappe 3 SGT (blau) sowie der Prüfarbeiten zu den Entsorgungsprogrammen, Sachplan-Etappen und zum Rahmenbewilligungsgesuch (RBG) (lila).
Das ENSI hat die Resultate aus den internationalen Forschungsprojekten MoDeRn und Modern2020, welche für die Prüfarbeiten und die Vorgaben des ENSI relevant waren, in den beiden ENSI-Projekten zu Monitoringkonzept und -einrichtungen berücksichtigt und fachlich eingeordnet. Die Ergebnisse sind in die Präzisierungen für die Etappe 3 SGT (ENSI 33/649) sowie bei der Revision der Richtlinie ENSI-G03 eingeflossen und wurden bzw. werden bei den Prüfarbeiten zum Entsorgungsprogramms 2021 (EP21) und zum Rahmenbewilligungsgesuch für ein geologisches Tiefenlager herangezogen.
Zusammenfassung Resultate Modern2020
Das europäische Forschungsprojekt MoDeRn (White 2014) hatte zum Ziel, das gemeinsame Verständnis bezüglich des Monitorings in einem geologischen Tiefenlager weiterzuentwickeln und dazu Leitlinien und Empfehlungen für die Entsorgungspflichtigen zur Verfügung zu stellen.
Ein zentrales Ergebnis war der MoDeRn-Monitoring-Workflow, welcher ein systematisches Vorgehen zur Auswahl von Prozessen und Parametern für die Überwachung eines geologischen Tiefenlagers beschreibt. Dieser Monitoring-Workflow wurde im anschliessenden Projekt Modern2020 (White und Scourfield 2019) weiterentwickelt.
In Modern2020 waren 28 Organisationen aus der Europäischen Union und Japan involviert. Das Projekt baute auf den Ergebnissen des MoDeRn-Projekts auf. Übergeordnetes Ziel war das Schaffen von Voraussetzungen für die Entwicklung und Implementierung eines effektiven und effizienten Monitoringprogrammes für ein geologisches Tiefenlager. Der Fokus lag auf der Überwachung der technischen Barrieren und des geologischen Nahfelds eines Lagers während des Betriebs im Hinblick auf Entscheidungsfindung und Vertrauensbildung.
Mit Modern2020 wurden Grundlagen und Strategien zum Monitoring eines geologischen Tiefenlagers erarbeitet und die heute vorliegenden technischen Möglichkeiten der Überwachung aufgezeigt (state-of-the-art). Die Ergebnisse aus dem Projekt sind im Projektsynthesebericht zusammengefasst (www.modern2020.eu).
Neben dem Monitoring-Workflow für die Identifikation von Parametern waren die wichtigsten Ergebnisse für die Überwachung eines geologischen Tiefenlagers:
Verständnis der Rolle der Überwachung: Die Rolle der Überwachung in Entscheidungsprozessen im Zusammenhang mit der geologischen Endlagerung wurde geklärt.
Strategieentwicklung: Methoden für die Überprüfung von Sicherheitsnachweisen wurden entwickelt und Entscheidungshilfen für den Umgang mit Resultaten erarbeitet.
Verbesserte Überwachungstechnologien: Drahtlose Datenübertragungssysteme, alternative Stromversorgungslösungen (wie Kernbatterien und Energy Harvesting) und neue Sensortechnologien für die Überwachung verschiedener Parameter wurden weiterentwickelt.
Gemeinsame Methodik: Eine gemeinsame Methodik zur Qualifizierung der Komponenten von Überwachungssystemen für den Einsatz in einem geologischen Tiefenlager wurde entwickelt.
Einbeziehung von Interessengruppen: Methoden zum Umgang mit Erwartungen verschiedener Interessengruppen an die Überwachung von geologischen Tiefenlagern wurden erarbeitet.
a)
Aus Sicht des ENSI haben die Ergebnisse aus MoDeRn und Modern2020 zu folgenden, teils neuen Erkenntnissen und Einordnungen geführt:
Mit Modern2020 wurde der Stand von Wissenschaft und Technik bei der Überwachung von geologischen Tiefenlager aufgezeigt und weiterentwickelt. Dabei sind vor allem der Monitoring-Workflow für die Wahl der zu überwachenden Parameter und die spezifisch für Tiefenlager weiterentwickelten Technologien hervorzuheben.
Mit den in Modern2020 entwickelten Modern2020 Monitoring Workflow und Modern2020 Screening Methodology (für die Auswahl von zu messenden Parametern) liegen aus heutiger Sicht zielführende Methoden vor.
Bei der Entwicklung von Monitoringkonzepten und -programmen sind die unterschiedlichen Phasen der Lagerrealisierung zu berücksichtigen, d.h. eine stufenweise Entwicklung ist zielführend und bietet die Flexibilität, z.B. technische Entwicklungen optimal zu berücksichtigen.
Überwachungskonzepte und -programme sind stets aus Sicht des Gesamtsystems zu betrachten und zu entwickeln. So muss bspw. die Überwachung auf die Lagerauslegung abgestimmt sein. Zudem muss die Überwachung im Pilotlager und in den Testbereichen auf die übergeordneten Fragestellungen ausgerichtet sein, sodass unter Ergänzung der Ergebnisse aus der Überwachung der Sicherheitsnachweis erbracht werden kann. Ein solches integrales Monitoringkonzept bzw. -programm stellt eine wichtige Stütze für den Sicherheitsnachweis dar.
b)
Das ENSI hat die Erkenntnisse aus den beiden Projekten in seine Aufsichtstätigkeit integriert (Figur 179-1). Dabei gab bzw. gibt das ENSI gemäss seiner aufsichtlichen Rolle nicht vor, was, wann, wo, wie und warum zu messen ist, sondern fokussiert in seinen regulatorischen Vorgaben auf die übergeordnete Strategie und die regulatorischen Rahmenbedingungen. Im Folgenden wird beispielhaft aufgezeigt, wo und wie das ENSI die gewonnenen Erkenntnisse (siehe Antwort a) in seinen Vorgaben berücksichtigt hat:
Mit dem Monitoring-Workflow werden künftige Entwicklungen berücksichtigt:
ENSI-G03, Anforderung 6.1d: «Das integrale Überwachungsprogramm muss von den Entsorgungspflichtigen periodisch sowie zu den Bewilligungsgesuchen des geologischen Tiefenlagers auf seine Eignung hin geprüft, nach Bedarf aktualisiert und dem ENSI eingereicht werden.»
ENSI 33/649, Kap. 2.6, S. 8: «Die Nullmessung für ein geologisches Tiefenlager muss rechtzeitig vor Inangriffnahme der Untertagebauwerke aufgenommen werden, damit für die Beweissicherung genügend aussagekräftige Daten zur Verfügung stehen. Daher ist für jeden Parameter die geeignete Messmethodik, die notwendige räumliche und zeitliche Dichte an Daten, der benötigte Zeitbedarf bis zum Erreichen einer geeigneten Zeitreihe sowie der daraus abgeleitete Beginn der Messungen zu diskutieren.»
Monitoringprogramme haben unterschiedliche Phasen der Lagerrealisierung zu berücksichtigen (stufenweise Entwicklung, Nullmessungen):
ENSI-G03, Anforderung 6.1a: «Für die Bau-, Betriebs- und gegebenenfalls Nachverschlussphase eines geologischen Tiefenlagers ist stufengerecht ein integrales Überwachungsprogramm zu erstellen.»
ENSI-G03, Anforderung 6.1f: «Die Überwachung hat die Messungen aus der Standortcharakterisierung zu berücksichtigen.»
ENSI 33/649, Kap. 2.6, S. 8: «Die Nullmessung für ein geologisches Tiefenlager muss rechtzeitig vor Inangriffnahme der Untertagebauwerke aufgenommen werden, damit für die Beweissicherung genügend aussagekräftige Daten zur Verfügung stehen.»
Überwachungskonzepte und -programme sind stets aus Sicht des Gesamtsystems zu betrachten und zu entwickeln:
ENSI-G03, Anforderung 6.1c: «Der Zusammenhang zwischen den verschiedenen Überwachungsaspekten ist im integralen Überwachungsprogramm aufzuzeigen.»
ENSI 33/649, Kap. 2.6, S. 7: «Der Gesuchsteller hat mit dem Rahmenbewilligungsgesuch für den gewählten Standort ein integrales Konzept für die Überwachung einzureichen. Dieses erstreckt sich über alle Phasen der Realisierung eines geologischen Tiefenlagers (inkl. Beobachtungsphase) und umfasst die relevanten Aspekte der Überwachung.»
Ein integrales Monitoringprogramm (Aktivitäten im Pilotlager, in den Testbereichen, Standortcharakterisierung, etc.) stellt eine wichtige Stütze für den Sicherheitsnachweis dar:
ENSI-G03, Anforderung 6.1b: «Das integrale Überwachungsprogramm hat mindestens die Überwachung des geologischen Umfelds, die radiologische Umweltüberwachung, die radiologische Überwachung während der Betriebsphase, die Überwachung im Pilotlager sowie die messtechnische Überwachung während Bau und Betrieb zu umfassen.»
ENSI-G03, Anforderung 6.1h: «Die Ergebnisse der Überwachung sind mit der periodischen Berichterstattung zu dokumentieren und dem ENSI einzureichen.»
Schlussbemerkung
Das ENSI wird den Stand von Wissenschaft und Technik kontinuierlich weiterverfolgen, dazu die entsprechenden internationalen Forschungsprojekte und Aktivitäten internationaler Gremien (z.B. IAEA) begleiten und bei Bedarf eigene Forschungsprojekte durchführen. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse fliessen in die Vorgaben und Prüfarbeiten des ENSI ein.
White M.J. (2014): Monitoring During the Staged Implementation of Geological Disposal: The MoDeRn Project Synthesis, MODERN DELIVERABLE (D-6.1), European Commission, Luxembourg., Report Deliverable D6.1 European Commission, EURATOM 7.
White M., Scourfield S. (2019): Modern2020 Project Synthesis – Repository Monitoring: Strategies, Technologies and Implementation, Report Deliverable D6.5 European Commission, Horizon 2020 Framework Programme.
