Baden-Württemberg MINISTERIUM FÜR UMWELT, KLIMA UND ENERGIEWIRTSCHAFT

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1 I 1m Baden-Württemberg MINISTERIUM FÜR UMWELT, KLIMA UND ENERGIEWIRTSCHAFT Ministerium für Umwelt. Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg Postfach Stuttgan Trinationaler Atomschutzverband Herrn Prof. Dr. Jürg StöckJin Murbacherstrasse 34 CH-4056 Basel Schweiz EIN6E6AN6EH AM 15. MRZ. Z013h>s Stungan ame Herr Nagel Durchwahl Aktenzeichen (Bitte bei Antwort angeben!) ~ Erdbebengefährdung der Kernkraftwerke in der Schweiz Gespräch mit Herrn Minister Untersteller am im Umweltministerium Baden-Württemberg Sehr geehrter Herr Professor Stöcklin, bei dem Gespräch am 17. Dezember 2012 im Umweltministerium Baden Württemberg wurde die Erdbebenauslegung der Kernkraftwerke in der Schweiz angesprochen. Wir hatten zugesagt, Ihnen noch ergänzende Informationen zukommen zu lassen. Die nachfolgenden Aussagen beruhen auf Informationen, die wir aus den Sitzungen der Deutsch-Schweizerischen Kommission für die Sicherheit kerntechnischer Einrichtungen (DSK) erhalten haben und die auch von der Schweizer Aufsichtsbehörde auf ihren Internetseiten öffentlich zugänglich gemacht wurden. Darüber hinaus wurden die Erkenntnisse aus der Begutachtung der Stresstest-Unterlagen zum Kernkraftwerk Beznau durch das Öko-Institut einbezogen. Kernerplatz Stungan (VVS: Staatsgalerie) Hauptsrätter Str Stungan Theodor-Heuss-Str Stungan Telefon Telefax poststelle@um.bwl.de *** * * f:o. ~- ~.. - EMAS

2 - 2- An/ass für die PE GASOS-Studie Bei der Errichtung der Schweizer Kernkraftwerke wurde für die Einschätzung der Erbebengefährdung auf historische Erdbebendaten zurückgegriffen. ln den 1970er Jahren wurden diese Daten statistisch ausgewertet und vom Schweizer Erdbebendienst 1977 in einer Erdbebengefährdungsk9rte dargestellt. Die Anforderungen an die Bestimmung der Erdbebengefährdung wurden mit der Einführung der Probabilistischen Sicherheitsanalyse (PSA) in der Schweiz in den 1980er Jahren weiter verfeinert. Die von den Betreibern der Schweizer Kernkraftwerke erstellten PSA bestätigten, dass Erdbeben maßgeblich zum Gesamtrisiko der Kernkraftwerke in der Schweiz beitragen können. Zudem machte die Wissenschaft in dieser Zeit große Fortschritte auf dem Gebiet der Erdbebengefährdungsanalyse. So kam die damalige Schweizer Hauptabteilung für die Sicherheit der Kernanlagen (HSK), die Vorläuferorganisation des heutigen Eidgenössischen Nuklearen Sicherheitsinspektorates (ENSI), zu dem Schluss, dass die vorliegenden, auf Gefährdungsannahmen aus den 1970er Jahren basierenden, Erdbebengefährdungsanalysen für die Schweizer Kernkraftwerke nicht mehr in allen Punkten dem aktuellen Stand entsprachen. Daher forderte die HSK 1999 die Setreiber dazu auf, die Erdbebengefährdung an den Standorten der Schweizer Kernkraftwerke nach neusten probabilistischen Methoden zu bestimmen. Die HSK formulierte dazu in einer Richtlinie methodische Vorgaben, die sich an den US-amerikanischen Empfehlungen des Senior Seismic Hazard Analysis Committee (SSHAC) orientieren. Das SSHAC-Verfahren gibt für das mögliche Vorgehen vier Stufen vor. Je höher die Stufe, umso komplexer ist der Prozess und umso höher der Bedarf an Ressourcen. Beim Vorgehen nach Stufe 1 werden im Wesentlichen Fachliteratur, vorhandene Daten und Modelle analysiert. Daraus werden Schlüsse über die Gefährdung gezogen und Unsicherheiten aufgezeigt. Beim Vorgehen nach der höchsten Stufe 4 werden Literatur, Daten und Modelle von verschiedenen voneinander unabhängigen Experten bzw. Teams ausgewertet. Dabei gliedert sich das Vorgehen in mehrere Teilprojekte, in denen jeweils mehrere international anerkannte Experten arbeiten und ihre Bewertungen und Modelle entwickeln. Ziel der Erdbebengefährdungsanalyse ist es abzuschätzen, mit welcher Wahrscheinlichkeit an dem Standort eines Kernkraftwerkes bestimmte Bodenerschütterungen in einem bestimmten Zeitintervall nicht überschritten werden. Dabei sind auch die Unsicherheiten dieser Prognosen anzugeben. Das Zeitintervall ist für die Schweiz in den Gefährdungsannahmen (Verordnung des UVEK über die Gefährdungsannahmen und

3 - 3- die Bewertung des Schutzes gegen Störfälle in Kernanlagen) auf Jahre festgelegt. Für die Beschreibung der Gefährdung werden Bodenbeschleunigungen ermittelt und die Wahrscheinlichkeiten, mit denen diese an den jeweiligen Standorten erwartet werden. Diese Wahrscheinlichkeiten werden in sogenannten Gefährdungskurven dargestellt. Projekt PEGASOS Zur Umsetzung der behördlichen Vorgaben haben die Setreiber der Schweizer Kernkraftwerke das Projekt PEGASOS (Probabilistische Erdbebengefährdungsanalyse für die KKW-Standorte in der Schweiz) initiiert. Damit sollte die Erdbebengefährdung der Standorte der Kernkraftwerke in der Schweiz gemäß dem SSHAC-Verfahren der höchsten Stufe 4 in einer umfassenden Studie, unter Berücksichtigung des Kenntnisstandes der internationalen Fachwelt, ermittelt werden. Insbesondere sollten die Unsicherheiten systematisch erfasst, berechnet und ausgewertet werden. Die administrative Gesamtleitung und Projektsteuerung der Studie nahm der Verband der Setreiber.. swissnuclear" wahr. Durchgeführt wurde die Studie von 2001 bis 2004 von rund 25 anerkannten Experten aus sieben europäischen Ländern und den USA. Dazu stellten zahlreiche schweizerische und internationale Experten ihre Daten zur Verfügung. Die HSK hat das Projekt mit einem eigenen Expertenteam begleitet, um dessen Ergebnisse aufsichtlich bewerten zu können. ln dem Projekt wurde in vier Schritten vorgegangen, die jeweils als separate Teilprojekte ausgeführt wurden. Schritt 1: Schritt 2: Schritt 3: Schritt 4: Bestimmung und Charakterisierung der seismischen Quellen, d.h. wo Erdbeben in welcher Stärke und Häufigkeit zu erwarten sind. Erstellung von Abminderungsmodellen, d.h. wie pflanzen sich die Erschütterungen bis zum Standort fort und wie werden sie dabei abgeschwächt? Bestimmung der Standorteinflüsse, d.h. wie verhält sich der lokale Baugrund und welche Beschleunigungen wirken auf die Anlage? Berechnung der spezifischen Gefährdung aus den Teilprojekten 1-3 und Darstellung in Gefährdungskurven.

4 - 4- ln den Teilprojekten entwickelten jeweils mehrere voneinander unabhängige, international anerkannte Experten ihre Bewertungen und Modelle. Im Rahmen von Workshops wurden die Bewertungen ausgetauscht und hinterfragt. ln allen Teilprojekten wurden auch die Unsicherheiten berücksichtigt. Die Studie lieferte Gefährdungskurven für Erbebeneinwirkungen, die höher lagen als die Annahmen, die der Auslegung der Schweizer Anlagen bisher zugrunde gelegt worden waren. Die Ergebnisse wurden auf den Internetseiten von swissnuclear veröffentlicht. ln ihrem Abschlussbericht stellte die HSK fest, dass die methodischen Vorgaben mit PEGASOS erfüllt wurden und mit dem Projekt international ein neuer Standard gesetzt wurde. Es wurde auch festgestellt, dass die Ergebnisse durch eine große Bandbreite an Unsicherheiten geprägt sind und zahlreiche offene Fragen aufweisen. Die HSK sah Anhaltspunkte dafür, dass die Unsicherheiten durch weitere Untersuchungen konsolidiert werden könnten. Basierend auf den Erkenntnissen aus PEGASOS hat die HSK 2005 die Gefährdungsamiahmen für Erdbeben für die probabilistischen Sicherheitsanalysen verschärft. Die von der HSK zu diesem Stand neu vorgegebenen Erdbebengefährdungskurven beruhen auf den PEGASOS-Gefährdungskurven, wobei die Bodenbeschleunigungen um 20% reduziert wurden. Dies wurde damit begründet, dass mit z.t. bereits identifizierten Verfeinerungsmöglichkeiten die großen Unsicherheiten reduziert werden könnten und damit auch die Mittelwerte der Gefährdung sinken sollten. Die so neu definierten Annahmen sind gleichwohl deutlich höher als die bis dahin gültigen Einschätzungen der Erdbebenexperten. ln der Folge wurden in den Kernkraftwerken in der Schweiz Nachrüstungen und Verbesserungen vorgenommen. Ob diese abdeckend sind sowie über den Umsetzungsstand liegen uns keine detaillierten Informationen vor. PEGASOS Refinement Project (PRP) Um die Unsicherheiten aus der PEGASOS-Studie wissenschaftlich zu konsolidieren, hat "swissnuclear" in Abstimmung mit dem ENSI 2008 ein Nachfolgeprojekt, das PE GASOS Refinement Project (PRP) gestartet. Im Verlauf der PRP-Studie sollen die Ergebnisse von PEGASOS weiter verfeinert und die Unsicherheiten reduziert werden. Das methodische Vorgehen ist dabei grundsätzlich gleich wie bei PEGASOS. Allerdings sollen wo immer möglich Messungen durchgeführt, statt Schätzungen vorgenommen werden, um die bestehenden Unsicherheiten besser quantifizieren zu kön-

5 - 5- nen. Weiter sollen die neusten wissenschaftlichen Entwicklungen berücksichtigt werden. Ergänzt wird das Vorgehen durch einen fünften Schritt, in dem weitere Größen, insbesondere repräsentative Beschleunigungszeitverläufe, hergeleitet werden sollen, die für die Berechnung der Bauwerke und Ausrüstungen benötigt werden. Damit sollen die Ergebnisse in den Kraftwerken 'direkt angewendet werden können. Die PRP-Studie soll Mitte 2013 abgeschlossen werden. Anschließend sollen die Ergebnisse vom ENSI überprüft und veröffentlicht werden. Darauf aufbauend ist vorgesehen, dass Ende 2013 die Vorgaben für die probabilistischen Erdbebengefährdungsanalysen für die Kernkraftwerksstandorte vom ENSI neu festgelegt werden. Auf dieser Grundlage müssen die Kernkraftwerksbetreiber dann ihre bisherigen Nachweise aktualisieren. Überprüfungen in der Schweiz nach dem Fukushima-Unfa/1 ln der Schweiz wurde wie in Deutschland nach der Reaktorkatastrophe in Fukushima die Frage der Übertragbarkeit und der Konsequenzen geprüft. Als eine der Maßnahmen nach dem Unfall in Fukushima forderte das ENSI die Setreiber der Schweizer Kernkraftwerke auf, die Auslegung und Sicherheit ihrer Kernkraftwerke gegenüber Erdbeben und Hochwasser unverzüglich zu überprüfen. Unter anderem war der Nachweis zur Beherrschung eines jährlichen Erdbebens in Kombination mit einer Überflutung durch den Bruch von Staudämmen bis zum 31. März 2012 neu zu führen. Für diese Überprüfung standen die endgültigen Ergebnisse aus dem PEGASOS Refinement Project (PRP) noch nicht zur Verfügung. Deshalb wurde festgelegt, dass sich die Überprüfungen auf aktuelle Zwischenresultate aus dem PRP zur Erdbebengefährdung abstützen sollten. Dazu wurde aus den Zwischenresultaten für sämtliche relevante Kernkraftwerks- und Staudammstandorte eine sogenannte Übergangsgefährdung ermittelt. Das ENSI hat die von den Betreibern vorgelegten Nachweise überprüft. ln seiner Stellungnahme bestätigt das ENSI die Angemessenheit der herangezogenen Erdbebenspektren und Beschleunigungswerte. Die Gesamtnachweise zur Erdbebenfestigkeit für die Kernkraftwerke der Schweiz gelten aus Sicht des ENSI auf dieser Basis als erbracht.

6 - 6 - Eine abschließende Bewertung muss dann nach Vorliegen der PRP-Ergebnisse und der Festlegung neuer Gefährdungsannahmen durch das ENSI (voraussichtlich Ende 2013) erfolgen. Die Schweiz hat auch am EU-Stresstest teilgenommen. Für die Überprüfungen im Rahmen des EU-Stresstest wurden gemäß den Vorgaben der EU die der Auslegung zugrunde gelegten Gefährdungsannahmen verwendet. Für die Gefährdungen durch Erdbeben sind dies die Annahmen, die Ende der 1970er Jahre getroffen wurden. Diese sind geringer als die Gefährdungsannahmen aus dem Zwischenbericht des PRP, die für die vom ENSI verfügten Überprüfungen eingefordert wurden. Im Länderbericht der Schweiz für den EU-Stresstest weist das ENSI deshalb darauf hin, dass die bisherigen Gefährdungsannahmen nach heutigem Kenntnisstand nicht mehr als angemessen bewertet werden können und deshalb vom ENSI der neue Erdbebennachweis bis 31. März 2012 eingefordert wurde. Aus den Berichterstattungen der Setreiber für den EU-Stresstest hat das ENSI acht weitere "offene Punkte" identifiziert. Diese sollen, ergänzend zu den bereits eingeleiteten Schritten zu weiteren Verbesserungsmaßnahmen führen. Darunter sind auch Punkte, die den Erdbebenschutz betreffen. Dazu gehört z.b. die Frage, ob in den Schweizer Kernkraftwerken im Notfall eine automatische Reaktorschnellabschaltung durch Erdbebenmessgeräte eingeleitet werden kann. Weiter sollen das Containment und der Primärkreislauf einer detaillierteren Prüfung hinsichtlich ihrer Widerstandsfähigkeit bei Erdbeben unterzogen werden. Diese Punkte hat ENSI in seinen "Aktionsplan Fukushima" aufgenommen. Bewertung der Stresstest-Unterlagen für das Kernkraftwerk Beznau durch das Öko Institut Das Öko-Institut, Darmstadt, hat unter Hinzuziehung des Physikerbüros Bremen die Ergebnisse des EU-Stresstets für das Kernkraftwerk Beznau (KKB) im Auftrag des Ministeriums für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg analysiert. Beim EU-Stresstest wurde kein Maßstab vorgegeben, an dem die Ergebnisse gemessen werden konnten. Deshalb wurden zum Vergleich die Kriterien der Reaktor Sicherheitskommission (RSK) für die Überprüfung der Kernkraftwerke in Deutschland nach Fukushima herangezogen.

7 - 7 - Dabei ist zu berücksichtigen, dass das für die Auslegung gegen Erdbeben zugrunde zu legende Sicherheitserbeben gemäß dem Schweizer Regelwerk festgelegt ist. Es ist das Erdbeben, das mit einer Wahrscheinlichkeit von 10-4 pro Jahr auftritt. Demgegenüber ist in der entsprechenden Regel des Kerntechnischen Ausschusses (KTA) in Deutschland geregelt, dass Erdbeben mit einer Überschreitungswahrscheinlichkeit von 1 o- 5 pro Jahr beherrscht werden müssen. Für die Einhaltung des sogenannten Basislevel der RSK-Überprüfung in Bezug auf Erdbeben musste deshalb die Sicherheit der Anlage für ein Erdbeben mit einer Überschreitungswahrscheinlichkeit von 1 o- 5 pro Jahr nachgewiesen werden. Für das Erreichen des Level1 musste nachgewiesen werden, dass auch bei einer um eine Intensitätsstufe erhöhten Intensität des Erdbebens die "vitalen Funktionen" zur Einhaltung der Schutzziele sichergestellt sind. Zusammenfassend kam das Öko-Institut zu dem Ergebnis, dass das KKB in Bezug auf die Gefährdung durch Erdbeben die Bewertungskriterien für den Level 1 nach der RSK-Überprüfung nicht erfüllt. Damit wären die im Rahmen des EU-Stresstests von KKB angegebenen Reserven bezogen auf eine Erdbebeneinwirkung mit einer Überschreitungswahrscheinlichkeit von 1 o- 5 pro Jahr geringer als für die noch im Leistungsbetrieb befindlichen deutschen Anlagen. Die Bewertung von Reserven bzw. Sicherheitsfaktoren hängt von den Annahmen ab, auf die Bezug genommen wird. ln seiner Analyse hat das Öko-Instituts deshalb beispielhaft dargestellt, welche Sicherheitsfaktoren sich für bestimmte Erdbebeneinwirkungen auf Basis verschiedener Gefährdungskurven und Überschreitungswahrscheinlichkeiten ergeben. Je nach zugrunde gelegten Annahmen ergibt sich: - Ein Sicherheitsfaktor von 2,2 bei einer Gefährdungskurve für die aktuelle Auslegung (auf Basis der Gefährdungsannahmen von Ende der 1970er Jahre) und einer Überschreitungswahrscheinlichkeit von 1 o- 4 pro Jahr nach Schweizer Regelwerk). - Ein Sicherheitsfaktor von 1,7 bei einer Gefährdungskurve für die aktuelle Auslegung (auf Basis der Gefährdungsannahmen von Ende der 1970er Jahre) und einer Überschreitungswahrscheinlichkeit von 1 o- 5 pro Jahr (vergleichbar mit dem deutschen KTA Regelwerk).

8 Ein Sicherheitsfaktor von 1,3 bei einer Übergangsgefährdung nach dem Zwischenbericht zu PRP und einer Überschreitungswahrscheinlichkeit von 10-4 pro Jahr) - Ein Sicherheitsfaktor von < 1 bei einer Gefährdungskurve nach PEC?ASOS ursprünglich und einer Überschreitungswahrscheinlichkeit von 1 o- 5 pro Jahr (vergleichbar mit dem deutschen KTA-Regelwerk). Das Gutachten des Öko-Instituts weist zudem darauf hin, dass die in der Schweiz angewandte Nachweisführung unter Verwendung von Fragintäten ein starkes Maß an ingenieurs_mäßigen Be~ert~ngen und eine Verminderung der Reserven bei den Nachweisen zur Folge hat. Wir hoffen, Ihnen mit diesen Informationen weitergeholfen zu haben. Mit freundlichen Grüßen Niehaus