sou · GPB358 · 2002-01-01 00:00:00 — 0,5-5-50 l/m2, ÅR (i tidsperspektivet 0-100-1000ÅR) BEROENDE PÅ FÖRSÄMRAD FUNKTION HOS TÄTANDE SKIKT Totalt flöde: 250-25 000 l/år Löslighet: /l p.g.a. med tiden ökande syrehalt i vattnet Utflöde Hg: 250 mg-1 kg/år Figur 3: Enkel uppskattning av årligt utflöde av kvicksilver från en klass 1 markdeponi. (Källa: NV rapport 4771, s 49) Det bör noteras att när volymen på förvaret ökar ökar också den totala vattenmängd som flödar genom förvaret och kan lösa ut kvicksilver. Därmed blir det totala utflödet av kvicksilverhaltigt vatten i motsvaran- de grad större. Utspädningen till brunn kan därmed komma att minska, vilket slår mot dricksvattenkriteriet. Tekniska och miljömässiga aspekter på djupförvar 37 5.2Lämpliga avfallsformer för slutförvaring Vid genomgångar med utredningens teknisk-vetenskapliga expertgrupp har följande bedömningar gjorts: För det första bör kvicksilveravfall med ren, d.v.s. enkel och väl- definierad kemisk sammansättning (metalliskt Hg, sulfid eller selenid), inte blandas med avfall av blandad och delvis svårkarakteriserad ke- misk sammansättning (t.ex. blandat processavfall). Skälet är att den kemiska miljön i ett gemensamt bergrum då skulle bli onödigt svårbe- stämd och svårkontrollerad. Detta utesluter inte djupförvaring av så- dant processavfall i väl stabiliserad form i ett separat bergrum på lämpligt säkerhetsavstånd från det bergrum där rent kvicksilveravfall förvaras. Säkerhetsavståndet skall förhindra att det blandade avfallet kemiskt påverkar förhållandena i det renare förvaret. Över huvud ta- get bör så rena systemlösningar som möjligt eftersträvas för det mest höghaltiga avfallet. Betongingjutning kan exempelvis leda till onödig osäkerhet om de kemiska förhållandena på lång sikt i ett slutförvar. För det andra talar mycket för att kvicksilversulfid är den lämpli- gaste formen för slutförvaring eftersom dess egenskaper är väl kända, och det bör vara möjligt att upprätthålla en miljö i förvaret som främjar att Hg hålls bundet i en mycket svårlöslig sulfidform. Vattnet i berget på stora djup är syrefritt och har i många fall en viss naturlig sulfidhalt. Det är dock rätt begränsade fönster i form av kombinationer av olika kemiska egenskaper hos miljön i djupförvaret man bör hålla sig inom för att nå de lägsta lösligheterna. Kvicksilvers sulfidkemi är väl känd. Selenid är ett andra alternativ, men selen är ett dyrare ämne än svavel och med mer begränsad tillgång. Man kan heller inte nå de fördelar som torde hänga samman med en naturligt stabiliserad sulfidmiljö i ett djupförvar. Vidare bör noteras att överföring av metalliskt kvicksilver till sulfid eller selenid i industriell skala kan komma att kräva en relativt kompli- cerad process med åtföljande problem vad gäller arbetsmiljö och be- gränsning av processutsläpp och processavfall. Om man kan finna ett bergrum med rimligt låg vattengenomströmning och kompletterar med en lerbarriär skulle det löslighets- och strömningshastighetsbegränsade läckaget av kvicksilver ligga väl under skyddsmålen för högsta belast- ningsnivå på miljön (0,Hg/år), även med avfall i form av metal- liskt kvicksilver. Sulfid- eller selenid-formen skulle i den reducerande miljön i ett djupförvar ge en ytterligare reduktion med minst en faktor 51. Det skall vidare noteras att det inte är möjligt att deponera flytande avfall, eftersom det framgår av EU:s deponeringsdirektiv att medlems- 1 4771 (1997), sid 44 38 Tekniska och miljömässiga aspekter på djupförvar staterna skall vidta åtgärder för att se till att flytande avfall inte tas emot vid en deponi, se vidare om detta direktiv i avsnitt 1.4.2 i bilaga 2. anser också att slutförvaring av kvicksilver i fly- tande, metallisk form är direkt olämplig från miljösynpunkt Om det skulle ge bättre förutsättningar för en optimal systemlösning (tekniskt, ekonomiskt och miljömässigt) kan det därför vara intressant att undersöka andra alternativ än överföring av metalliskt kvicksilver till sulfid eller selenid. I första hand kan då amalgamer med metaller lämpliga ur slutförvarssynpunkt vara lämpliga att studera. Exempelvis förekommer en koppar-kvicksilveramalgam med sammansättningen koppar, kvicksilver som ett naturligt . Upp- gifter saknas för att här kunna bedöma i vad mån amalgamering kan minska utlakningen av kvicksilver. Lösligheten för metalliskt kvicksil- ver sätter under alla förhållanden en övre gräns. Man kan också över- väga att skapa en kemisk miljö i förvaret som med tiden leder till en successiv omvandling av kvicksilver i amalgamform till kvicksilver- sulfid. Det kan ske genom blandning med ämnen som tillför sulfid och i övrigt skapar en lämplig vattenkemi. Slutligen vill vi återigen erinra om att ett läckage av kvicksilver från ett slutförvar ytterst är löslighetsbegränsat. Det talar naturligtvis för att välja avfallsformer med så låg löslighet som möjligt under aktuella för- varsbetingelser. Men det talar också för att göra förvaret så kompakt som möjligt för att på så sätt geometriskt begränsa den mängd vatten som kan ta upp kvicksilver till aktuell löslighet. 5.3Behandling och upparbetning av kvicksilveravfall Slutförvarets krav på lämpliga egenskaper hos det avfall som skall de- poneras blir styrande för kraven på behandling och upparbetning av olika avfallstyper. I föregående avsnitt diskuterade vi översiktligt vilka avfallsformer som i första hand är lämpliga i ett slutförvar djupt nere i berggrunden. En slutsats blir att man i möjligaste mån bör söka vägar att upparbeta blandat avfall, såsom batterier, för att utvinna kvicksilvret och överföra det i för slutförvaring lämplig form. Vi rekommenderar med stöd av utredningens teknisk-vetenskapliga expertgrupp metalliskt kvicksilver eller kvicksilversulfid som lämplig slutprodukt av sådan upparbetning av blandat avfall. Kvicksilversulfid är en kemisk form lämplig för slutförvaring, och metoder för att överföra stora mängder metalliskt kvicksilver i för slutförvaring lämplig form måste ändå ut- vecklas. Tekniska och miljömässiga aspekter på djupförvar 39 För vissa typer av blandat avfall, t.ex. processavfall från metallur- gisk industri, kan skälighetsbedömningar med stöd av leda till att också andra behandlingsformer kan behöva prövas, såsom stabi- lisering av avfallet genom inblandning av lämpliga ämnen som gör kvicksilver och andra giftiga ämnen svårlösliga under de förhållanden som råder i ett djupförvar. Vid användning av olika tillsatsämnen måste emellertid deras långsiktiga inverkan på miljön i ett djupförvar noga ut- redas och prövas. Tänkbara vägar för behandling och upparbetning före deponering i ett djupförvar kan sammanfattas i följande figur: anger behov av processutveckling Figur 4: Principlösningar för behandling och upparbetning Det är inte utredningens uppgift att i detalj ange specifika behandlings- vägar för olika typer av kvicksilveravfall. Det är avfallsägarna som har ansvaret för att välja och vid behov se till att tekniskt utveckla lämpliga behandlingsmetoder i industriell skala. Däremot bör vi kunna peka på några principiellt möjliga och miljömässigt godtagbara avfallsformer för slutförvaring med tillhörande behandlingsmetoder, särskilt då för metalliskt kvicksilver. För detta ändamål har vi via ett konsultuppdrag låtit ta fram ett översiktligt underlag om industriellt tillgängliga eller rimligt utvecklingsbara behandlings- och upparbetningsmetoder som 40 Tekniska och miljömässiga aspekter på djupförvar komplettering till tidigare utredningar. Några av de viktigaste slutsatserna i konsultutredningen2 är följande: Principiella tekniker finns för överföring av elementärt kvicksilver i lämplig form för slutförvar (stabilisering). Dessa tekniker har setts fun- gera väl i mindre skala, men erfarenheter av drift i i större skala är begränsade. Kvicksilver i tvåvärd form kan stabiliseras genom tillsats av svavelföreningar. De tekniker som skulle kunna vara användbara är: Tillsats av elementärt svavel. Detta bedöms i konsultrapporten vara en tänkbar metod, under förutsättning att reaktionen kontrolleras noggrant, både med hänsyn till värmeutveckling och för att undvika svavelöverskott i slutprodukten. Stabilisering med pyrit. Laboratorieförsök har visat goda resultat, men praktiska erfarenheter i större skala saknas. Reaktionstider behövs troligen. Stabilisering med svavelcement (SPC). Detta är en metod som studeras i . Kvicksilvret överförs i sulfidform och gjuts in i svavel med vissa polymeriserande tillsatser. Metoden bedöms som intressant och ytterligare undersökningar rekommenderas i kon- sultrapporten. Tillsats av elementärt selen. Denna metod används i flera olika pro- cesser i för behandling av främst lysrör. Tekniker för amalgamering med syfte att stabilisera kvicksilver i avfall i industriell skala saknas . Tekniken bedöms i konsultrapporten enkel att genomföra, men uppgifter sak- nas för att göra bedömningar av amalgamets lakbarhet. Lösligheten för metalliskt kvicksilver ger dock en övre gräns. Avfall som innehåller kvicksilver i tvåvärd form behandlas i en våtkemisk process med tillsats av olika typer av svavelföreningar. Industriella tillämpningar finns för exempelvis COD-avfall (avfallslösningar från kemiska analyser). För att separera kvicksilver från blandat avfall i industriell skala an- vänds avdrivning av kvicksilvret genom upphettning i relativt hög ut- sträckning. Metoderna är principiellt enkla, men måste utformas för att undvika olika problem som kan uppstå t.ex. med utsläpp av kvicksil- verånga och kondensation av kvicksilver på oönskade ställen i behand- lingsutrustningen. Erfarenheter av våtkemiska metoder för att behandla kvicksilverhaltigt avfall finns; dock kan det vara nödvändigt att anpassa processen efter eventuella andra toxiska ämnen i avfallet. 2 : Rapport 2000-22, Tekniska och miljömässiga aspekter på djupförvar 41 Tillgängliga behandlingsmetoder och behandlingskapaciteter hos olika företag har vidare i konsultrapporten jämförts med aktuella av- fallsmängder. För upparbetning och stabilisering av blandat avfall med elementärt kvicksilver finns flera tillgängliga tekniker och företag inom EU, inklusive . Tekniker för att omvandla elementärt kvicksil- ver till en form som är lämplig för slutförvaring finns i princip och i la- boratorieskala, men har i mycket begränsad utsträckning testats i större skala. Berörda avfallsinnehavare har vid genomgångar med utredning- en inte heller kunnat peka på några färdigutvecklade och kommersiellt tillgängliga processer för att i industriell skala överföra metalliskt kvicksilver i en form som är lämplig för slutförvaring. I samt i övriga EU finns några exempel på våtkemiska metoder som, eventuellt efter modifieringar av processen, bör kunna användas för samtidig upparbetning och stabilisering av avfall som innehåller elementärt kvicksilver. När det gäller upparbetning och stabilisering av avfall med tvåvärt kvicksilver konstateras att tekniker och metoder finns, men eventuellt kommer modifieringar av processerna att krävas. Däremot är det tvek- samt om kapaciteten att behandla aktuella avfallsmängder inom en rimlig tidsrymd finns inom gränser. Går man till övriga Nor- den och övriga EU ökar möjligheterna och kapacitetsbehovet kan troli- gen fyllas. Företag som ägnar sig åt upparbetning av avfall som inne- håller kvicksilversulfid eller kvicksilverselenid har inte hittats. Det kan dock vara möjligt att slutförvara detta avfall i befintlig form, även om en uppkoncentrering av avfallet skulle reducera förvarsvolymen avse- värt. Vid val av metoder för upparbetning gäller särskilt att hanteringen av restprodukterna måste beaktas. Avskiljningsgraden för kvicksilver måste givetvis vara så hög att återstoden kan omhändertas med enkla konventionella metoder. Så långt det är möjligt bör man utgå från en helhetssyn på de olika tänkbara hanteringsstegen och avfallsströmmar- na. Slutligen kan nämnas att det vid pågår ett dokto- randarbete med stöd av , som syftar till att närmare studera oli- ka kvicksilverföreningars och avfallsmatrisers lämplighet ur slutför- varssynpunkt, bl.a. för att man skall kunna välja lämpliga behand- lingsmetoder för olika typer av kvicksilveravfall. En avhandling beräk- nas läggas fram om . 42 Tekniska och miljömässiga aspekter på djupförvar Jämförelse med organisatoriska lösningar... 43 6Jämförelse med organisatoriska lösningar för hantering av kärnavfall De höga grundkostnaderna för att anlägga ett djupförvar och den be- gränsade avfallsvolymen talar för att påtagliga kostnadsmässiga förde- lar skulle uppnås om avfallsägarna kunde samarbeta kring ett gemen- samt djupförvar. Tänkbara förebilder för ett sådant samarbete finns in- om kärnavfallsområdet. Frågorna om organisation och finansiering för omhändertagande av kärnkraftens avfall utreddes och riktlinjerna lades fast av regeringen . Det skapades ett system som byggde på ett samspel mellan staten och kraftindustrin med tydlig rollfördelning. Nedan beskriver vi huvuddragen i detta system. 6.1Lösningar på kärnavfallsområdet som tänkbar förebild I den modell som skapades slogs tre grundprinciper fast. 1.Den som bedriver verksamhet där radioaktiva restprodukter upp- kommer skall svara för att dessa tas om hand på ett säkert sätt. 2.Staten har ett övergripande ansvar för det radioaktiva avfallet. 3.Kostnaderna för avfallshanteringen skall täckas av intäkterna av den elproduktion om ger upphov till avfallet. 6.1.1Ansvarsfördelning stat/kärnkraftsindustri Det skulle i första hand ankomma på kärnkraftsföretagen att ta hand om restprodukterna. Detta var en följd inte bara av den allmänna principen om att den som driver industriell verksamhet skall ta hand om de pro- 44 Jämförelse med organisatoriska lösningar... blem som uppstår utan även av praktiska skäl, kraftföretagen hade den tekniska kompetensen att ta hand om avfallet. Den tänkta samverkan skulle i huvudsak ske på frivillig väg och förutsättningar skapades i lagstiftningen. I lag (1984:3) om kärnteknisk verksamhet (kärntekniklagen) anges att den som har tillstånd att inneha eller driva en kärnkraftsreaktor skall i samråd med övriga reaktorinne- havare upprätta eller låta upprätta ett program för den allsidiga forsk- nings- och utvecklingsverksamhet och de övriga åtgärder som behövs. Reaktorinnehavarna hade därmed inte bara ett allmänt ansvar för av- fallet utan också en lagfäst skyldighet att driva den forskning och ut- veckling som behövs för att nå målet, säker slutförvaring. Kärnkraftsföretagen bildade ett gemensamt ägt aktiebolag. Medver- kan i bolaget skulle vara en förutsättning för att få driva kärnkraftre- aktorer. Bolagen skulle underteckna ett konsortieavtal, som även skulle godkännas av regeringen. Den dominerande uppgiften för det gemen- samma bolaget skulle vara att svara för forskning och teknikutveckling inför uppförandet av erforderliga anläggningar. Avfallet skulle kunna tas om hand inom kärnkraftsproducenternas egna organisationer eller genom det gemensamma bolagets köp av erforderliga tjänster. Ekono- miska, rationella och säkerhetsmässiga skäl talade för att hanteringen och förvaringen skulle ske i ett fåtal gemensamma anläggningar. Statens ansvar skulle komma att bestå av flera olika komponenter. Först och främst skulle staten på sedvanligt sätt ha ett övergripande an- svar för att det fanns en fungerande lagstiftning och en tillsynsorga- nisation på området. Detta återspeglas i de lagar och förordningar som gäller på området, samt i att staten genom tillsynsmyndigheterna () och () utövar tillsyn för att skyddet av människor och miljö blir tillfredsstäl- lande. Detta övergripande statliga ansvar är juridiskt fastlagt genom att ratificerat Konventionen om säkerheten vid hante- ring av använt kärnbränsle och om säkerheten vid hantering av radio- aktivt avfall. Konventionen träder ikraft . Statens ansvar för kärnavfall skulle dock komma att omfatta ytterli- gare komponenter. Staten skulle sålunda också ha ett pådrivande och övervakande ansvar för kärnkraftindustrins grundläggande arbete med att utveckla lämplig teknik och lämpliga konstruktioner för slutförvar. Dessutom skulle staten se till att finansieringen av framtida utgifter för kärnavfallshanteringen tryggades genom uppbyggnad av en särskild, av staten förvaltad fond. För att staten skulle ha möjlighet att bära det på- Jämförelse med organisatoriska lösningar... drivande ansvaret och ansvaret för en tryggad finansiering bildades det en särskild myndighet med uppgift att övervaka industrins forsknings- och utvecklingsprogram på området och att administrera det finansie- ringssystem som byggdes upp. Slutligen förutsatte regeringen att staten ensam skulle komma att bära ansvaret för slutförvaren sedan dessa förslutits. Detta ansvar har inte lagfästs, men har klart uttryckts i lagförarbeten. Skälet för att sta- ten skulle bära ett efteransvar för förvaret var att det ansågs orimligt att enskilda bolag skulle vara ansvariga under den mycket långa tidspe- riod som förvaret skulle existera. Det är dock inte närmare reglerat när och hur ansvaret övergår till staten, bara att eventuella överskjutande fondmedel som inte behövts tas i anspråk skall återbetalas till kärn- kraftföretagen. Redan före organisationsmodellens tillkomst hade kraftföretagen varit införstådda med att de ansvarade för en godtagbar hantering av avfal- let. Företagen hade därför i sina priskalkyler redan från start av sin verksamhet räknat med dessa kostnader och gjort särskilda avsättningar i sina räkenskaper. Efter framställning från företagen genomfördes en ändring i kommunalskattelagen om att framtida utgifter för hantering av utbränt kärnbränsle och dylikt skulle vara avdragsgillt vid inkomst- taxeringen. När lagen första gången tillämpades uppgick avdraget till per kärnkraftsproducerad kilowattimme. Regeringen var dock inte helt tillfreds med ovanstående ordning. Ett problem var att säkerställa att medel fanns tillgängliga under den mycket långa tidsrymd som det var fråga om, ett annat att värdesäkra medlen. I den helhetslösning som tillskapades av regeringen ingick där- för ett finansieringssystem, vilket lagfästes i lagen om finansiering av framtida utgifter för använt kärnbränsle m.m. Systemet innebar i hu- vudsak följande: En statligt förvaltad fond tillskapades. De medel som kraftföretagen redan avsatt för omhändertagandet av avfallet överfördes till fonden. I grunden skulle dock elkonsumenterna betala kostnaderna för omhän- dertagandet av använt kärnbränsle och radioaktivt avfall. Innehavare av varje kärnkraftverk skulle erlägga en avgift till fonden. Dessa skulle i princip beräknas så att det byggdes upp medel i fonden för att bestrida samtliga kostnader för att ta om hand det använda kärnbränslet som uppkommer under varje reaktors livstid samt för att riva reaktorer- na. I lag föreskrivs numera att fonden skall vara fullt utbyggd för att täcka alla kostnader då reaktorn drivits . 46 Jämförelse med organisatoriska lösningar... tillföras medel för de kostnader som uppkommer ytterliga- re drift. Varje års avgifter fördelas på motsvarande energiproduktion och övervältras i slutändan på elkonsumenterna. Avgifterna skulle vara avdragsgilla vid inkomsttaxeringen. De har under fondens uppbyggnad legat runt per kwh. De inbetalda avgiftsmedlen skulle sedan utbetalas till det av kraftin- dustrin gemensamt ägda bolag för kontrakterade tjänster, investeringar för omhändertagande av använt kärnbränsle samt den forskningsverk- samhet som är nödvändig för ett säkert hanterande av använt kärn- bränsle och radioaktivt avfall från detta. Vidare skulle medlen täcka framtida rivningar av anläggningar. Utbetalningarna skulle skattemäs- sigt vara att betrakta som statsbidrag. 6.1.3Samarbete kring driftavfall från kärnkraftverken Det relativt komplicerade juridiska och ekonomiska system som be- skrivits ovan avser omhändertagandet av använt kärnbränsle och riv- ning av kärnkraftreaktorerna. Utifrån sitt allmänna ansvar för allt kär- navfall har kärnkraftföretagen emellertid också byggt upp ett samarbete kring s.k. låg- och medelaktivt driftavfall från kärnkraftverken. Detta avfall består bl.a. av filtermassor. För detta avfall har kärnkraftföreta- gen i samarbete uppfört det gemensamma slutförvaret för reaktoravfall, SFR, en bergrumsanläggning intill Forsmarks kärnkraftverk. SFR är i drift och finansieras huvudsakligen ur kärnkraftverkens driftbudgetar. Den modell som tillskapades har i huvudsak be- stått . Ett flertal översyner har gjorts, vilka dock endast lett till smärre förändringar. Det bolag de fyra kärnkraftsföreta- gen äger gemensamt benämns , . Bolaget hanterar avfallet och äger de avfallsanläggningar som är i drift. Organisationsmodellen kan även beskrivas schematiskt se nedanstående figur. Jämförelse med organisatoriska lösningar... Regeringen beslutar om avgifter efter förslag från SKI Kärnavfallsavgiften finns i elpriset SKI beslutar om ersättning ur fonden 6.2Analys – likheter/skillnader mellan kärnkraftsavfall och kvicksilveravfall En första likhet är att det på samma sätt som för kraftbolagen ankom- mer på avfallsägarna att ta hand om sitt kvicksilveravfall. Det är också fråga om ett fåtal ägare av större mängder kvicksilveravfall. Det för- hållande att det är fråga om ett fåtal ägare borde innebära att det är lät- tare att organisera en gemensam lösning. Vidare är det just avfallsägar- na som besitter lämplig teknisk kompetens att omhänderta avfallet. En annan uppenbar likhet är förstås att det är fråga om ett skapa ett slutförvar, som kommer att finnas under en mycket . På samma sätt som gäller för kärnkraftsavfall talar ekonomiska, rationella och säkerhetsmässiga skäl med styrka för att hanteringen och förva- ringen sker i ett fåtal gemensamma anläggningar. 48 Jämförelse med organisatoriska lösningar... En avgörande skillnad är tidsfaktorn. När organisationen för kärn- kraftsavfallet tillkom räknades det med att alla radioaktiva restproduk- ter tagits om hand och placerats i slutligt förvar först omkring . Det sammanhänger bl.a. med att värmeutvecklingen på grund av radio- aktivt sönderfall i det använda kärnbränslet behöver klinga av under åt- skilliga decennier innan man kan placera det i ett slutförvar. I denna ut- redning räknar vi med att det är möjligt att ta hand om en mycket stor andel av det kvicksilverhaltiga avfallet och att den återstående andelen skulle kunna omhändertas i rimlig tid därefter. Det synes därför som själva perioden för behandling och placering i slut- förvar skulle vara betydligt kortare för kvicksilveravfallet. Detta kan ha bäring på följande: När finansieringsplanen för kärnkraftsavfall tillkom i början på 1980- talet räknades det med att kärnkraft skulle komma att produceras fram . Det innebar att det fanns att bygga upp fonder för att ta hand om avfallet. Hur förhåller det sig då med kvick- silveravfallet? Kloralkaliindustrin saknar lagrat kvicksilveravfall och kommer att kunna fortsätta att använda kvicksilver i sin produktion . För denna industri är det därför fullt möjligt att göra framtida avsättningar under produktionsåren för att finansiera att avfallet tas om hand. I förhållande till kärnkraftsavfallet kommer det dock vara fråga om . För och AB:s del är det dock i första hand fråga om lagrat avfall, varför det framstår som svåra- re att bygga upp ett finansieringssystem som inkluderar dessa bolags avfall. Det skall dock noteras att företagen har gjort avsättningar för den framtida slutförvaringen. Det varierar dock om avsättningarna åter- finns i det enskilda bolaget eller på koncernnivå. Det är också så att de avsättningar som gjorts inte är tillräckliga, eftersom bolagen inte förut- sett ett krav om djupförvaring. För del skall noteras att fö- retaget uppburit betalning för sitt omhändertagande av avfallet.