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Durch die Wahl des Standortes eines geologischen Tiefenlagers für radioaktive Abfälle kann es bei der Erkundung und Nutzung von wichtigen Rohstoffen, von Geothermie, Mineralquellen oder Thermen zu Nutzungskonflikten im Untergrund kommen. Im Hinblick auf die Langzeitsicherheit ist es deshalb notwendig, Nutzungskonflikte soweit möglich zu vermeiden. Allfällige sicherheitstechnische Auswirkungen durch Nutzungskonflikte sind ein Kriterium im Standortauswahlverfahren und werden entsprechend beurteilt.
Radioaktive Abfälle werden für lange Zeiträume in tiefen geologischen Schichten eingelagert. Da davon ausgegangen werden muss, dass in der fernen Zukunft keine Kenntnis über den Standort oder den Inhalt eines Tiefenlagers mehr vorhanden ist, wird das Tiefenlager durch die Standortwahl möglichst gut vor unbeabsichtigten Einflüssen geschützt.
Die Wahrscheinlichkeit eines zukünftigen, unbeabsichtigten Eindringens in das Tiefenlager kann verringert werden, falls im geologischen Umfeld keine Rohstoffe in besonderem Mass vorkommen. Im Standortauswahlverfahren werden deshalb die nutzungswürdigen Rohstoffe und die sich daraus allfällig ergebenden Nutzungskonflikte bewertet (Kriterium 2.4).
Zu den möglichen Nutzungskonflikten gehören:
- Abbau von Bausteinen, Salzen und Erzen
- Gewinnung von Kohle, Erdgas und Erdöl
- Förderung von Mineral- und Thermalwasser
- Gewinnung von Erdwärme (z. B. Erdwärmesonden)
- Verpressung von Kohlendioxid in den geologischen Untergrund (sogenannte CO2-Sequestrierung)
Insbesondere wird beurteilt, ob im oder unterhalb des Wirtgesteins bzw. des einschlusswirksamen Gebirgsbereichs aus heutiger Sicht wirtschaftlich nutzungswürdige Rohstoffe in besonderem Mass vorkommen. Beurteilt wird ferner, ob eine Erschliessung und Nutzung der Rohstoffe die Barrierenwirkung des Wirtgesteins beeinträchtigen oder das Lager direkt treffen könnte.
Sedimente der Standortgebiete wurden auf Ressourcen untersucht
Die Standortgebiete Jura Ost, Nördlich Lägern und der südliche Teil von Zürich Nordost liegen oberhalb der Sedimentfüllung des Nordschweizer Permokarbontrogs. Die Sedimente wurden zwischen 1957 bis 2013 unter anderem von der Aktiengesellschaft für schweizerisches Erdöl (SEAG) intensiv auf Kohlenwasserstoffe untersucht. Dabei wurden mit den Bohrungen Weiach und Weiach-2 in Tiefen von 1400 bis 1750 Meter insgesamt ca. 40 bis 50 Meter mächtige Serie mit untergeordneten Kohleflözen (schichtparalleles Vorkommen von Kohle im Sediment) nachgewiesen. Diese enthalten mehrere 4 bis 7 Meter mächtige Einzelflöze. Ausgehend von seismischen Messungen wird eine 400 Quadratkilometer grosse Abbaufläche postuliert. Ebenfalls aufgrund seismischer Befunde werden zudem im Raum Siglistorf konventionelle Erdgasvorkommen auf einer Fläche von ca. 160 Quadratkilometern vermutet. Eine 2007 auf dieses Vorkommen ausgerichtete Explorationskampagne wurde jedoch ohne die Ausführung einer Tiefbohrung aus wirtschaftlichen Gründen wieder eingestellt. Auch das Vorhandensein und die Abbauwürdigkeit unkonventioneller Erdgasvorkommen wie z. B. Kohleflözgas (coal bed methane), Schiefergas (shale gas) oder Erdgas in dichten Gesteinen (tight gas) wurden bereits untersucht. Bei den Anfang der 2000er-Jahre in der Bohrung Weiach-2 ausgeführten Fördertests konnte indes kein Gas gefördert werden. Auch die seit 2019 ausgeführten und bis in den oberen Teil der Trogfüllungen reichenden Tiefbohrungen der Nagra zeigen keine nennenswerten Kohlenwasserstoff-Gehalte. Der Kenntnisstand zur Kohlenwasserstoff-Exploration sowie Ausführungen zur Abschätzung der Wirtschaftlichkeit sind von W. Leu zusammenfassend im NAB 14-70 darstellt.
Keine Hinweise auf besonders grosse Steinkohle- oder Kohlenwasserstoffvorkommen
Aufgrund der Tiefe der nachweislich und potentiell Kohlenwasserstoff führenden Schichten sowie deren räumlich variabler Verteilung werden diese Rohstoffe jedoch aus heutiger Sicht als kommerziell nicht abbaubar angesehen. Die räumliche variable Verteilung von Rohstoffen verringert zudem die Aussagekraft von einzelnen Tiefbohrungen. Eine weitere detaillierte untertägige Untersuchung des Permokarbontrogs ist aus Sicht des ENSI für die Standortwahl nicht zielführend, da die vorliegenden geologischen Kenntnisse keine Hinweise geben, dass Kohlenwasserstoffe oder Steinkohle in den Standortgebieten Jura Ost, Nördlich Lägern und Zürich Nordost in einem besonderen Mass vorkommen. Eine allfällige zukünftige Nutzung von Kohlenwasserstoffen in der Schweiz wird durch den beschränkten Flächenbedarf eines Tiefenlagers im Vergleich zur Ausdehnung der Permokarbontröge in der Nordschweiz nicht signifikant eingeschränkt.
Schutzbereich um das Tiefenlager wird festgelegt
Neben der Wahl eines geeigneten Standorts im Hinblick auf die Langzeitsicherheit sind zusätzlich behördliche Vorkehrungen vorgesehen, um das Tiefenlager vor schädlichen Einwirkungen zu schützen. Diese betreffen die gesetzlich vorgeschriebene Festlegung eines untertägigen Schutzbereichs. Der Bund sorgt dafür, dass die Informationen über das Lager, die eingelagerten Abfälle und den Schutzbereich aufbewahrt werden und die Kenntnisse darüber erhalten bleiben. Er kann entsprechende Daten anderen Staaten oder internationalen Organisationen mitteilen.
Im Falle der hochradioaktiven Abfälle wird durch die ENSI-Richtlinie G03 ein zusätzlicher Schutz vorgeschrieben. So haben die Entsorgungspflichtigen den vollständigen Einschluss der hochaktiven Abfälle in den Tiefenlagerbehältern während mindestens tausend Jahren ab deren Einlagerung aufzuzeigen. Dies hat zur Folge, dass radiologische Auswirkungen durch allfällige Einwirkungen in der Nähe des Tiefenlagers während der Zeit des kompletten Einschlusses in den Behältern ausbleiben.
ENSI hat Angaben der Nagra zu Nutzungskonflikten detailliert geprüft
Das ENSI hat in Etappe 2 des Sachplans die Angaben der Nagra zur Frage von Nutzungskonflikten detailliert betrachtet und seine Beurteilung in ENSI 33/539 mit den folgenden Schlussfolgerungen zusammengefasst:Das Kriterium 2.4 «Nutzungskonflikte» wurde anhand von fünf Indikatoren bewertet. Das ENSI konnte den Bewertungen der Nagra für die Indikatoren «Rohstoffvorkommen innerhalb des Wirtgesteins», «Rohstoffvorkommen unterhalb des Wirtgesteins», «Rohstoffvorkommen oberhalb des Wirtgesteins» und «Mineral- und Thermalwassernutzung» zustimmen. Unterschiede in der Bewertung betrafen den Indikator «Geothermie und weitere energiebezogene Nutzungen des Untergrunds» für die beiden Lagerperimeter im zurückgestellten Standortgebiet Jura-Südfuss wegen der in den Bohrungen Gösgen und Oftringen beobachteten positiven Wärmeanomalie. Nach Ansicht des ENSI waren die Anforderungen und Bewertungsskalen für die aufgeführten Nutzungskonflikte für Etappe 2 SGT stufengerecht.
Bewertung in ENSI 33/539: Das ENSI beurteilt die Darstellung der Vorkommen von nutzbaren Steinen und Erden oberhalb des Wirtgesteins als nachvollziehbar und teilt die Bewertungen der Nagra für die Nordschweizer Standortgebiete. Im Falle eines gross dimensionierten Rohstoffabbaus an der Oberfläche in den Standortgebieten der Nordschweiz müsste der Einfluss der Dekompaktion des Gebirges (inkl. der dadurch induzierten Seismizität) im konkreten Fall geprüft werden. Das Projekt Kalk/Mergelabbau Homberg im Standortgebiet Jura Ost mit möglicherweise kritischen Dimensionen wurde von der Industrie aus verschiedenen Gründen zurückgezogen und aus dem kantonalen Richtplan gestrichen. Nicht betrachtet hat die Nagra mögliche Erzvorkommen in der Nordschweiz, wie sie lokal im Dogger (Herznach) sowie in eozänen Bolustonvorkommen im Top der verkarsteten Malmkalke ausgebeutet wurden. Ein wirtschaftlicher Abbau ist aus heutiger Sicht unwahrscheinlich, weshalb die Nichtbetrachtung dieses Nutzungskonfliktes durch die Nagra aus Sicht des ENSI keinen Einfluss auf die Bewertung hat.
Bewertung in ENSI 33/539: Das Nutzungspotenzial von Kohlenwasserstoffen/Kohle des Permokarbons wurde von der Nagra eingehend untersucht und standortspezifisch beurteilt, die Ausführungen und Beurteilungen der Nagra sind plausibel und stufengerecht. Das ENSI stimmt den Bewertungen der Nagra zu.
Die Nutzung unkonventioneller Kohlewasserstofflagerstätten (u. a. tight gas, Schiefergas) erfordert den Einsatz von «Fracking»-Techniken. Damit verbunden ist das Risiko induzierter Seismizität und unkontrollierter Rissausbreitung, was eine quantitative Abschätzung der Reichweiten solcher Auswirkungen und die Festlegung eines Schutzbereiches im Rahmen der Etappe 3 SGT erfordert. Nicht explizit erwähnt werden durch die Nagra mögliche mittelfristige Auswirkungen der Nutzungen, insbesondere mögliche Subsidenzen infolge grosser Gasentnahmen oder Seismizität bei der Gasentnahme oder bei der Fluid-Verpressung. Diese Aspekte sollten aus Sicht des ENSI bei der Festlegung des Schutzbereiches auch untersucht werden.
Die Verbreitung von Steinsalz in der Nordschweiz wurde von der Nagra umfassend und plausibel dargestellt, die Nagra-Bewertungen dieses Nutzungskonfliktes sind für das ENSI nachvollziehbar. Hinsichtlich Etappe 3 SGT sollte die Erschliessung und Nutzung von Salzlagerstätten unter dem Lagerperimeter mit der Festlegung des Schutzbereiches ausgeschlossen werden.
Bewertung in ENSI 33/539: Die Nagra hat eine detaillierte und sorgfältige Erfassung der Mineral- und Thermalwassernutzungen in den geologischen Standortgebieten und in deren weiterer Umgebung durchgeführt. Das ENSI beurteilt den Datensatz für Etappe 2 SGT als stufengerecht und umfassend. Bezüglich Vollständigkeit gibt das ENSI zu bedenken, dass allenfalls die Möglichkeit besteht, dass verborgene Austritte thermaler Wässer noch unbekannt sind. Solche Austritte könnten analog zu den bekannten Austritten von Thermalwasser direkt in die Limmat bei Baden oder aus dem Fels in die Lockergesteine bei Bad Schinznach vorhanden sein. Solche heute unbekannten, an sich nutzbaren Thermalwasseraustritte sind zwar denkbar, aber es ist wenig wahrscheinlich, dass diese eine grosse Bedeutung aufweisen würden. Entsprechend wurden sie bei den Betrachtungen der Nagra nicht berücksichtigt.
Die standortspezifischen Beurteilungen und Bewertungen der Nagra bezüglich möglicher Beeinflussungen von Mineral- und Thermalwassernutzungen durch Bau und Betrieb von Zugangsbauwerken und Tiefenlager sind für das ENSI nachvollziehbar und für Etappe 2 SGT stufengerecht. In Etappe 3 SGT wird im Rahmen der Umweltverträglichkeitsprüfung die Betrachtung der Umweltauswirkungen von Zugangsbauwerken auf bestehende Mineral- und Thermalwassernutzungen weiter zu vertiefen sein. Dazu gehören auch rechnerische Nachweise allfälliger Auswirkungen grosser Wasserzuflüsse in die Zugangsbauwerke (worst case) auf die Mineral- und Thermalwassernutzungen und auf die Verteilung der hydraulischen Potenziale in den verschiedenen Grundwasserstockwerken.
Im Zusammenhang mit der Festlegung des provisorischen Schutzbereiches für das Tiefenlager ist andererseits in Etappe 3 SGT (Rahmenbewilligung) auch zu prüfen, inwieweit neue Erschliessungen und Nutzungen von tiefen Aquiferen unterhalb des Tiefenlagers (z. B. im Muschelkalk) einen Einfluss auf die Sicherheit des Tiefenlagers haben können (z. B. hypogene Verkarstung des Muschelkalkes in Bereichen über den Permokarbontrog-Rändern, wo Thermalwässer aus grosser Tiefe aufsteigen können und Auswirkungen von Subrosionsprozessen auf den einschlusswirksamen Gebirgsbereich des Tiefenlagers möglich sind). Die hydrochemischen Charakteristika (u. a. CO2, H2S) der bekannten Thermalwasservorkommen von Baden und Bad Schinznach passen gut mit einer potenziellen hypogenen Verkarstung zusammen.
Bewertung in ENSI 33/539: Die Datengrundlagen zu den Temperaturverhältnissen, zur Wärmeflussverteilung und zur geothermischen Produktivität in der Nordschweiz wurden von der Nagra umfassend und vollständig dargelegt. Die standortspezifischen Bewertungen der Nagra sind für das ENSI nachvollziehbar und plausibel. Nach Einschätzung des ENSI liegt das grösste geothermische Nutzungspotenzial in den tiefreichenden Störungszonen im Bereich der Ränder der Permokarbontröge, denen bei der Standortsuche jedoch ausgewichen wird.
Im Rahmen der Etappe 3 SGT und des darin eingebetteten Rahmenbewilligungsverfahrens muss für den gewählten Standort und Lagerperimeter des Tiefenlagers ein provisorischer Schutzbereich festgelegt werden. Der Schutzbereich umfasst den gesamten Raum im Untergrund, wo Eingriffe die Sicherheit des Tiefenlagers beeinträchtigen könnten. Aufgrund von geothermischen Nutzungen des Untergrundes ist u. a. eine Gefährdung der Integrität des einschlusswirksamen Gebirgsbereiches durch induzierte Seismizität und unkontrollierte Rissausbreitung denkbar und bei der Festlegung der Grösse des Schutzbereiches zu berücksichtigen.
Externe Experten haben Nutzungskonflikte zusätzlich beurteilt
Zusätzlich beauftragte das ENSI in Etappe 2 externe Experten, um die Frage von Nutzungskonflikten zu beurteilen. Sie kamen in ENSI 33/454 zu folgenden Schlüssen: «Die Experten kommen nach Prüfung des NTB 14-02 Dossier VII und weiterer Grundlagenberichte der Nagra sowie relevanter Fachliteratur zum Ergebnis, dass die Nutzungskonflikte umfassend dargestellt und behandelt wurden. Die potenziellen Nutzungskonflikte sind nach Ansicht der Experten ausreichend konservativ und genügend standortspezifisch beurteilt worden. In Gebieten, wo die Kenntnisse über die im tiefen Untergrund vorhandenen Ressourcen und ihre Abbauwürdigkeit nur schlecht bekannt und einschätzbar sind, wurden aus heutiger Sicht eher konservative Annahmen gemacht.»
Nutzungskonflikte sind Thema im Technischen Forum
Zu möglichen Nutzungskonflikten wurden auch im Technischen Forum Sicherheit (TFS) mehrere Fragen gestellt und die Antworten dazu diskutiert. TFS-Frage 103 addressiert die Ressourcenkonflikte in den Standortregionen für HAA-Tiefenlager. Die Experten der swisstopo gingen detailliert auf die Frage ein und kam zur Schlussfolgerung: «Das Potential für einen Nutzungskonflikt von CO2-Sequestrierung und geologischer Tiefenlagerung sind gering. Geologische Tiefenlager in den Standortregionen Jura Ost und Nördlich Lägern haben auf Grund ihrer Lage oberhalb des Nordschweizer Permokarbontroges ein Potential für Nutzungskonflikte mit Geothermie und fossilen Energieträgern. Die Wirtschaftlichkeit von tiefer Geothermie wie auch für Tight Gas aus dieser Region ist allerdings noch nicht erwiesen. Für die Abschätzung der Folgen eines exzessiven Kalkabbaus im Standortgebiet Jura Ost auf den tiefen Untergrund (Auflockerungszonen) bedarf es weitere Abklärungen. Die Oberflächenanlagen stellen mit Hinblick auf die Gewässerschutzbereiche Au einen möglichen Nutzungskonflikt dar.»
Die Expertengruppe Geologische Tiefenlager (EGT) zog in ihrer Antwort zur TFS-Frage 103 folgendes Fazit: «Die angeführten allgemeinen Argumente zeigen, dass ein geplantes geologisches Tiefenlager die Nutzung möglicher geologischer Ressourcen im tieferen Untergrund kaum ernsthaft einschränkt, da die zu erwartenden Ausdehnungen möglicher Ressourcen im Permokarbon viel grösser sind als die typischen Abmessungen eines möglichen geologischen Tiefenlagers. Damit schränkt der Bau eines geologischen Tiefenlagers den Zugang zu den untertägigen Ressourcen kaum ein.
Die Einschätzungen der EGT hinsichtlich Nutzungskonflikte deckt sich weitgehend mit der Bewertung anderer Expertengremien. Abschliessend ist auf einen Punkt zu verweisen, der der EGT im Zusammenhang mit den angeführten Argumenten als kritisch erscheint und entsprechend vertieft analysiert werden sollte: Flache Grundwasserressourcen über einem geologischen Tiefenlager. Die Schweiz bezieht rund 60% ihres Trinkwassers aus flachem Grundwasser und Quellen. Der Ressource Trinkwasser und dem damit einhergehenden Nutzungskonflikt muss bei der konkreten Standortwahl für ein geologisches Tiefenlager explizit Rechnung getragen werden.»
Das ENSI wird die Fragen möglicher Nutzungskonflikte bei der Beurteilung der Unterlagen zum Rahmenbewilligungsgesuch der Nagra wiederum vertieft prüfen.
Weitere Bewertungen und Dokumente zum Thema Nutzungskonflikte
Zu beurteilende Aspekte: Beurteilt werden die nutzungswürdigen Rohstoffe und die sich daraus allfällig ergebenden Nutzungskonflikte. Insbesondere wird beurteilt, ob im oder unterhalb des Wirtgesteins bzw. des einschlusswirksamen Gebirgsbereiches aus heutiger Sicht wirtschaftlich nutzungswürdige Rohstoffe (z. B. Salz, Kohlenwasserstoffe, Geothermie, Mineralquellen und Thermen) in besonderem Mass vorkommen. Beurteilt wird ferner, ob die Erschliessung und Nutzung der Rohstoffe die Barrierenwirkung des Wirtgesteins beeinträchtigen (Schichtverletzung) oder das Lager direkt treffen könnte.
Relevanz für die Sicherheit: Günstig ist, wenn keine Rohstoffe, deren Nutzung die Barrierenwirkung des Wirtgesteins signifikant beeinträchtigen würde, in besonderem Mass innerhalb des Standortgebietes vorkommen.
Artikel 40 des Kernenergiegesetzes schreibt die Festlegung eines Schutzbereiches um ein Tiefenlager vor:
- Der Schutzbereich ist der Raum im Untergrund, in dem Eingriffe die Sicherheit des Lagers beeinträchtigen könnten. Der Bundesrat legt die Kriterien für den Schutzbereich fest.
- Wer Tiefbohrungen, Stollenbauten, Sprengungen und andere Vorhaben, durch die ein Schutzbereich berührt wird, durchführen will, braucht eine Bewilligung der vom Bundesrat bezeichneten Behörde.
- Die vom Bundesrat bezeichnete Behörde meldet nach Erteilung der Rahmenbewilligung den vorläufigen, nach Erteilung der Betriebsbewilligung den definitiven Schutzbereich beim Grundbuchamt zur Anmerkung im Grundbuch an. Die Kantone nehmen die vom Schutzbereich betroffenen Grundstücke, die nicht im Grundbuch aufgenommen sind, in das Grundbuch auf. Grundstücke, über die keine anerkannte Vermessung besteht, müssen hierfür vermessen werden (Erstvermessung oder Erneuerung der Vermessung). Der Bundesrat regelt die Einzelheiten.
- Die Kantone sorgen dafür, dass der Schutzbereich im Richt- und im Nutzungsplan eingetragen wird.
- Wird das Lager nicht gebaut oder nicht in Betrieb genommen, hebt die vom Bundesrat bezeichnete Behörde den vorläufigen Schutzbereich auf und ersucht das Grundbuchamt, die Anmerkung zu löschen. Die Kantone sorgen dafür, dass der Richt- und der Nutzungsplan angepasst werden.
- Der Bundesrat sorgt dafür, dass die Informationen über das Lager, die eingelagerten Abfälle und den Schutzbereich aufbewahrt werden und die Kenntnisse darüber erhalten bleiben. Er kann entsprechende Daten anderen Staaten oder internationalen Organisationen mitteilen.
- Der Bundesrat schreibt die dauerhafte Markierung des Lagers vor.
Die Kernenergieverordnung präzisiert die gesetzlichen Vorgaben in Artikel 70 wie folgt:
Art. 70 Schutzbereich
- Der Schutzbereich eines geologischen Tiefenlagers ist auf der Grundlage des zur Bewilligung des Projekts vorgelegten Berichts zur Langzeitsicherheit festzulegen. Er muss umfassen:
- alle Teile des Tiefenlagers, inklusive der Zugänge;
- die Gesteinsbereiche, die den hydraulischen Einschluss des Tiefenlagers bewirken;
- die Gesteinsbereiche, die einen wesentlichen Beitrag zur Rückhaltung der Radionuklide liefern, die im Laufe der Zeit aus dem Lager freigesetzt werden könnten.
- Nach Erteilung der Rahmenbewilligung meldet das Bundesamt beim Grundbuchamt auf den vom Perimeter erfassten Grundstücken die Anmerkung «vorläufiger Schutzbereich geologisches Tiefenlager» an. Nach Erteilung der Betriebsbewilligung meldet es die Anmerkung «definitiver Schutzbereich geologisches Tiefenlager» an.
- Über die Aufhebung des vorläufigen oder definitiven Schutzbereichs entscheidet das Departement. Das Bundesamt ersucht das Grundbuchamt, die Anmerkung zu löschen.
- Das Departement erteilt Bewilligungen für die Durchführung von Vorhaben, die den Schutzbereich berühren. Voraussetzung für die Erteilung einer solchen Bewilligung ist, dass die langfristige Sicherheit des geologischen Tiefenlagers nicht beeinträchtigt wird.