Atommüll

Wie viel Kohle liegt unter dem Bözberg?

Nagra und Ensi wollen es nicht wissen – aus „gutem“ Grund!

Ein Doppel-Flop

Der Champagner war schon kühlgestellt in jenem Frühsommer des Jahres 1983, als die Bohrkrone der Nagra-Sondierbohrung im zürcherischen Weiach, nahe der Aargauer Kantonsgrenze, in 990 m Tiefe das (früher Urgestein genannte) „Kristallin“ erreichen sollte: Granite und Gneise galten damals als das „einzig richtige“ Gestein für die Aufnahme eines atomaren Endlagers. Doch was die Bohrung dann – im Wortsinn – zutage förderte, war alles andere als solider Fels, sondern hunderte von Metern Sedimentgesteine (Sande, Silte, Tone). Und, um das Fiasko noch zu toppen, durchteufte die Bohrung in diesen Sedimenten wiederholt Kohleschichten: in der Summe 32 m mächtige Kohleflöze von teilweise ausgezeichneter Qualität. Erst 2 km unter der Erdoberfläche stiess die Bohrung endlich auf den Gneis des Grundgebirges: in solcher Tiefe ist ein Endlagerbergwerk technisch  nicht realisierbar. Es war der Anfang vom Ende der Option „Kristallin“ als Endlagergestein in der Schweiz. – Die Champagner-Korken knallten nicht.

Das räumliche Ausmass der Sedimentgesteine aus dem Erdzeitalter des Perms und des Karbons im Untergrund der Nordschweiz zeigte sich erst nach und nach in den Aufzeichnungen reflexionsseismischer Profilaufnahmen als Konturen gewaltiger, trogförmiger Vertiefungen, welche sich im Lauf der Erdgeschichte, nämlich am Ende des Paläozoikums (= Erdaltertum) entlang tektonischer Verwerfungen bis mehrere Kilometer tief in den kristallinen Sockel eingesenkt hatten (Abb. 1). Diese Erkenntnisse über die Ausdehnung des seither so genannten «Permokarbontrogs» waren neu. Die Nagra hatte es trotz gutgemeintem Rat unabhängiger Experten – in Selbstüberschätzung und vorauseilendem Zweckoptimismus – als verzichtbar erachtet, tiefreichende seismische Messungen vorgängig der millionenschweren Bohrungen durchzuführen. Dafür bekam sie die Quittung aus dem Untergrund.

Abb. 1: Geologisches Profil (NNW–SSE, nicht überhöht) durch die Bohrung Riniken, vom Rhein über den Jura zum Mittelland. Mit roten Linien sind tektonische Trennelemente dargestellt (Bruchstrukturen, Überschiebungen). Der im kristallinen Grundgebirge tektonisch eingesenkte Permokarbontrog (braune und graue Farben) ist bis mehrere Kilometer tief  (nach Pfiffner, 2009). Die rund hundert Meter mächtige Schicht des Opalinustons befindet sich innerhalb der Ablagerungsgesteine aus der erdgeschichtlichen Jurazeit (in der Abbildung mit blauer  Farbe bezeichnet). Die Bohrung Riniken  durchteufte diese Tonsteinschicht zwischen 331 und 451 m unter der Terrain-Oberfläche. Unter dem Bözberg verläuft die Obergrenze der Opalinuston-schicht, je nach den topographischen Gegebenheiten, im Tiefenbereich von 300 bis 400 m.

So musste die Nagra dann schliesslich ihre (ebenfalls auf das kristalline Grundgebirge fokussierte) Bohrung bei Riniken (1983/84) in 1800 m Tiefe abbrechen, mitten in den kilometermächtigen Perm-Sedimenten (Abb. 1).

Damit aber blieb – und bleibt! – die Frage unbeantwortet, ob in den tieferen Schichten des Karbonzeitalters, nicht auch noch Kohle und Kohlenwasserstoffe vorkommen.

Denn wie noch zu erläutern sein wird, führen nutzbare Rohstoffe im tiefen Untergrund gemäss den Sicherheitskriterien des Bundes in einen unlösbaren Nutzungskonflikt, weil ein Endlager über einer solchen Rohstoff-Ressource nicht gebaut werden darf. Dies ist in den Kriterienlisten des Sachplan-Konzeptteils mit akkurater Unzweideutigkeit  festgelegt.

Rohstoffe im Untergrund der Nordschweiz: Konsequenzen für Endlagerprojekte

Die Permokarbontröge erstrecken sich, soweit bekannt,  mit etlichen Verzweigungen räumlich verbreitet durch den tiefen Untergrund der Nordschweiz (Abb. 2). Sie gelten aufgrund gesicherter Erkundungsergebnisse als Regionen mit hohem Potenzial für das Vorkommen und die zukünftige Nutzung von Kohle und Kohlenwasserstoffen. Zudem stehen die potenziell Thermalwasser führenden Randstörungen der Tröge als bevorzugte Zielgebiete möglicher Nutzung von geothermischer Energie im Fokus prospektiver Interessen.

Hinsichtlich der nuklearen Entsorgung in geologischen Tiefenlagern wirft der Permokarbontrog (und namentlich sein potenziell nutzbarer Inhalt) in der Schweiz Fragen bezüglich von Interessenkonflikten und Risiken auf, welche die „Sicherheit der Endlagerung“ in Frage stellen.

Abb. 2: Vermuteter und teilweise gesicherter Verlauf der Permokarbontröge in der Nordschweiz sowie im Mittelland (entspricht der Basis des Schichtstapels von der Trias bis und mit Tertiär). In diskreten Umrissen erkennt man die von der Nagra vorgeschlagenen geologischen Standortgebiete. Die blaue Linie entspricht etwa dem Verlauf der Profilspur des geologischen Querschnitts in Abb. 1.

Das Konzept eines geologischen Endlagers basiert auf der Annahme, dass hochradioaktive Stoffe bis zu einer Million Jahre so sicher im geologischen Untergrund eingeschlossen werden, bis durch den Zerfall der radioaktiven Substanzen ihre Gefährlichkeit abgeklungen ist. Über diesen Zeitraum soll der Einschluss durch Abfallbeschaffenheit, Behälter, Stollenverfüllung und Gestein „wartungsfrei“ (d.h. ohne Sicherung und Bewachung durch Menschen) gewährleistet sein. Das bezeichnen Entsorgungsorganisationen wie die Nagra in diversen Ländern weltweit als „sicheres Endlager“. Doch die Sache hat einen Haken: Sollten nämlich in absehbarer oder weiter Zukunft lebende Gemeinschaften je auf den Gedanken kommen, noch während der nuklearen Abklingzeit nach Rohstoffen im Permokarbontrog zu suchen (Geothermie, Kohle, Gas, CO₂– und Kohlenwasserstoff-Gasspeicherung im Untergrund) könnten sie ungewollt auf das Endlager stossen und radioaktiven Substanzen den Weg ins Freie öffnen.

In diesem Zusammenhang sind die „Beurteilungskriterien“ gemäss Konzeptteil des Sachplans geologische Endlager unmissverständlich formuliert (siehe Tabelle A1-8, Kriteriengruppe „Langzeitstabilität“ und „Nutzungskonflikte“; Bundesamt für Energie 2011):

Fossile Kohlen und Kohlenwasserstoffe: Steinkohle und Erdgas

Die bisher erschlossenen Kohleflöz-Vorkommen liegen zwar in rund 1.5 km Tiefe, was ihre Nutzung gegenwärtig erschwert. Doch neuere Methoden der in situ Kohleflöz-Entgasung (Coalbed Methane, CBM) ermöglichen – allein durch Bohrungen – seit den 80er Jahren die Gewinnung von Kohlenwasserstoffen, ohne ihre aufwändige bergbautechnische Erschliessung bis in grosse Tiefen. Das Potenzial für Kohle und Kohlenwasserstoffe erstreckt sich über das gesamte Verbreitungsgebiet der Permokarbontröge. Diesen Befund belegt auch eine auf Erkundungsarbeiten der Nagra basierende  Karte  der potenziellen Kohlenwasserstoff-Ressourcen (vgl. Abb. 2), im Aargau auf einer Breite von 7-9 km Ost–West quer durch den Kanton (Eberhard 2016, Abb. 6).

Geothermie

Naturgegebene radioaktive Zerfallsprozesse im tiefliegenden Gestein des Erdmantels und der Erdkruste (z.B. die Transformation von Uran oder Thorium über verschiedene Nuklidstufen zu Blei) verlaufen exotherm, d.h. es wird Umgebungswärme produziert. Diese Wärme, die bis an die Erdoberfläche vordringt, wird unter dem Begriff Geothermie subsummiert. Je nach Beschaffenheit der Gesteinsschichten erfolgt der Wärmefluss infolge der unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit in abweichender Intensität (im Normalfall gilt als Faustregel eine Wärmezunahme von rund 3°C pro 100 m Tiefe). Doch an Bruchstellen der Erdkruste, wo der ursprünglich kompakte Gesteinsverband mechanisch durch Risse und Verwerfungen  geschwächt wurde, kann der geothermische Fluss lokal stark erhöht sein, namentlich wo zirkulierendes Tiefenwasser nach seiner Erwärmung auf bevorzugten Fliesspfaden beschleunigt den Weg als Thermalwasser Richtung Erdoberfläche findet.

Allein die Präsenz von drei bedeutenden Thermalwasser-Nutzungen auf dem Aargauer Territorium ( Schinznach, Baden, Zurzach) ist ein starkes Indiz für regional aussergewöhnlich hohen Erdwärmefluss. In der Tat ist das geothermische Potenzial aufgrund der geologisch-tektonischen Gegebenheiten im Aargau, insbesondere rund um den Bözberg, besonders vielversprechend. Wie neuere Untersuchungen zeigen (Medici & Rybach 1995), kann im Kanton Aargau mit Wärmestromdichten von über 130 Milliwatt pro Quadratmeter (mW/m²) gerechnet werden (Durchschnittswert in der übrigen Schweiz ca. 80 mW/m²). Dies wird hauptsächlich auf tiefgreifende tektonische Schwächezonen im Grundgebirge (Randstörungen des Permokarbontrogs) zurückgeführt sowie auf Brüche und Gesteinsüberschiebungen im Faltenjura (Eberhard 2016, Abb. 6 und 7). Verschiedene Machbarkeitsstudien befassen sich denn auch mit möglichen Nutzungen der Tiefengeothermie im Kanton Aargau. Namentlich im Bereich der Permokarbontröge, wo der kristalline Untergrund entlang der Randstörungen in die Tiefe sackte, sind die Voraussetzungen für die Nutzung der Tiefengeothermie in hohem Masse gegeben.

 Nagra und Ensi verschliessen Augen und Ohren

Jede Forderung, die  Nagra solle ihre vorgesehenen Sondierbohrungen im Bereich des Bözbergs bis auf den Grund des Permokarbontrogs vertiefen, um damit weitere Erkenntnisse über die kilometermächtigen  Sedimente aus der Perm- und  Karbonzeit zu gewinnen, wird von der Nagra und der Aufsichtsbehörde (Ensi) in gewohnter Einigkeit mit fadenscheinigen Argumenten abgewiesen. Man lese dazu beispielsweise die bagatellisierenden und in ihrer Absurdität stellenweise kaum zu überbietenden Formulierungen aus der Broschüre der Nagra “Ressourcen im Untergrund und geologische Tiefenlager – ein Konflikt?”

Darin ist u.a. zu vernehmen (Zitat): “Ist ein Tiefenlager errichtet worden, muss der Standort durch einen Schutzbereich gemäss Art. 40 Kernenergiegesetz vor anderen Nutzungen geschützt werden.” Sachdienlich präzisierend ergänzen wir: “… während der folgenden Million Jahre.”

Die Tatsache, dass sich heute offensichtlich sowohl Nagra als auch Ensi um die vertiefte Erkundung der Permokarbon-Vorkommen im geologischen Untergrund der evaluierten Lagerstandorte drücken, basiert also auf einem alles andere als ergebnisoffenen und daher fragwürdig-durchsichtigen Winkelzug. Denn die im Grundgebirge nachweislich, bzw. mit hoher Wahrscheinlichkeit vorhandenen Rohstoffe kann man nicht einfach mit einem “Verbot” oder einer “gesetzlichen” Auszonung vor späterer Ausbeutung schützen. Allein schon der schlichte Befund – z.B. einer Geothermiebohrung, die auf mehr als nur Wärme stösst –, könnte den Tiefenlager-Sachplan-Dampfer in arge Seenot bringen.

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Fazit: Das Ressourcen-Potenzial im tiefen Untergrund des Bözbergs muss nach dem Stand der Explorationstechnik abgeklärt und seine Nutzungswürdigkeit bis zu einem  Zeitraum von einer Million Jahre evaluiert werden, bevor ein Endlager-Projekt realisiert wird.

Alles andere untergräbt die Glaubwürdigkeit sowohl der Nagra als auch namentlich der Aufsichts- und Bewilligungsbehörden des Bundes bezüglich ihrer eigenen Beurteilungskriterien. Solange konkret absehbare Risiken nicht faktenbelegt ausgeschlossen werden können, ist ein Endlager ganz einfach nicht “langzeit-sicher” – mithin gegebenenfalls gar gesetzeswidrig.

Sollte also die vorgängige Abklärung der Vorkommen von Kohle, Gas und eventuell Erdöl unterbleiben, ist auch davon auszugehen, dass die vom Parlament referendumsfähig erteilte Rahmenbewilligung in einer Volksabstimmung mit grosser Wahrscheinlich abgelehnt wird: Ein nuklearpolitischer Trümmerhaufen.

André Lambert und Heiner Keller, Mitglieder des Vorstandes

Referenzen

Bundesamt für Energie (2011): Konzeptteil Sachplan geologische Tiefenlager (Rev.)

http://www.bfe.admin.ch/themen/00511/01432/06821/index.html?lang=de&dossier_id=06900

Eberhard, M. (2016): Geothermie im Kanton Aargau. Aarg. Naturf. Ges. Mitt. 2016, Bd. 38: 81-112.

Medici, F. & Rybach, L. (1995): Geothermal map of Switzerland 1:500‘000 (Heat Flow Density). Beitr. Geol. Schweiz, Ser. Geophys. Nr. 30, Schweiz. Geophys. Komm.

Nagra.aus verantwortung (2017): ressourcen im untergrund und geologische tiefenlager – ein konflikt?

https://www.nagra.ch/data/documents/database/dokumente/$default/Default%20Folder/Publikationen/Broschueren%20Themenhefte/d_Faltblatt_Ressourcen_2017.pdf

Pfiffner, O.A. (2009): Geologie der Alpen. Haupt Verlag, Bern, Stuttgart, Wien. ISBN 978-3-8252-8416-9