¶ Reduzierung von Szenario-Ungewissheiten durch Klimamodellierung
¶ Bewertung der Robustheit der Sicherheitsbewertungen und der Szenarienunsicherheiten bei der Endlagerung hochradioaktiver Abfälle durch Klimamodelle
Um die Langzeitsicherheit eines Endlagers für hochradioaktive Abfälle zu bewerten, müssen mögliche Entwicklungen, einschließlich klimatischer Veränderungen, die für die Auslegung des Endlagers und die Bewertung der Langzeitsicherheit relevant sind, für einen Bewertungszeitraum von einer Million Jahren ermittelt und beschrieben werden. Verlässliche und wissenschaftlich fundierte Prognosen über die zukünftige Klimaentwicklung, insbesondere unter anthropogenem Einfluss, sind notwendig, aber bisher wurden nur wenige Studien zur langfristigen Klimaentwicklung durchgeführt. Mit der Modellierung des zukünftigen Klimas mittels physikalisch basierter Klima- und Wirkungsmodelle kann jedoch eine quantitative Abschätzung der Unsicherheiten hinsichtlich möglicher zukünftiger Klimaszenarien, einschließlich des Zeitpunkts und des Ausmaßes zukünftiger Vergletscherungen in Deutschland, vorgenommen werden.
¶ Methodologie
Das Forschungsprojekt wird sich mit folgenden Themen befassen:
- Wann beginnt der nächste Gletscherzyklus? Wie groß ist der Einfluss des anthropogenen CO2-Ausstoßes? Welche Regionen in Deutschland werden betroffen sein? Wie groß sind die Unsicherheiten?
- Unterscheiden sich zukünftige Gletscherzyklen von denen der Vergangenheit? Werden die Gletscherzyklen länger dauern und die Eisschilde weiter reichen?
- Wie können Ergebnisse der Klimamodellierung auf stilisierte Klimazustände für Dosisberechnungen übertragen werden?
- Welche Auswirkungen haben die Ergebnisse von Klimamodellen auf die Unsicherheiten des sicheren Einschlusses radioaktiver Abfälle in einem Endlager?
Unter Verwendung des neuen Erdsystemmodells mittlerer Komplexität (EMIC) CLIMBER-X wird das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) eine Reihe von Zukunftsszenarien der Klimaentwicklung, einschließlich der Änderungen des Meeresspiegels, für die nächsten 100.000 Jahre (detailliertere Szenarien) und für die nächsten eine Million Jahre erstellen. Die folgende Abbildung zeigt beispielhaft die Entwicklung der maximalen sommerlichen Sonneneinstrahlung bei 65°N (oben), die simulierte CO2-Konzentration über die nächsten 100.000 Jahre für vier farbige kumulative CO2-Emissionsszenarien (Mitte) und das simulierte Eisvolumen (unten) (Ganopolski et al., 2016). Auf der Grundlage der Ergebnisse der Klimamodellierung wird eine detaillierte Analyse der Modellsimulationen durchgeführt, um mögliche Unsicherheiten in zukünftigen Szenarien zu bewerten, die mit den Unsicherheiten der kumulativen anthropogenen CO2-Emissionen und den Unsicherheiten der Modellparameter zusammenhängen.
Die Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit (GRS) gGmbH wird die Auswirkungen der Klimamodellierung und der Ungewissheiten auf die Auslegung eines Endlagersystems untersuchen und Strategien zum Umgang mit Ungewissheiten im Hinblick auf die Langzeitsicherheit eines Endlagers für hochradioaktive Abfälle entwickeln. In einem ersten Schritt werden auf Basis einer Literaturrecherche die wesentlichen Auswirkungen möglicher zukünftiger Klimaszenarien auf die Langzeitsicherheit zusammengestellt. Zusätzlich werden Dosisberechnungen mit Biosphärenmodellen durchgeführt, die sowohl die aktuellen Bedingungen in Deutschland als auch die Abschätzungen aus den Klimamodellen berücksichtigen, um mögliche Klimaentwicklungen in Deutschland über den Bewertungszeitraum abzubilden. In einem zweiten Schritt werden für ausgewählte Themen der Szenariounsicherheiten geeignete Codes ausgewählt, Modellrechnungen durchgeführt und die Ergebnisse bewertet. Mit Hilfe einer probabilistischen Sensitivitätsanalyse wird der Einfluss von Parameterunsicherheiten auf die Unsicherheit der Modellergebnisse systematisch erfasst und bewertet. Abschließend werden Strategien zum Umgang mit Ungewissheiten bezüglich der Langzeitsicherheit eines Endlagers für hochradioaktive Abfälle entwickelt.