Egal was in der Welt passiert, die wichtigsten Teile in Staat, Wirtschaft und Gesellschaft müssen funktionieren. Darum hat der Schutz der kritischen Infrastruktur höchste Priorität. Doch wie kann dieser Schutz aussehen? Welche Maßnahmen müssen angesichts drohender Engpässe bei der Energieversorgung oder möglichen Anschlägen getroffen werden? Ausfälle von Stromversorgungssystemen, Bahnverbindungen oder Wasserleitungen zeigen, wie verwundbar unsere kritische Infrastruktur ist.
Fest steht, wenn es um die Funktionssicherheit kritischer Infrastruktur steht, spielt elektrischer Strom bzw. die Bereitstellung von genügend elektrischer Energie wohl die zentralste Rolle. Ohne Strom geht heute fast nichts mehr. Fällt der Strom aus, aus welchem Grund auch immer, funktioniert keine Tanksäule mehr, keine Kasse im Supermarkt, kein Mobilfunknetz. Staat und Verwaltung sowie Krankenhäuser können ohne Strom nicht arbeiten. Und auch die Bahn stünde zu großen Teilen still. Schutzmaßnahmen für die kritische Infrastruktur hängen also eng mit Schutzmaßnahmen zur Bereitstellung von elektrischer Energie zusammen.
Appelle oder Gesetze, die Betreiber verpflichten, ihre Anlagen und Systeme umfassend gegen Gefahren wie Naturkatastrophen, Terrorismus, Sabotage aber auch menschliches Versagen zu wappnen, genügen allerdings nicht. Es braucht eine kluge Planung und Entschlossenheit, diese dann auch umzusetzen. Gleichzeitig muss allen klar sein, einen vollkommenen Schutz gibt es nicht.
Aber wie kann das aussehen, die Schutzmaßnahmen für die kritische Infrastruktur hochzufahren? Und was bedeutet das im Einzelnen?
Um kritische Infrastruktur permanent am Laufen halten zu können, müssen Backup-Systeme eingerichtet werden. Fällt ein Teil einer Anlage aus, übernimmt das Back-up-System dessen Aufgaben, bis die Hauptanlage wieder funktionstüchtig ist. Was in modernen Rechenzentren Standard ist, muss auch für andere Bereiche wie Energieerzeugung, Verkehr, Wasserversorgung, Staat und Verwaltung, Gesundheit oder der Telekommunikation Vorbild werden.
Redundanz und Backup-Systeme genügen aber nicht, um die Verfügbarkeit kritischer Infrastruktur zu erhöhen. Nötig ist eine permanente Überwachung von Anlagen und Systemen, die in der Lage ist, Fehler frühzeitig zu erkennen, bevor kritische Zustände eintreten. Viele Fehler treten nicht auf einmal ein. Oft verschlechtert sich der Zustand von Systemen und Anlagen über einen längeren Zeitraum schleichend. Korrosion, Alterung von Bauteilen, Wettereinflüsse, Einflüsse durch wechselnde Temperaturen oder Feuchtigkeit sorgen für Veränderungen in Anlagen. Durch permanentes Anlagenmonitoring werden solche Veränderungen sichtbar und Betreiber haben im Zuge einer vorausschauenden Wartung (predictive maintenance) die Möglichkeit, betroffene Bauteile frühzeitig zu ersetzen. (Mehr Infos zum Thema: Betriebssicherheit von elektrischen Anlagen erhöhen durch permanentes Anlagenmonitoring)
Kernenergie ist in Deutschland inzwischen Geschichte. Auch die Jahre der Kohlekraftwerke sind gezählt. Fällt nun auch noch das Gas aus Russland weg, hat Deutschland ein riesiges Energieloch zu stopfen. Zwar soll Gas nun in größerem Umfang aus anderen Ländern importiert werden, aber es leuchtet ein, dieses Gas weniger zur Verstromung denn zu Heizzwecken zu verwenden. Bleibt allein die regenerative Energie. Hier hat Deutschland im Vergleich zu anderen europäischen Ländern bereits einen recht hohen Anteil, doch dieser reicht auch angesichts eines immer größer werdenden Strombedarfs längst nicht aus. Daher kommen wir um einen massiven Ausbau von regenerativen Energien nicht herum. Energie aus Photovoltaik und Windkraft steht allerdings nicht in konstanter Größenordnung zur Verfügung. Daher muss der Ausbau von Photovoltaik- und Windkraftanlagen einhergehen mit weiteren Maßnahmen. (Lesen Sie hier, wie Photovoltaik-Anlagen und Windkraftanlagen hochverfügbar betrieben werden können.)
Speicher für elektrische Energie sind rar. Auch wenn sich hier in den letzten Jahren einiges getan hat, die Menge an elektrischer Energie, die derzeit gespeichert werden kann, ist viel zu gering, um etwa längere Ausfallzeiten überbrücken zu können. (Wie Batterie-Energiespeichersysteme sicher betrieben werden können, lesen Sie hier.) Eine kurzfristige Lösung könnte sein, die vielen E-Autos und deren Batteriespeicher zur Stützung des Stromnetzes zu verwenden. Doch hier stehen wir noch ganz am Anfang. Die wenigsten Ladestationen in Deutschland sind smart-grid-fähig. (Eine Auswahl von smart-grid-fähigen Ladereglern für Wallboxen und Ladesäulen finden Sie hier.)
Grüner Wasserstoff ist seit geraumer Zeit so etwas wie ein Zauberwort der (Energie-)Wirtschaft. Und tatsächlich steckt in diesem chemischen Element ein gewaltiges Potential. Wasserstoff ist zum einen nahezu unbegrenzt verfügbar – in Form von Wasser. Außerdem eignet sich Wasserstoff perfekt als Energieträger bzw. Energiespeicher. Und schließlich fällt bei der Synthese von Wasserstoff und bei der Rückgewinnung zu elektrischer Energie kein CO2 an. Voraussetzung dafür ist, dass der Wasserstoff durch Elektrolyse aus regenerativen Energien gewonnen wird. Das Szenario demnach sähe so aus: Steht zu viel regenerative Energie zur Verfügung, wird diese Energie in die Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse gesteckt. Dieser „Grüne Wasserstoff“ wird gespeichert und in Zeiten, wenn zu wenig elektrische Energie zur Verfügung steht, wieder zu Wasser „verbrannt“. Emissionsfrei! (Lesen Sie hier mehr zum Thema Grüner Wasserstoff.)
Viele der o. g. Einzelmaßnahmen sind bekannt. Doch nur zusammen betrachtet ergeben sie Sinn. Der Ausbau regenerativer Energien nützt wenig, wenn der erzeugte Strom nicht sicher und dauerhaft zur Verfügung steht. Auch Back-up-Systeme oder Batteriespeicher helfen nur dann, wenn ihre Funktionalität auf Dauer gewährleistet ist. Zu den Schutzmaßnahmen für kritische Infrastruktur gehört eine dauerhafte Fehlerüberwachung durch geeignete Messtechnik. Sie kann Ausfälle zwar nicht 100 %-ig verhindern, doch viele kritische Situationen vermeiden und so unsere kritische Infrastruktur schützen.
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