Kritische Infrastrukturen – Sicherheitsanforderungen an die Informations- und Kommunikationstechnik aus Sicht eines Versorgungsunternehmens

Die zunehmende Digitalisierung führt zu hohen Anforderungen an die ICT-Sicherheit (ICT = Information and Communication Technology), vor allem im Umfeld kritischer Infrastrukturen. Energieversorger stellen mit ihrer Infrastruktur, ihren Netzen für Elektrizität, Gas, Wärme, Wasser und Kommunikation und ihren Anlagen zur Energieerzeugung, zum Datenaustausch, zur Abfallwirtschaft oder Beleuchtung das reibungslose Funktionieren des Lebens und Wirtschaftens in ihrem Versorgungsgebiet sicher. Auch sie wollen und müssen sich auf den Einzug der Digitalisierung in ihrem Metier einstellen, um den zuverlässigen Betrieb und höchste Versorgungsleistung zukünftig dauerhaft garantieren zu können. Vor allem der Wechsel von einer zentralen Erzeugung elektrischer Energie aus Großkraftwerken hin zu einer stark ansteigenden dezentralen, stark fluktuierenden Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen innerhalb des eigenen Territoriums treibt diesen Bedarf enorm voran. Das Erfassen von Informationen zur Erkennung von Versorgungsengpässen oder Störungen in den Anlagen ist alleine aufgrund der stark wachsenden Anzahl solcher Systeme – Solar- und Windanlagen, Mikro-BHKWs (BHKW = Blockheizkraftwerk) oder Wärmepumpen – absolut erforderlich. Im Bereich der Elektrizitätsversorgung werden insbesondere automatisierte Steuer- und Regelmechanismen zu implementieren sein, die in Sekundenschnelle regelbare Lasten – positive wie negative – zu- oder wegschalten bzw. regeln können. Die Betreiber der Übertragungsnetze, mit ihrer engen Kopplung an das Preisdiktat der Energiebörse, können die Stabilität des elektrischen Netzes physikalisch nur gemeinsam mit den Verteilnetzbetreibern gewährleisten und setzen dazu relativ träge Regelmechanismen ein (BDEW Kaskade – Kaskade des Bundesverbands der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) gemäß Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) zur Stabilisierung des Stromnetzes durch Einbeziehen der Verteilnetzbetreiber in die Verantwortung für das Lastmanagement). Erste Ansätze der Digitalisierung, die helfen können, die Regelung zu beschleunigen, sind bereits vorhanden – wie der Einsatz von Smart Metern oder die Fernabschaltung von EEG-Anlagen. Während das reine Erfassen von Informationen und Messdaten an Verbrauchsstellen oder Verteilstationen lediglich lesenden Zugriff bietet, wird der steuernde Eingriff in die Prozesse potenziellen Angreifern ein Ziel für Cyber-Attacken mit möglichen schwerwiegenden Folgen und Störungen für die Versorgung bieten.

Dieser Artikel beschreibt, welche Systeme und Komponenten im Territorium eines Energieversorgers zukünftig Angriffsziele sein könnten und welche Anforderungen sich daraus an die IT-Sicherheit ergeben. Die Autoren gehen weiterhin darauf ein, welche regulatorischen Hürden zu überwinden sind, um Systeme – wie Energiespeicher – und Verfahren – wie die Schaltung von Versorgungsabschnitten zu unabhängigen Versorgungsinseln (Inselbetriebsfähigkeit) im Ausnahmefall – wirtschaftlich vertretbar einführen zu können. Auf der Grundlage des „zellularen Ansatzes“ (Speh et al.: VDE study „The cellular approach“, VDE/ETG, Frankfurt, June 16, 2015) bereitet man sich in strategisch wichtigen Forschungsprojekten auf die Digitalisierung für eine sichere dezentrale Energieversorgung auf Basis regenerativer Energieerzeugung vor.