Potentiale von IKT beim Ausfall kritischer Infrastrukturen: Erwartungen, Informationsgewinnung und Mediennutzung der Zivilbevölkerung in Deutschland

In der Sicherheits- und Krisenforschung stehen bislang primär Fragen der Vulnerabilität, Stärkung von Resilienz und Erhaltung bzw. Wiederherstellung kritischer Infrastrukturen (KRITIS) im Mittelpunkt; zunehmend wird auch die Bedeutung von Sozialen Medien und Krisen-Apps erkannt. Inwiefern ist die Zivilbevölkerung in Deutschland aber auf das Eintreten einer Krise tatsächlich vorbereitet? Welche Informations- und Kommunikationstechniken (IKT) werden im Alltag und bei einem potentiellen Infrastrukturausfall genutzt? Unser Beitrag stellt die Ergebnisse einer repräsentativen Umfrage mit 1024 Teilnehmern in Deutschland vor, die belegen, dass Gefahrenbewusstsein, Vorbereitung, effektives Krisenmanagement und Verbreitung von Krisen-Apps in Deutschland noch relativ gering sind, während traditionelle Kommunikations- und Informationskanäle sowie informelle Informationsnetzwerke bevorzugt werden. Die Ergebnisse stellen weiterhin die beträchtlichen Unterstützungspotentiale von IKT in derartigen Krisensituationen heraus, die zur Erhöhung des Risikobewusstseins, der Erleichterung des Informationstransfers und der Verbesserung der Kommunikation zwischen Zivilbevölkerung, KRITIS-Betreibern und Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) entscheidend beitragen können

4. Workshop Mensch-Maschine-Interaktion in sicherheitskritischen Systemen

Die Interaktion und Kooperation zwischen Mensch und Computer in sicherheitskritischen Systemen ist eine interdisziplinäre Herausforderung und Gestaltungsaufgabe. Sicherheitskritische Anwendungsfelder sind vielfältig und umfassen verschiedene Branchen und Bereiche, beispielsweise Produktion, Medizin, Katastrophenschutz oder Verkehr. Neben stationären Rechnern und Maschinen haben mobile Kontexte und Endgeräte sowie soziale Medien bereits seit einigen Jahren an Bedeutung enorm zugenommen. Die spezifischen Herausforderungen der MCI in solchen sicherheitskritischen Kontexten bedürfen einer Diskussion in Bezug auf die Entwicklung bzw. Adaption von Methoden und Prozessen, aber auch auf Ergebnisse der Systementwicklung. Diese gilt es im Rahmen des Workshops zu adressieren, jedoch weniger im Hinblick auf die isolierten Technologien, sondern mit deutlicher Fokussierung auf das Zusammenwirken von Mensch, Technik und Organisation

Potentiale von IKT beim Ausfall kritischer Infrastrukturen: Erwartungen, Informationsgewinnung und Mediennutzung der Zivilbevölkerung in Deutschland

In der Sicherheits- und Krisenforschung stehen bislang primär Fragen der Vulnerabilität, Stärkung von Resilienz und Erhaltung bzw. Wiederherstellung kritischer Infrastrukturen (KRITIS) im Mittelpunkt; zunehmend wird auch die Bedeutung von Sozialen Medien und Krisen-Apps erkannt. Inwiefern ist die Zivilbevölkerung in Deutschland aber auf das Eintreten einer Krise tatsächlich vorbereitet? Welche Informations- und Kommunikationstechniken (IKT) werden im Alltag und bei einem potentiellen Infrastrukturausfall genutzt? Unser Beitrag stellt die Ergebnisse einer repräsentativen Umfrage mit 1024 Teilnehmern in Deutschland vor, die belegen, dass Gefahrenbewusstsein, Vorbereitung, effektives Krisenmanagement und Verbreitung von Krisen-Apps in Deutschland noch relativ gering sind, während traditionelle Kommunikations- und Informationskanäle sowie informelle Informationsnetzwerke bevorzugt werden. Die Ergebnisse stellen weiterhin die beträchtlichen Unterstützungspotentiale von IKT in derartigen Krisensituationen heraus, die zur Erhöhung des Risikobewusstseins, der Erleichterung des Informationstransfers und der Verbesserung der Kommunikation zwischen Zivilbevölkerung, KRITIS-Betreibern und Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) entscheidend beitragen können

6. Workshop Mensch-Maschine-Interaktion in sicherheitskritischen Systemen - Neue digitale Realitäten

Nur wenn die technischen (z.B. Zuverlässigkeit) und nutzungsorientierten Aspekte (z.B. Gebrauchstauglichkeit) angemessen und integriert berücksichtigt werden, können computerbasierte Systeme und vor allem deren Anwendung in komplexen Situationen sicher sein. Eine gute Benutzbarkeit ist dabei kein Zusatz, sondern zentraler Bestandteil bei der Verbesserung der Systemsicherheit. Im Zentrum dieses Workshops stehen Erkenntnisse zur Mensch-Computer-Interaktion in sicherheitskritischen Anwendungsgebieten. Dazu werden Konzepte der Krisenkommunikation, der Nutzung sozialer Medien, neuartige Interaktionskonzepte und Reflektionen zu Forschungsprojekten vorgestellt

Gefährdung und Verletzbarkeit moderner Gesellschaften - am Beispiel eines großräumigen und langandauernden Ausfalls der Stromversorgung. Endbericht zum TA-Projekt

In modernen, arbeitsteiligen und hochtechnisierten Gesellschaften erfolgt die Versorgung der Bevölkerung mit (lebens)notwendigen Gütern und Dienstleistungen durch ein hochentwickeltes, eng verflochtenes Netzwerk »Kritischer Infrastrukturen«. Dazu zählen u. a. Informationstechnik und Telekommunikation, Transport und Verkehr, Energieversorgung oder das Gesundheitswesen. Diese sind aufgrund ihrer internen Komplexität sowie der großen Abhängigkeit voneinander hochgradig verletzbar. Terroristische Anschläge, Naturkatastrophen oder besonders schwere Unglücksfälle haben nicht erst im zurückliegenden Jahrzehnt offenkundig gemacht, welche weitreichenden Folgen die Beeinträchtigung oder der Ausfall Kritischer Infrastrukturen für das gesellschaftliche System insgesamt haben können. Aufgrund der nahezu vollständigen Durchdringung der Lebens- und Arbeitswelt mit elektrisch betriebenen Geräten würden sich die Folgen eines langandauernden und großflächigen Stromausfalls zu einer Schadenslage von besonderer Qualität summieren. Betroffen wären alle Kritischen Infrastrukturen, und ein Kollaps der gesamten Gesellschaft wäre kaum zu verhindern. Trotz dieses Gefahren- und Katastrophenpotenzials ist ein diesbezügliches gesellschaftliches Risikobewusstsein nur in Ansätzen vorhanden. INHALT ZUSAMMENFASSUNG 3 I. EINLEITUNG 29 1. Verletzlichkeit moderner Gesellschaften 29 2. Stromausfall als Auslöser einer »nationalen Katastrophe« 31 3. Beauftragung, Vorgehen, Aufbau des Berichts 33 II. DAS SYSTEM DES KRISENMANAGEMENTS IN DEUTSCHLAND 39 1. Rechtsgrundlagen der Katastrophenbewältigung 41 2. Krisenmanagement in Deutschland: Akteure, Strukturen und Verfahren 46 III. FOLGEN EINES LANGANDAUERNDEN UND GROSSRÄUMIGEN STROMAUSFALLS 59 1. Einleitung 59 1.1 Anmerkungen zu den Ursachen eines langandauernden und großräumigen Stromausfalls 59 1.2 Kosten 61 2. Folgenanalysen ausgewählter Sektoren Kritischer Infrastrukturen 64 2.1 Informationstechnik und Telekommunikation 66 2.2 Transport und Verkehr 89 2.3 Wasserversorgung und Abwasserentsorgung 117 2.4 Lebensmittelversorgung 138 2.5 Das Gesundheitswesen 151 2.6 Finanzdienstleistungen 164 2.7 Öffentliche Einrichtungen – Fallbeispiel »Gefängnis« 184 3. Verhaltensbezogene Folgen eines Stromausfalls und ihre Bestimmungsfaktoren 192 3.1 Psychologische Bestimmungsfaktoren 193 3.2 Thesen zu den verhaltensbezogenen Folgen eines langandauernden Stromausfalls 197 3.3 Informations- und Forschungsbedarf 202 IV. VERLETZBARKEIT, BEWÄLTIGUNGSOPTIONEN UND HANDLUNGSBEDARF – SCHLUSSFOLGERUNGEN 205 1. Informationstechnik und Telekommunikation 205 2. Transport und Verkehr 207 3. Wasser und Abwasser 209 4. Versorgung mit Lebensmitteln 214 5. Gesundheitswesen 216 6. Finanzdienstleistungen 219 7. Fallbeispiel »Gefängnisse« 220 8. Bereichs- und organisationsübergreifendes Katastrophenmanagement 222 9. Vernetzte Katastrophenbewältigung –ohne Netz 225 10. Krisenkommunikation ohne Strom 230 11. Versorgung mit Treibstoff, Sicherstellung einer robusten Notstromversorgung 231 12. Inselnetze als Option zur Steigerung der Resilienz der Stromversorgung nach einem Stromausfall 233 13. Information und Sensibilisierung der Bevölkerung 235 14. Fazit 237 V. LITERATUR 239 1. In Auftrag gegebene Gutachten 239 2. Weitere Literatur 239 3. Internetadressen 252 VI. ANHANG 255 1. Tabellenverzeichnis 255 2. Abbildungsverzeichnis 255 3. Abkürzungsverzeichnis 25

Was bei einem Blackout geschieht : Folgen eines langandauernden und großräumigen Stromausfalls

Stromausfälle in Europa und Nordamerika haben in den letzten Jahren einen nachhaltigen Eindruck von der Verletzbarkeit moderner und hochtechnisierter Gesellschaften vermittelt. Obwohl die Stromversorgung allenfalls eine Woche und lokal begrenzt unterbrochen war, zeigten sich bereits massive Funktions- und Versorgungsstörungen, Gefährdungen der öffentlichen Ordnung sowie Schäden in Milliardenhöhe. Welche Folgen ein langandauernder und großflächiger Stromausfall auf die Gesellschaft und ihre Kritischen Infrastrukturen haben könnte und wie Deutschland auf eine solche Großschadenslage vorbereitet ist, wird in diesem Buch aufgezeigt. Mittels umfassender Folgenanalysen führen die Autoren drastisch vor Augen, dass bereits nach wenigen Tagen im betroffenen Gebiet die bedarfsgerechte Versorgung der Bevölkerung mit (lebens)notwendigen Gütern und Dienstleistungen nicht mehr sicherzustellen ist. Auch wird deutlich gemacht, dass erhebliche Anstrengungen erforderlich sind, um die Durchhaltefähigkeit Kritischer Infrastrukturen zu erhöhen sowie die Kapazitäten des nationalen Systems des Katastrophenmanagements weiter zu optimieren. Das Buch basiert auf dem TAB-Arbeitsbericht Nr. 141 »Gefährdung und Verletzbarkeit moderner Gesellschaften - am Beispiel eines großräumigen und langandauernden Ausfalls der Stromversorgung«

Moderne Stromnetze als Schlüsselelement einer nachhaltigen Energieversorgung. Endbericht zum TA-Projekt

Gegenwärtig befindet sich das deutsche Energiesystem in einem Umbruchprozess historischen Ausmaßes. Bis 2030 sollen erneuerbare Energien etwa die Hälfte und bis 2050 mindestens 80 % des Strombedarfs decken. Dies stellt teilweise völlig neue Anforderungen an die Stromnetze, sodass aktuell ein erheblicher Handlungsdruck erwachsen ist, die Netze aus- bzw. umzubauen sowie neue Betriebskonzepte zu entwickeln, damit eine zuverlässige und sichere Stromversorgung auch weiterhin gewährleistet werden kann. Der TAB-Bericht gibt einen breiten Überblick über den Stand des Wissens und der Diskussion zu vielen der mit dem Aus- und Umbau der Stromnetze verbundenen Fragestellungen. Dazu gehören neben dem Umfang des Aus- und Umbaubedarfs die Identifikation von modernen Technologien und Betriebsweisen für Stromnetze sowie die Beschreibung ihres Entwicklungsstands bzw. Forschungs- und Entwicklungsbedarfs. Da eine Fokussierung allein auf technologische Aspekte zu kurz greifen würde, wurde eine Reihe weiterer relevanter Einflussfaktoren und Themenbereiche in den Blick genommen. Dies betrifft zum einen ökonomische Aspekte, u. a. die Kosten und Nutzen des Einsatzes bestimmter Technologien, beispielsweise von sogenannten Smart Metern. Zum anderen werden aber auch Dimensionen der Folgewirkungen in den Blick genommen, insbesondere Datenschutzfragen in modernen Stromnetzen, die mehr und mehr mit Informationsnetzen verschmelzen (Smart Grid), sowie mögliche Auswirkungen auf die Umwelt bzw. die Gesundheit. Last but not least werden Fragen der öffentlichen Beteiligung und der Akzeptanz des Baus von Stromtrassen thematisiert, die in letzter Zeit enorm an Bedeutung gewonnen haben. INHALT ZUSAMMENFASSUNG 9 I. EINLEITUNG 25 II. STROMNETZE UND STROMVERSORGUNG IN DEUTSCHLAND 33 1. Systemdienstleistungen 36 2. Trends und Treiber für die zukünftige Entwicklung der Netze 39 3. Smart Grid 41 4. Stromnetz im Verhältnis zu anderen Flexibilisierungsoptionen 47 III. AUS- UND UMBAUBEDARF DER STROMNETZE 49 1. Übertragungnetze 49 1.1 Kritik am Verfahren 52 1.2 Kritik an Annahmen und Ergebnissen 57 1.3 Schlussfolgerungen, diskutierte Lösungsvorschläge 59 2. Verteilnetze 61 3. Auswirkungen eines verzögerten Netzausbaus 68 IV. MODERNE TECHNOLOGIEN UND BETRIEBSWEISEN FÜR STROMNETZE 71 1. Übertragungsnetze 71 1.1 Freileitungsmonitoring 71 1.2 Hochtemperaturleiterseile 72 1.3 Erhöhung der Übertragungsspannung 73 1.4 Leistungselektronik zur Steuerung von Lastflüssen 73 1.5 Wide Area Monitoring Systems 74 1.6 Erdkabel 76 1.7 Phasenschiebertransformatoren 78 1.8 Hochspannungsgleichstromübertragung 79 1.9 Supraleitende Komponenten 81 1.10 Gesamtübersicht der Technologien und Verfahren 82 2. Verteilnetze 84 2.1 Regelbare Ortsnetztransformatoren 84 2.2 Einspeisenetze 86 2.3 Hochtemperatursupraleiterkabel 87 2.4 Technologien zur dezentralen Bereitstellung von Systemdienstleistungen 88 2.5 Sensorik im Netz/Automatisierung 90 3. Smart Meter 91 3.1 Warum Smart Meter? 92 3.2 Ordnungsrahmen 95 3.3 Kosten-Nutzen-Analyse 96 3.4 Ländervergleich 101 3.5 Datenschutz und Datensicherheit bei Smart Meter 102 V. ZUKUNFTSSZENARIEN FÜR DAS STROMNETZ 109 1. Europäisches Supergrid 109 2. Die Szenarien des Umweltbundesamtes 112 2.1 Szenario »International Grosstechnik« 113 2.2 Szenario »Regionenverbund« 113 2.3 Szenario »Lokal autark« 115 3. Betrieb des Stromnetzes in regionalen Zellen 117 3.1 Definition und Abgrenzung 118 3.2 Funktionalität und technische Umsetzung 119 3.3 Mögliche technische Varianten 121 3.4 Bewertung 123 3.5 Möglicher Regelungsbedarf 131 3.6 Fazit 134 4. Digital Grid 135 VI. ZUVERLÄSSIGKEIT UND SICHERHEIT 137 1. Kosten von Stromausfällen 138 2. Versorgungsqualität 141 2.1 Smart Grid: »safety« und »security« 144 2.2 Qualität der Stromversorgung als Produktmerkmal 151 VII. UMWELT- UND GESUNDHEITSAUSWIRKUNGEN 153 1. Auswirkungen auf die Umwelt 153 1.1 Freileitungen 154 1.2 Erdleitungen 161 1.3 Elektromagnetische Felder durch Freileitungen, Erdkabel und gasisolierte Leitungen 166 1.4 Fazit 171 2. Mögliche Risiken für die Gesundheit 171 2.1 Allgemeines zu Feldwirkungen und Grenzwerten 172 2.2 Wirkmodelle und Bewertung von Evidenz 173 2.3 Wissenschaftliche Bestandsaufnahme und Bewertung biologischer Wirkungen 180 2.4 Grenzwertdiskussion 186 2.5 Forschungsbedarf 192 2.6 Strategien der Risikobewertung und des Risikomanagements 192 2.7 Fazit 193 VIII. AKZEPTANZ DES STROMNETZAUSBAUS 195 1. Konfliktfelder beim Netzausbau 196 2. Öffentliche Wahrnehmung und das Beteiligungsparadoxon 197 3. Bürgerbeteiligung bei der Planung des Netzausbaus 198 4. Erfolgsfaktoren für Bürgerbeteiligungsverfahren 201 5. Fazit 203 LITERATUR 205 1. In Auftrag gegebene Gutachten 205 2. Weitere Literatur 205 ANHANG 229 1. Tabellenverzeichnis 229 2. Abbildungsverzeichnis 23