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Dipl. Ing (FH) Wibke Brems MdL Sprecherin für Klimaschutz- und Energiepolitik
Anhang zur Dokumentation:
Vortragsfolien
• Prof. Dr.-Ing. Eva Schwenzfeier-Hellkamp: „Die Evolution des Stroms – Wie Digitalisierung und Erneuerbare Energien die Stromproduktion auf den Kopf stellen“
• Forum A: Von Intelligenten Netzen bis Erneuerbaren Energien – Wie gestalten wir das Stromsystem der Zukunft Versorgungssicher?
• Forum B: Intelligente Netze: Anfällig und gläsern? – Herausforderungen für Datenschutz und Datensicherheit
• Forum C: Katastrophenfall „Blackout“ – Herausforderungen für Politik sowie Feuerwehren, THW und Hilfsorganisationen
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Dipl. Ing (FH) Wibke Brems MdL Sprecherin für Klimaschutz- und Energiepolitik
Anhang zur Dokumentation:
Vortragsfolien
„Die Evolution des Stroms – Wie Digitalisierung und Erneuerbare Energien die Stromproduktion auf den
Kopf stellen“ Prof. Dr.-Ing. Eva Schwenzfeier-Hellkamp Professorin für Informationstechnik und Regenerative Energien an der Fachhochschule Bielefeld
Die Evolution des Stroms –
Wie Digitalisierung und Erneuerbare Energien die
Stromproduktion auf den Kopf stellen
Prof. Dr.-Ing. Eva Schwenzfeier-Hellkamp Fachbereich Ingenieurwissenschaften und Mathematik
Forschungsschwerpunkt ITES (Intelligente Technische EnergieSysteme)
Düsseldorf, 24. April 2015
„Damit das Licht nicht ausgeht –
Energiesicherheit, Digitalisierung und die Folgen eines Blackouts“
3
Prof. Dr.-Ing. Eva Schwenzfeier-Hellkamp
• Ingenieurin der Elektrotechnik, Fachrichtung Informationstechnik
• Seit 1.1.2008 Professorin an der FH Bielefeld
– Bachelor-Studiengang Regenerative Energien, z.B.
– Produkt-Risikomanagement
– Effiziente Lichttechnik
– Photovoltaik
– Master-Studiengang Elektrotechnik
– Intelligente Energiesysteme
• Weitere Hochschultätigkeiten
Sprecherin des Forschungsschwerpunktes ITES
Forschungsprofessur (seit WS 2012/13), Lehrdeputat von 9 SWS
Studiengangsleiterin Regenerative Energien
Projektleiterin des FB IuM der FH Bielefeld zur
wissenschaftlichen Begleitung des Klimaparks
Rietberg
Klassische Betrachtung
[Str13]
4
Veränderung
„ Die Ironie des Schicksals besteht darin,
dass ein Leben ohne Probleme
keine Wachstumsmöglichkeiten böte. “
(Viola Spolin)
• In Wind- und Solarenergie wird in Deutschland ein großes Potential erneuerbarer Energien gesehen
• Herausforderung: Volatile Stromproduktion
Erneuerbare Energien
Max. [Ise15]
5
Einbindung der Erneuerbaren Energien • Energiemix
• Starke regionale Unterschiede der Anteile Erneuerbarer Energien
• Z.B. Energie-Kommunen mit vollständiger Versorgung aus Erneuerbaren Energien in Deutschland [Kom15]
[Ise15]
Nettostromerzeugung, Jahr 2014 • Zur öffentlichen Stromversorgung
[Ise15]
[Ise15]
6
Entwicklung der Nettostromerzeugung
[Ise15]
[Ise15]
• Erneuerbare Energieerzeugungsanlagen intelligent in den Strommix integrieren
• Anteil Erneuerbarer Energieerzeugungsanlagen im Strommix erhöhen
• Ersatz konventioneller Großkraftwerke (auch Systemdienst-leistungen)
• Versorgungsicherheit gewährleisten
• Ausgleich von Erzeugung und Verbrauch
Eine Möglichkeit: Virtuelle Kraftwerke
Ziele
7
Virtuelles Kraftwerk, RegModHarz (E-Energy)
nach [Fin13]
• Beispiel aus der Praxis mit dezentralen Stromlieferanten
• Wesentliche Ziele – Aufbau einer funktionsfähigen Leitstelle zur Steuerung des virtuellen Kraftwerks
– Vermarktung des im virtuellen Kraftwerk Harz erzeugten Stroms
– Netz-Monitoring und Systemdienstleistungen zur Unterstützung des Netzbetriebs
• Anforderungen
• Flexible Energieproduktion
• Schnelle Leistungsanpassung
• Beliebige Erweiterbarkeit (Komponenten)
• Wirtschaftlicher Betrieb
• Bereitstellung von Systemdienstleistungen, wie z.B.:
– Spannungshaltung
– Versorgungswiederaufbau
– Netzengpassmanagement
Erneuerbaren Energien können nur so effizient ins Netz gespeist
werden, wie es das Netz hinsichtlich Ausbau und IKT-Struktur
zulässt.
Virtuelle Kraftwerke
8
• Stromnetz und IT-Infrastruktur
(bzw. IKT-Infrastruktur (Informations- und Kommunikationstechnik)
Erweiterte Betrachtungsweise
[Sma15]
• Stark unterschiedliche Innovationszyklen und Produktlebenszyklen in beiden Branchen
• Produktlebenszyklus aus technischer Sicht beinhaltet den Prozess von der ersten Idee bis zur Verschrottung des Produkts [DGQ11]
• Beispiel: Kernenergie versus Mobilfunk
• Produktlebenszyklus beinhaltet ein Produkt
Energietechnik- trifft IKT-Branche,
Herausforderungen
Planung Realisierung Nutzung Entsorgung
9
• Virtuelles Kraftwerk bestehend aus vielen verschiedenen Produkten / Anlagenarten mit unterschiedlichen Produktlebenszyklen
Entwicklung der einzelnen Anlagearten
als isoliertes Produkt ohne Berücksichtigung anderer Produkte
zu unterschiedlichen Zeitpunkten
mit unterschiedlicher Einstellung zur Qualität
mit unterschiedlicher Einstellung zu Risiken
Einzelne Anlagearten mit neuen Aufgaben
• Unterschiedliche Interessensvertreter
verfolgen überwiegend wirtschaftliche Aspekte
haben nicht die Stabilität des Netzes im Fokus
Energietechnik- trifft IKT-Branche,
Herausforderungen
• Technisches Risikomanagement derzeitig nicht technologieübergreifend gelebt
• Jede Einführung einer Technologie beinhaltet ein Risiko bzw. Restrisiko
• Betrachtung von Risiken / Restrisiken oft negativ vorbelastet
• Chance zur Thematisierung von Risiken erkennen
Ziel: Beherrschung der Risiken (geringes Restrisiko)
Kontinuierlichen Prozess akzeptieren
Aus Fehlern für die Zukunft zu lernen
Aus anderen Branchen lernen (Innentäter in IT-Sicherheit bekannt)
Energietechnik- trifft IKT-Branche,
Herausforderungen
10
• Chance zur Thematisierung von Risiken erkennen
Kontinuierlichen Prozess akzeptieren
• Herausforderungen erkennen und gemeinsam Lösungsansätze suchen
Kontinuierlichen Prozess leben
Technologieübergreifend
Fraktionsübergreifend
• Veranstaltung „Damit das Licht nicht ausgeht – Energiesicherheit, Digitalisierung und die Folgen eines Blackouts“ liefert sehr guten Beitrag
Energietechnik- trifft IKT-Branche,
Herausforderungen
Literaturverzeichnis
[DGQ11] DGQ-Band 13-52: „Das Entwicklungsprojekt im Produktlebenszyklus - Ein Leitfaden zum Produktentstehungsprozess", Beuth, Berlin [u.a.], 1. Auflage, ISBN 3-410-32331-7
[Fin13] Online Autoren Portal, Christian Finck: „Das Forschungsprogramm E-Energy - RegModHarz“, 2013, http://www.umwelt-autoren.de/IKT.html, letzter Zugriff am 21.04.2015
[Ise15] Prof. Dr. Bruno Burger, Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Vortrag am 7.1.2015 www.ise.fraunhofer.de/de/daten-zu-erneuerbaren-energien/daten-zur-stromproduktion, Folien: Stromproduktion aus Solar- und Windenergie im Jahr 2014, letzter Zugriff am 21.04.2015
[Kom15] Starke Kommunen mit Erneuerbaren Energien, www.kommunal-erneuerbar.de/de/energie-kommunen/kommunalatlas.html, letzter Zugriff am 21.04.2015
[Sma15] Technologieplattform Smart Grids Austria: „Smart Grids: Intelligente Stromnetze“,
http://www.smartgrids.at/smart-grids/, letzter Zugriff am 21.04.2015
[Str13] Österreichs E-Wirtschaft: „Stromhandel: Basis-Themeninformationen für Lehrer 3.-4. Schulstufe -
Stromhandel in Europa“, 2013, http://jugend-und-schule. oesterreichsenergie.at/resource/
download/297, letzter Zugriff am 21.04.2015
11
Vielen Dank für
Ihre Aufmerksamkeit!
„ Der schlimmste aller Fehler ist,
sich keines solchen bewusst zu sein “
(Thomas Cartyle)
Dipl. Ing (FH) Wibke Brems MdL Sprecherin für Klimaschutz- und Energiepolitik
Forum A: Von Intelligenten Netzen bis Erneuerbaren Energien – Wie gestalten wir das Stromsystem der Zukunft Versorgungssicher?
Referent:
Prof. Dr. Jens Strüker,
Professor für Energiemanagement an der Hochschule Fresenius
Anhang zur Dokumentation:
Vortragsfolien
12
Kapitel 1:
Von neuen und alten Zielkonflikten
Von Intelligenten Netzen bis Erneuerbare Energien –
Wie gestalten wir das Stromsystem der Zukunft versorgungssicher?
Düsseldorf, 23.4.2015
Prof. Dr. Jens Strüker
Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement, Hochschule Fresenius
Geschäftsführer des Instituts für Energiewirtschaft (INEWI)
13
Agenda
Kapitel 1: Von alten und neuen Zielkonflikten
Kapitel 2: Ein Stromsystem steht Kopf
Kapitel 3: Versorgungssicherheit benötigt Transparenz
Kapitel 4: Wirtschaftlichkeit benötigt Transparenz
Kapitel 5: Energieinformationsnetze für die Energiewende
Kapitel 6: Herausforderung Informationelle Selbstbestimmung
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Das Energiepolitische Zieldreieck
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
BMWi: Erster Monitoringbericht „Energie der Zukunft“ (2012): http://goo.gl/Yse3uQ
Versorgungssicherheit
Wirtschaftlichkeit Umweltverträglichkeit
14
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
• 1970er Jahre: Versorgungssicherheit Auslöser:
Ölpreiskrisen 1973/74 und 1979/80
• 1980er Jahre: Klassischer Umweltschutz mit Ziel einer
Begrenzung der Schadstoffemissionen;
Auslöser: Waldsterben
• 1990er Jahre: Wirtschaftlichkeit Auslöser:
Liberalisierungsinitiativen der EU zu den
Strom- und Gasmärkten
• Aktuell: Klimaschutz
Prioritäten der Energiepolitik im Zeitablauf
Versorgungssicherheit
Wirtschaftlichkeit
Informationelle
Selbstbestimmung Umweltverträglichkeit
Ein „Ziel-Viereck“ für die
Energiewende?
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
15
Kapitel 2:
Ein Stromsystem steht Kopf
Das traditionelle Stromsystem
Mittelspannungsnetz
Niederspannungsnetz
Höchst- und Hochspannungsnetz
16
2050: Erneuerbare Energien dominieren das Stromsystem
80 oder 100% EE-Anteil an Stromversorgung
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Herausforderungen der Energiewende
im Stromnetz
Quelle: Venios GmbH
17
Kapitel 3:
Versorgungssicherheit
benötigt Transparenz
34
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Welche Handlungsoptionen gibt es?
Netzumbau und Netzmanagement im Verteilnetz
Quelle: Venios GmbH
Neue Kabel und Trafos
Regelbare Ortsnetzstation
Abregelung der Erzeuger
Demand-Side-Management
Energiespeicher / Power-to-Gas/
-to-Heat
18
35
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Beispiel: Nutzung zur Netzanschlussplanung
neuer Erzeugungsanlagen
Quelle: Venios GmbH
• Auf Basis der Realdaten-basierten Netzzustandsberechnung können
Anschlussbegehren zuverlässig und schnell beurteilt werden
Kapitel 4:
Wirtschaftlichkeit benötigt Transparenz
19
Bundesverband der deutschen Industrie (BDI) Arbeitskreis
„Internet der Energie“:
„Fluktuierende Erzeugung erfordert Flexibilität bei Erzeugung, Übertragung, Speicherung und Verbrauch. [...] Um ihren wirtschaftlichen Nutzen erschließbar zu machen, muss Flexibilität als Wirtschaftsgut verstanden werden, das sowohl einen zeitlichen als auch einen räumlichen Bezug aufweist.“
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Wirtschaftsgut „Flexibilität“
Erweiterung:
Übergeordnete Ebenen sollen nur solche Aufgaben übernehmen, zu deren Wahrnehmung untergeordnete Ebenen nicht in der Lage sind. Vorfahrt für:
• lokale/regionale Erzeugung,
• lokalen/regionalen Verbrauch,
• lokale/regionale Flexibilitäten,
• lokalen Handel von Strom- Produkten und -Dienstleistungen
• und lokale/regionale Netzstabilisierung!
Subsidiarität als generelles
energiepolitisches Leitprinzip
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
20
Märkte/Mechanismen
mit hohem Anteil an
Gesamtaktivität
Flankierende Märkte/
Anreizmechanismen
Märkte/Mechanismen
in Diskussion | Quelle: BCG
Heutiges Marktdesign
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
39
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
40
Gesucht: Eine Marktordnung für den
Handel von verteilten Flexibilitäten
21
Wirtschaftlichkeit bedroht durch
unterausgelastete Ressourcen
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
picture-alliance / dpa
41
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Eine „Sharing Energy Economy“ als Leitbild?
22
Private Haushalte:
kleine und eher unelastische Lasten
Industrie:
komplexe und inflexible Produktionsprozesse
Gewerblich genutzte Gebäude:
30% der europäischen Last; 4% Flexibilität
Büro- und Verkaufsräume: großer „Hebel“ bei relativ geringen Erschließungskosten
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Quelle: Forschungsstelle fur Energiewirtschaft, 2011 SEDC on'Demand Response & Buildings'
Beispiel: Lastverschiebungs- und
Speicherpotential in Gebäuden
Kapitel 5:
Energieinformationsnetze für die Energiewende
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Quelle: In Anlehnung an Internet der Energie, BDI (2012)
Herausforderung: Energiedatenmanagement
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Erster Schritt: Elektronische Stromzähler
Website like in
Texas
Transmission Service
Operator
Detaillierte Verbrauchsdaten
pro Zeiteinheit
Netzausfalldaten
Datums- und Zeitstempel
Mehrtariffunktionalität/ Preissignale
Steuerungssignale
Netzabschlusskennung
Geräteadressen
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
24
USA 2013
• 48 Millionen installierte Elektronische Stromzähler liefern 1 Milliarde Datenpunkte jeden Tag*
• Energiemanagement Systeme für Haushalte: bereits 4 Unternehmen mit mehr als 1 Millionen Kunden*
• Energieversorger sammeln Erfahrungen im Umgang mit großen Datenmengen:
„Big Data“ ermöglicht neue Produkte und Dienstleistungen
Datenzentrischer Blick überwindet „Silodenken“ in den drei Sparten Erzeugung, Netze und Vertrieb
Der Sprung der Stromwirtschaft ins
Informationszeitalter
**Kamil Bojanczyk,Redefining Home Energy Management Systems, 10/11/2013 http://www.greentechmedia.com/articles/read/home-energy-management-systems-redefined
*Edison Foundation 2013, http://www.edisonfoundation.net/iee/Documents/IEE_SmartMeterUpdate_0813.pdf
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
• Vernetzung von immer mehr „Dingen” (Stromzähler, Elektro-Autos, Boiler, Thermostate, Wärmepumpen etc.)
• Verfügbarkeit offener Standards (OpenADR 2.0b, SEP)
• Auswertbarkeit großer Datenmengen und Echtzeitsteuerung (Big Data/ Predictive Analytics/ Vollauswertung statt Stichproben)
Nächster Schritt: Internet der Energie
25
Apartment Building, Single-Family House, Public, Commercial or Industrial Building
Electricity, Water,
Heat
and Gas Meter
(Gateway)
AMI, MDM
Smart Meter Operator
Distribution Grid Operator
Retailer
Generator
Trend zu cloud-basierten Ansätzen
AMI: Advanced Metering Infrastructure MDM: Meter Data Management
Cloud-based energy
management
Daten als Grundlage neuer
Geschäftsmodelle
Lernendes Thermostat „NEST“
Wifi, Zigbee, Bewegungssensoren
viele kleine Änderungen
Schaltet sich bei Abwesenheit „runter“, leitet zu energie-effizienten
Temperaturen an, will von lästigen individuellen Temperaturplänen
befreien
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
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Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Daten als Grundlage neuer Geschäftsmodelle
2,5 Milliarden Internet-Nutzer, 180x schnellere Internet-Verbindung, always-on
Verbindung durch Smartphones und soziale Netzwerke*
Möglichkeit zur einfachen und kostengünstigen Kombination von Bausteinen
(snippets of code, Ruby on Rails, eLance, oDesk, GitHub, UserTesting.com,
Amazon’s cloud computing Angebot etc.)
Preisverfall, hohe Verfügbarkeit und ex-post Bezahlung von
Computing Power & Digitalem Speicher
Crowd funding, micro VC‘s und see-stage funds (Ycombinator: 3 Monate und 125K)
Kambrische Explosion von
Softwarediensten im Bereich Energie!
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Source: Upfront Ventures & Economist
27
Energie-Daten als Basis für Geschäftsmodelle
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Analyse-Software: Dimensionen
User Operation Consumption Types of Analytics
Generators Geospatial Behavioral Optimization
Grid Operators (DSO,TSO)
Grid optimization and planning
Consumer segmentation
Predictive modeling
Supplier Peak load mngt..
/load shed Time-of-use
pricing Forecasting
Residential, Commercial and
Industrial Consumer Outage restoration
Home signature & thermostat control
Statistical analysis
Asset protection & predictive maintenance
Appliance disaggregation
Alerts
Service quality Renewable energy
DSM/ DR Query
Energy Efficiency Ad hoc reports
Energy Storage Energy market trade
Standard reports
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
28
Frank Schmidt, Deutsche TelekomAG
Von Datenmassen zu Big Data
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Kapitel 6:
Herausforderung Informationelle Selbstbestimmung
29
Versorgungssicherheit
Wirtschaftlichkeit
Informationelle
Selbstbestimmung Umweltverträglichkeit
Zielkonflikte
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Datenschutz & „Smart Grids“ Smart Meter Daten = persönliche und
personenbeziehbare Daten
– Detaillierte Verbrauchsdaten geben eine Menge an
Informationen über eine Person preis
– „Advanced Metering Infrastructures (AMI)“ ermöglichen die
Analyse von Verbrauchsdaten in industriellem Maßstab
Bedrohung der Informationellen
Selbstbestimmung:
– Hohe Wahrscheinlichkeit für Datenanalyse und Datennutzung infolge staatlichen Interesses sowie großer finanzieller Anreize für private Unternehmen
– EU: deregulierte Strommärkte sehen diverse autorisierte Marktakteure mit Zugriff auf Daten
– Enormes Mißbrauchsrisiko aufgrund geringer Aufdeckungsgefahr / Zweifel an Wirksamkeit des Datenschutzes
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
30
Technische Datenschutzansätze für
Smart Metering Privacy Approach Selected References
Data Aggregation J. Bohli, C. Sorge, and O. Ugus, “A privacy model for smart metering,” in IEEE International Conference on Communications (ICC) SG Workshop, 2010.
Distributed storage Federal Office for Information Security, Protection Profile for the Gateway of a Smart Metering System, v01.01.01(final draft), http://goo.gl/ow5rL
Data minimization
Anonymization C. Efthymiou and G. Kalogridis, “Smart grid privacy via anonymization of smart metering data,” in First IEEE Smart Grid Communications Conference, 2010.
Homomorphism F. Garcia and B. Jacobs, “Privacy-friendly energy-metering via homomorphic encryption,” in 6th Workshop on Security and Trust Manage- ment (STM), 2010.
Obfuscation Y. Kim, E. Ngai, and M. Srivastava, “Cooperative state estimation for preserving privacy of user behaviors in smart grid,” in 2nd IEEE International Conference on Smart Grid Communications, 2011.
Negotiation L. Sankar, S. Kar, R. Tandon, and V. Poor, “Competitive privacy in the smart grid: An information-theoretic approach,” in 2nd IEEE International Conference on Smart Grid Communications, 2011.
Karwe, M, Strüker, J. (2012) Maintaining Privacy in Data Rich Demand Response Applications. First Open EIT ICT Labs Workshop on Smart Grid Security − SmartGridSec12. Berlin‚ Germany.
Strüker, Jens / Kerschbaum, Florian: From a Barrier to a Bridge: Data-Privacy in Deregulated Smart Grids. Proceedings of the International Conference on Information Systems (ICIS 2012), Orlando Florida.
Bill Hader on Saturday Night Live/SNL, 2011
Datenschutz & „Smart Grids“
31
Versorgungssicherheit
Wirtschaftlichkeit
Informationelle
Selbstbestimmung Umweltverträglichkeit
Zielkonflikte
Prof. Dr. Jens Strüker, Süwag Stiftungslehrstuhl für Energiemanagement
Dipl. Ing (FH) Wibke Brems MdL Sprecherin für Klimaschutz- und Energiepolitik
Forum B:
Intelligente Netze: Anfällig und gläsern? – Herausforderungen für Datenschutz und
Datensicherheit
Referent:
Klaus J. Müller,
Dozent für IT-Sicherheit
Anhang zur Dokumentation:
Vortragsfolien
34
Probleme - welche Probleme?
Datenschutz vs. Datensicherheit
• Datenschutz („privacy“):
• Schutz personenbezogener Daten gemäß BDSG
• ausschließlich: Vertraulichkeit
• Datensicherheit („security“):
• Schutz von Daten mittels technischer Maßnahmen
• Vertraulichkeit, Integrität, Verfügbarkeit - unabhängig vom Personenbezug
35
Datenschutz: Profilbildung
Profilbildung
Was lässt sich aus den Verbrauchsprofilen in 15-Minuten-Auflösung herauslesen?
• Zu welchen Zeiten befindet sich Jemand im Haushalt?
• Wann beginnt und wann endet die Nachtruhe?
• Urlaub: wie lange? wie oft? wann? schulpflichtige Kinder? Flugreise?
• (Wann und wie oft) Wird gekocht? Herd? mehrere Platten? Backofen?
• Abweichungen? (Gäste, veränderte Lebensgewohnheiten, …)
39
Sind hochauflösende Profile also böse?
• Nein! Ich kann daraus wichtige Dinge lernen:
• Wie hoch ist meine Grundlast? (1 W -> ca. € 2,50/Jahr)
• Sollte ich meine alte Gefriertruhe ersetzen?
-> Basis für Kosten- und Energieeinsparung!
• Allerdings: zeitlich hochauflösende Profile sollten in der Hand des Nutzers verbleiben!
Datenschutz - Lösungen (1/4)
1. Datenvermeidung (BDSG §3a)
• Kein Zwang zur Installation intelligenter Messsysteme für reine Verbraucher!
• Kein Zwang zur Übertragung von Verbrauchsdaten mit hoher zeitlicher Auflösung*) für Nutzer mit CLS!
• strikte Anonymisierung: Auswertung von Verbrauchsdaten (Stichproben) ausschließlich auf Basis anonymisierter Daten!
*) Intervall kleiner als Abrechnungsintervall
40
Datenschutz - Lösungen (2/4)
2. Erforderlichkeit (BDSG §4)
• Übertragung der haushaltsbeziehbaren Verbrauchsdaten ausschließlich mit den unbedingt zur Rechnungslegung erforderlichen Daten
• Profile mit hoher zeitlicher Auflösung ausschließlich unter der Kontrolle des Haushalts!
Datenschutz - Lösungen (3/4)
3. Strikte Zweckbindung (zus. zu BDSG §31)
• Zählerdaten ausschließlich zur Rechnungslegung! (vgl. LKW-Maut, Funkzellenabfrage, VDS)
• strikte Sanktionierung von zweckfremder Verwendung!
4. Vorgabe bindender Löschfristen (s. DIN 66398:2015-02)
41
Datenschutz - Lösungen (4/4)
5. dann erst: Technische Maßnahmen, die
• Missbrauch bei der legitimen Verarbeitung der Daten verhindern sowie
• Risiken durch Missbrauch bei nicht-legitimer Nutzung minimieren
Datensicherheit
• Wer bestimmt über den Unterbrecher?
• Wer schützt mein lokales Netzwerk zuhause?
42
Wer bestimmt über den Unterbrecher?
• Kernfrage: wer hat das letzte Wort beim Unterbrecher?
• Netz: Trennung säumiger Kunden ist möglich
• Nutzer: Auswirkungen eines Angriffs lassen sich abmildern
45
Unterbrecher: Lösungen
• Eine Schnittstelle zum Unterbrecher stellt auch eine „Angriffsfläche“ dar (Monokultur)
• Unterbrecher ausschließlich mit Nutzerpriorität!
• Notfallstrategie für Firmware-Update in den Smart Meter Gateways - ohne Zertifizierung oder lieber ohne Bug?
46
Wer schützt mein lokales Netzwerk zuhause?
• Daten in meinem lokalen Netzwerk sind nur schlecht gegen Angriffe aus dem lokalen Netzwerk geschützt - vgl. Zimmertür vs. Wohnungstür
• Wer schützt Computer in meinem Heimnetz vor Zugriffen durch das Smart Meter Gateway?
50
Sicherheit des lokalen Netzes: Lösungen
• Recht auf Unverletzlichkeit der Wohnung (GG Art. 13)
• Recht auf informationelle Selbstbestimmung
• Im aktuellen Entwurf der Technischen Richtlinie ist ein Schutz des lokalen IT-Netzes des Verbrauchers vor dem Smart Meter Gateway nicht vorgesehen
• Konzept zum Schutz des lokalen Netzwerks des Nutzers (ggf. komplette Trennung)!
Datensicherheit - Lösungen
• Unterbrecher: strikte Umsetzung der Nutzerpriorität („Nutzer hat das letzte Wort“)
• Etablierung einer Notfallstrategie für Firmware-Aktualisierungen
• Konzept zum Schutz des lokalen Netzwerks des Nutzers (ggf. komplette Trennung)
51
Aktueller Stand: Verordnungspaket Intelligente Netze
des BMWi
• Int. Messsysteme für alle Haushalte mit einem Verbrauch > 6.000 kWh/a
• Int. Messsysteme für alle Erzeuger mit Anlagen > 7 kW • Übermittlung der Zählerstände in 15-Minuten-Auflösung,
obwohl: • EnWG §40 (5): mind. einen Tarif anbieten, bei dem nur
ein Wert pro Abrechnungszeitraum übertragen wird (Option)
• TR-03109, Tarif TAF1 (u.U. weitere): nur ein Wert pro Abrechnungszeitraum (Option)
• aber KNA: „Die Kosten-Nutzen-Analyse fiele negativ aus"
Links (1/3)
• Energiewirtschaftsgesetz - EnWG • BSI Schutzprofil für ein Smart Meter Gateway • BSI TR-03109 - Technische Vorgaben für intelligente
Messsysteme und deren sicherer Betrieb • Kosten-Nutzen-Analyse für einen flächendeckenden Einsatz
intelligenter Zähler (KNA), 2013 • Ergänzungen zur KNA (12/2104) • BMWi: 7 Eckpunkte fur das „Verordnungspaket Intelligente
Netze“, 02/2015
Links (1/3)
52
Links (2/3)
• BDSG § 3a: Datenvermeidung und Datensparsamkeit • BDSG § 31: Besondere Zweckbindung • GG Art 13: Unverletztlichkeit der Wohnung • Stellungnahme des vzbv zum Eckpunktepapier
„Verordnungspaket Intelligente Netze", 04/2015 • Fox, Dirk; Müller, Klaus: Smart Grid-Legenden.
Gestaltungslinien für Sicherheit und Datenschutz im Energieinformationsnetz, 10/2011
Links (2/3)
• Müller, Klaus J.: Verordnete Sicherheit – das Schutzprofil für das Smart Metering Gateway. Datenschutz und Datensicherheit (DuD), 8/2011
• Müller, Klaus J.: Sicherheit im Smart Grid, DFN-CERT Workshop
• "Sicherheit in vernetzten Systemen", 02/2011 • Müller, Klaus J.: Gewinnung von Verhaltensprofilen am
Intelligenten Stromzähler. Datenschutz und Datensicherheit, 6/2010
• Video: „The Kettle in Britain - what happens when 1.75 million kettles are turned on at once?"
• Pirate Meter – Ein OS-Smart-Meter mit Datenschutz?
53
Dipl. Ing (FH) Wibke Brems MdL Sprecherin für Klimaschutz- und Energiepolitik
Forum C:
Katastrophenfall „Blackout“ – Herausforderungen für Politik sowie
Feuerwehren, THW und Hilfsorganisationen
Referenten:
• Benno Fritzen, Leiter der Feuerwehr Münster
• Peter Lauwe, Referatsleiter im Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe
Anhang zur Dokumentation:
Vortragsfolien
54
Katastrophenfall „Blackout“
Benno Fritzen
Feuerwehr Münster
Herausforderungen für Politik sowie
Feuerwehren, THW und Hilfsorganisationen
Aug-15
56
Erkenntnisse:
Vorbereitung auf einen großflächigen, lang andauernden
Stromausfall („Blackout“) ist notwendig
die Ursache ist sekundär
Extremwetterlage
Netz-Instabilität
kriminelle Handlungen
die Auswirkungen eines „Blackout“ sind durch
Maßnahmen des Katastrophenschutzes nicht
zu kompensieren, sondern nur zu lindern
das Erfrieren, Verdursten, Verhungern verhindern
Öffentliche Sicherheit und Ordnung erhalten
Vertrauen schaffen / bestätigen
vorbereitet sein !
Erkenntnisse:
Selbsthilfefähigkeit der Bevölkerung stärken
Bewusstsein schaffen
Problem / Gefahr benennen
Die Bevölkerung hat in Krisensituationen eine
maximale Erwartungshaltung an die Fürsorge
des Staates:
Normgerechte Auslegung der Strommasten wird
als Rechtfertigung nicht akzeptiert
Erwartung einer vollständigen Ersatz-
Stromversorgung durch die Hilfsorganisationen
(SB)
57
Erkenntnisse:
Kritische Infrastrukturen (KRITIS) identifizieren:
BOS:
Leitstellen, BOS-Funk, Alarmierungseinrichtungen
Ausfall der öffentlichen Telekommunikation
Feuer- und Rettungswachen, Feuerwehrgerätehäuser
Krisenstab
Warnung und Information der Bevölkerung
Lokalradio
elektronische Sirenen mit Akku-Pufferung
Kraftstoffversorgung
Verpflegung der eigenen (Einsatz-)Kräfte
vorbereitet sein !
Erkenntnisse:
Kritische Infrastrukturen (KRITIS) identifizieren:
Kommune:
zentrale Dienstleistungen
Ordnungsamt (Zwangsräumungen)
Standesamt (für Todesbescheinigungen)
Sozialamt (gestrandete Personen)
Gesundheitsamt (Krankenhausalarmpläne)
Presse- und Informationsamt (BuMA)
IT-Dienstleister: Daten-/GIS-Systeme
Einsatzkräfte sind auch „betroffene Bevölkerung“!
vorbereitet sein !
58
Maßnahmen:
Kritische Infrastrukturen (KRITIS) identifizieren:
Risikoanalysen erstellen
Hinweise und Vorgaben durch das Land NRW
Mut zur Konnexität !
Sachbearbeitung in den Kommunen aufbauen
Mit EVU Strategien abstimmen
Lastabwurf:
diskriminierungsfrei oder Konsequenz-orientiert ?
Gespräche zwischen VKU und DST
Gespräche auf örtlicher Ebene zwischen
KatS-Behörde und EVU
vorbereitet sein !
politische Maßnahmen:
Energieversorgung als Daseinsvorsorge begreifen !
Erfassung Kritischer Infrastrukturen durch die
Katastrophenschutzbehörden als Pflichtaufgabe
etablieren.
Die Bevölkerung ehrlich informieren.
Normen und Baustandards an den Klimawandel
anpassen
Versorgungssicherheit als Wirtschaftsgut etablieren
59
Den Katastrophenschutz nicht im Dunkeln stehen
lassen !
Wir möchten den Profit oder den ideologischen Traum
Einzelner nicht mit unserem guten Ruf bezahlen!
politische Maßnahmen:
Energieversorgung als Daseinsvorsorge begreifen !
Erfassung Kritischer Infrastrukturen durch die
Katastrophenschutzbehörden als Pflichtaufgabe
etablieren.
Die Bevölkerung ehrlich informieren
Normen und Baustandards an den Klimawandel
anpassen
Versorgungssicherheit als Wirtschaftsgut etablieren
Katastrophenfall „Blackout“
Herausforderungen für Politik sowie
Feuerwehren, THW und Hilfsorganisationen
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !
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BBK. Gemeinsam handeln. Sicher leben.
Gesamtkonzept Stromausfall – Ergänzende Planungen aus Sicht des BBK Bündnis 90 / Die Grünen, Landtag Düsseldorf, 24.05.2015
24.04.2015 | Bündnis 90 / Die Grünen | BBK II.4 |
Ausgangslage
• TAB – Bericht 2011: Folgen eines sechswöchigen Stromausfalls
• Stellungnahme BReg: Gesamtkonzept
• Sicherheitspolitische Lage: Neubewertung
• Fokus BMI / BBK: Lang anhaltend und großflächig
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Versorgungsniveau
Betroffene Fläche /
Ausfallzeit
Teilversorgung Minimalversorgung Vollversorgung
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Schematisierter Überblick
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Handlungsbedarf – Staat, KRITIS, Bevölkerung
• Integration von Sicherheitsaspekten in der Ausbauplanung der
Stromnetze (Redundanz, Robustheit, Cybersicherheit)
• Klärung des gesetzlichen Regelungsbedarfs zur Notfallplanung
• Bereitstellung Übersicht Gefahrenabwehrplanung: Sammlung Good
Practice
• Entwicklung abgestimmtes Konzept zur langfristigen
Minimalversorgung der Bevölkerung (Schubladenkonzept) inklusive
wichtigste KRITIS
• Ausbau der staatlichen Notstromkapazitäten
Staat (Bund, Länder, Kommunen)
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• Präventiver Schutz (Beispiel: Schutz vor
Cyberangriffen)
• Ausbau der betrieblichen
Notstromkapazitäten
KRITIS
Bevölkerung: Ausbau der Eigenvorsorge
Handlungsbedarf – Staat, KRITIS, Bevölkerung
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Gesamtkonzept zur ergänzenden Notfallplanung Blackout
• Erfassung Notstromkapazitäten
• Erfassung Regelungen / Regelungsbedarf
• Bereitstellung Verfahren zur Priorisierung KRITIS
• Bereitstellung Leitfaden zur betrieblichen Notstromversorgung
• Sammlung von Good-Practice
• Erstellung und Abstimmung eines Konzeptes zur
Minimalversorgung der Bevölkerung
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Szenario - Stromausfall
• Größe der betroffenen Fläche?
• Dauer der Ausfallzeit?
Offene Fragen
Zielgrößen für den Ausbau von Notstromkapazitäten
• Wie viele Menschen sollen mit Notstrom versorgt werden
können? (Beispiel THW Münsterland)
• Welche KRITIS sollten unterstützt werden können?
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Minimalversorgung
• Benötigen wir ein Konzept zur Minimalversorgung?
(Gesellschaftliche Entscheidung)
• Können wir eine Umsetzung abstimmen?
Gesetzliche Regelungen insbesondere bezogen auf KRITIS
• Werden gesetzliche Regelungen benötigt?
• In welcher Form können sie implementiert werden?
Offene Fragen
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Welche Schutzziele?
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Kontakt
Peter Lauwe
Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe (BBK)
Referat II.4 – Risikomanagement KRITIS, Schutzkonzepte KRITIS /
Kulturgutschutz nach Haager Konvention
Provinzialstraße 93
53127 Bonn
Tel.: 0228 99 550-3400
E-Mail: peter.lauwe[at]bbk.bund.de
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