Machen Smart Grids und Smart Meters Europa anfällig für Cyberwar-Angriffe?

Gliederung

 

Tomi Engel tomi@objectfarm.org hat am 09.09.15 vor 50 interessierten Zuhörern im Rahmen der "Mittwochswerkstatt Zukunft gestalten" im Haus der evangelischen Kirche zu Aachen einen spannenden Vortrag zum oben genannten Thema gehalten. Der Vortrag lehnte sich an einen früher gehaltenen Vortrag von Tomi Engel an. Der früher gehaltene Vortrag ist als Video unter Das Smart-Grid im Zeitalter des Cyberwar im Internet abrufbar. Bereits das damalige Video ist wegen seines hohen Informationsgehaltes und der vorbildlichen Gestaltung uneingeschränkt zu empfehlen. Es zeigt, wie real die Gefährdung ist.

Spätestens nachdem sogar das IT-Netz des Deutschen Bundestages einem Hackerangriff zum Opfer gefallen ist, sollten wir endlich die Ernsthaftigkeit der Bedrohung erkennen.

Tomi Engel - Vita

Tomi Engel (geb. 1971) hat in Erlangen Informatik studiert und ist als Senior Consultant im IT-Sektor tätig.
Seit dem Jahr 2000 befasst er sich mit den Auswirkungen von Peak Oil und studiert nachhaltige Energiekonzepte.
2006 wurde er ehrenamtlicher Vorsitzender des Fachausschusses für Solare Mobilität bei der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie wo er sich vor allem mit der technischen Netzintegration von Elektrofahrzeugen beschäftigt.

Europäische Bestimmungen für das Netzmanagement

Anlass für Tomi Engels neue und erweiterte Ausführungen ist eine europäische Richtlinie (Direktive 2009/72/EC), wonach in der gesamten EU demnächst die Stromzähler bei allen Solar- und Windanlagen sowie bei den Endverbrauchern gegen so genannte "intelligente" Zähler ausgewechselt werden sollen. Ein Milliardenauftrag für die Elektrobranche! Neue Kosten für die Stromkunden und Einspeiser von Strom aus Erneuerbaren Energien!

Latente Bedrohung - das ferngesteuerte disconnect relay

Was vielfach übersehen wird: Die neuen "smarten" Zähler sollen europaweit mit einem Relais versehen sein, das den Endverbraucher oder Solar- oder Windstromerzeuger ferngesteuert(!) vom Stromnetz trennen kann - ein disconnect relay ("Common functionality 7"). Ein solches Relais erledigt diese Aufgabe auf Anweisung mühelos innerhalb einer zehntel Sekunde.

Mit diesem Gerät könnte z.B einem zahlungsunwilligen oder -unfähigen Stromkunden der Strom abgestellt werden, ohne dass der beauftragte Elektriker die Wohnung betreten muss und dabei riskiert, tätlich angegriffen zu werden. Es geht um das Potential zur Kontrolle der "nicht technischen Stromverluste", doch ist dies eher ein nebensächlicher Grund.

Offiziell wird als Grund genannt, dass die "intelligenten" Zähler und Netze notwendig seien, um die Energiewende nicht weiterhin ungeordnet, sondern nach den Plänen der Stromwirtschaft zentral gesteuert ablaufen zu lassen. Der Verdacht liegt allerdings nahe, dass man das Tempo des Umstiegs auf die Erneuerbaren Energien kontrollieren will. Dass solche Lösungen langfristig selbst für Anlagen bis hinab zu 600 Watt vorgesehen sind, würde auch zu einer spürbaren Belastung bzw. Verunsicherung von neuen Kleinanlagenbetreibern führen. Kosten bis zu 100 EUR pro Jahr und Zähler sind in Deutschland derzeit im Gespräch. Auch fühlen sich die Betreiber von PV-Anlagen gegängelt, wenn sie wissen, dass der Netzbetreiber ihre Anlage, mit der sie sich eine gewisse Selbständigkeit in der Energieversorgung erhoffen, einfach abschalten kann.

Das System könnte an seiner eigenen Komplexität scheitern

Um eine zentrale vollautomatische Steuerung möglich zu machen, sind die "intelligenten" Zähler neben dem oben erwähnten Netz-Trenn-Relais (disconnect relay) mit einem Wust von miteinander verknüpften IT-Bausteinen bestückt, die Messaufgaben und Kommunikationsaufgaben wahrnehmen können, deren Zusammenwirken selbst für IT-Fachleute nur schwer nachvollziehbar ist. Auch sollen die zentralen Leitwarten mit allen intelligenten Zählern in ständigem Kontakt stehen. Die ungeheure Komplexität, die sich aus der gegenseitigen Beeinflussung von Millionen solcher höchst komplexen Bausteine ergibt, lässt befürchten, dass das Gesamtsystem nicht mehr überschaubar und damit nicht mehr prüfbar ist.

Hinzu kommt: Sollten Fehler entdeckt werden, so wäre ihre Beseitigung eine Angelegenheit von Jahren und von weiteren Milliardenkosten. Warnendes Beispiel ist der Aufwand zur Beseitigung des vergleichsweise harmlosen https://www.sma.de/service/nachruestung-von-pv-anlagen/uebersicht.html, 50,2 Hertz-Fehlers in ca. 500.000 PV-Anlagen, die vor dem Juli 2012 installiert wurden.

Die erhoffte sachgerechte Anpassung und Regelung der Millionen von Stromerzeugern und Stromspeichern an die Bedürfnisse der Millionen Stromverbraucher in einem solchen komplizierten System kann überhaupt nur dann funktionieren, wenn die kommunizierten Werte die tatsächlichen Verhältnisse zutreffend wiedergeben. Doch wer kann feststellen, ob das der Fall ist?

Wie werden Fehlinformationen erkannt?

Fehlinformationen werden in einem solchen zentral steuerbaren System an alle Empfänger weitergegeben und führen dort, im schlimmsten Fall, zu sofortigen Reaktionen. Da für die beteiligten Computer keine Möglichkeit gegeben ist, die kommunizierten Werte vor der Weitergabe auf ihren Realitäts- bzw. Wahrheitsgehalt zu prüfen, besteht die Gefahr, dass ein Programmierfehler oder die versehentliche Eingabe verfälschter Informationen oder gar ihre durch Hacker bewirkte Verfälschung zur Katastrophe führt, sollte tatsächlich eine signifikante Zahl der "smarten" Zähler das oben erwähnte Relais zur blitzschnellen Netztrennung des Verbrauchers oder des Speichers oder der Solar- oder Windanlage besitzen. Ob die übermittelten Signale den tatsächlichen Anforderungen entsprechen und stimmig sind, oder eine zerstörerische Absicht verfolgen, wird von den derzeit geplanten "smarten" Zählerprodukten nicht überprüft. Eine Störung im europäischen Stromverbund in der Größenordnung von 10 GW, egal in welchem EU-Land sie ausgelöst würde, hätte das Potential das gesamte Stromnetz in Sekundenbruchteilen zum Kollaps zu bringen.

Die Gefahr, dass Hacker im Auftrag einer Terrorgruppe auf elektronischem Wege alle größeren Stromverbraucher Deutschlands innerhalb von Sekunden ferngesteuert aus- und dann wieder einschalten, und im selben Rhythmus die Solar- und Windanlagen umgekehrt ein- und ausschalten, lässt sich nicht ausschließen. Die Dampfturbinen und Generatoren der konventionellen Stromerzeuger können wohl kaum so rasch folgen und könnten sogar nach einigen Wiederholung dieses Teufelstanzes mit schweren mechanischen Schäden zusammenbrechen. Der geplante Ausbau der Fernübertragungsleitungen und der Grenzkuppelstellen vergrößert noch die Gefahr, da es bei zunehmenden regionalen Leistungsungleichgewichten noch schneller zum europaweiten Blackout kommt.

Fortsetzung: siehe den spannenden Krimi "Blackout" von Marc Elsberg, der einen sehr hohen Realitätsbezug hat. Oder siehe den Bericht des Büros für Technikfolgen-Abschätzungen für den Deutschen Bundestag über die Folgen eines großflächigen länger dauernden Stromausfalls

Internet des Stromnetzes?

Das geplante Smart Grid mit seinen Smart Metern wird bisweilen auch werbend als das "Internet des Stromnetzes" bezeichnet, doch es missachtet die im Internet bewährten Regeln:

  • Keep it simple
  • Let it fail in an intelligent manner (smart failure)
  • Krisenfestigkeit bedeutet, dass das Netz auch ohne Leitstelle stabil bleibt und dass es im Katastrophenfall problemlos in kleine Teilnetze zerfallen kann.

Komplexität hat immer ihren Preis. Hier scheint der Preis in Anbetracht des potentiellen Risikos zu hoch. Insbesondere sollte es nachdenklich stimmen, dass gerade die Nutzung der Erneuerbaren Energien Sonne und Wind in Verbindung mit leistungsfähigen Stromspeichern die Möglichkeit regionaler Lösungen eröffnet.

Warum die Abkehr vom bisher Bewährten?

Hinter den einhelligen Anstrengungen, dennoch diese sabotageanfälligen Zähler einzuführen, steckt im Kern der Zentralisierungs-, Kontroll- und Wachstumswahn. Die Akteure erhoffen sich neue Geschäftsmodelle und gewaltige Umsätze bei der Installation der Stromzählern, deren Betrieb, den Abrechnungsdienstleistungen, dem Einspielung von Sicherheitsupdates, der fortlaufenden Wartung der komplexen Infrastruktur, Schulungsmaßnahmen, usw. usw. ... und nicht zu vergessen, die Hybris der Stromwirtschaft, die glaubt, sogar den Aufbau der Erneuerbaren Energien unter ihrer Kontrolle halten zu können (und das Tempo des unerwünschten Umstieg auf die Erneuerbaren Energien auszubremsen).

Zielgruppe des Vortrages

Warnungen vor den vielen unterschiedlichen Techniken wie Nutzung der Atomenergie oder krebserzeugender Schädlingsbekämpfungsmittel oder hier vor der Einführung eines neuartigen Netzmanagements müssen einerseits dem Niveau der technischen Entwicklung gerecht werden, jedoch andererseits auch von den Vertretern der Medien, von Nichttechnikern und letztlich den entscheidenden Politikern gleichermaßen verstanden werden. Diesen schwierigen Spagat hat Tomi Engel sehr gut bewältigt. Beeindruckend war die fröhliche Ironie und der Sarkasmus, mit dem er dieses todernste Thema anpackte. Doch dann folgten immer wieder - didaktisch vorbildlich - die Zusammenfassungen und einfache, auch dem Laien verständliche Merksätze.

Ich hätte mich gefreut, wenn mir in der Zeit meines technischen Hochschulstudiums ab und zu solch eine lebendige "Übersichts-Vorlesung" geboten worden wäre.

Meine Empfehlung: Laden auch Sie Tomi Engel zu einem solchen Vortrag ein. tomi@objectfarm.org

Wolf von Fabeck