Smart Grid
Schon wieder so ein Schlagwort, das vor kurzer Zeit noch niemand kannte?
Nicht unbedingt: Es bezeichnet einen jungen Lösungsansatz für das alte Problem, Energie orts- und bedarfsgerecht zur Verfügung zu stellen.
Früher wurden einfach Kraftwerke dort gebaut, wo deren Hauptabnehmer ansässig waren. Heute, mit der Hinwendung zu regenerativen Energieträgern – im Wesentlichen Wasser, Wind und Sonne – ist das nicht mehr so einfach, denn Sonnen- Wind- und Wasserkraft sind an potentielle Standorte gebunden.
Doch es kommt noch mehr hinzu: Nicht nur, dass regenerative Energien häufig nicht dort zur Verfügung stehen, wo der Energiebedarf besteht, sie stehen auch nicht konstant über beliebig lange Zeiträume zur Verfügung.
Es muss also Energie transportiert werden. Und es müssen Energiepuffer geschaffen werden, die Schwankungen ausgleichen, die sowohl auf der Angebotsseite als auch auf der Nachfrageseite auftreten.
Beides soll das „Smart Grid“ leisten können – unsere aktuelle Infrastruktur kann das derzeit nicht. Drei Engpässe stehen dem im Weg:
1. Informationen über die Leistungsentwicklung der Energiequellen fehlen.
2. Informationen über die Bedarfsentwicklung auf Seiten der Verbraucher fehlen.
3. Energiespeicher zur Pufferung von Energieüberschüssen für Bedarfsspitzen fehlen.
Damit die Engpässe 1 und 2 überwunden werden können, ist es erforderlich, parallel zum Energieverteilernetz ein Datennetz zu etablieren. Idealerweise ist jede Quelle und jede Senke an beide Netze angeschlossen und überträgt sowohl die aktuellen als auch die absehbaren zukünftigen Daten in das Datennetz. Der dritte Engpass muss noch beseitigt werden – aber das erfordert Energieumwandlungen, und die sind mit unerwünschten Verlusten verbunden. Und sie verbinden die Netzwerke der beteiligten Energieträger miteinander. Also müssen auch diese am Smart Grid beteiligt werden – zumindest so weit, wie sie zum Puffern von Spitzenbedarf eingesetzt werden. Für die Pufferung gibt es verschiedene Ansätze, von denen bisher jedoch keiner das Non-plus-Ultra bietet.
Neben den Problemen mit der Energie gibt es ein weiteres Problem mit dem Smart Grid: Um seinen Zweck erfüllen zu können, muss es zuverlässig arbeiten. Dazu gehört auch, dass es unempfindlich gegen mögliche Cyber-Angriffe sein muss. Und diese Forderung kann mit heutiger Rechner-Hardware nicht gewährleistet werden.
Die heute gebräuchlichen digitalen, programmierbaren Geräte sind nach Architekturen aufgebaut, die Programme und Daten im selben Speicher ablegen, ohne dass es eine deutliche Abgrenzung zwischen ihnen gibt. Dieser Umstand ermöglicht es den Hackern, solch einem Gerät auf verschiedenen Wegen Daten unterzuschieben, die in Wirklichkeit Programme sind. Anti-Viren-Programme bieten hier nur unzureichenden Schutz.
Eine neue, in Deutschland erfundene Rechnerarchitektur verhindert die gefürchteten Auswirkungen von Hacker-Angriffen. Es ist zwar nach wie vor technisch möglich, Schad-Software zu platzieren, aber die Hardware verhindert, dass Dateien, die nicht vom Nutzer explizit als Programme geladen werden, die Prozessoren steuern können. Dadurch ist ein Erkennen der Schad-Software nicht mehr erforderlich, und das System ist sogar vor zukünftiger Schad-Software sicher.
Die für die neue Architektur erforderlichen Software-Anpassungen sind spezifiziert; die Hardware-Architektur ist patentiert. IT-Sicherheit „Made in Germany“. Wie gemacht für das Smart Grid!
Oktober 2015