Gefährdung und Verletzbarkeit moderner Gesellschaften am Beispiel eines großräumigen Ausfalls der Stromversorgung

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1 Konzeptstudie Gefährdung und Verletzbarkeit moderner Gesellschaften am Beispiel eines großräumigen Ausfalls der Stromversorgung Auftraggeber Deutscher Bundestag vorgelegt dem Büro für Technikfolgenabschätzung Ansprechpartner Dr. Almut Kirchner Mitarbeiter Dr. Stephan Heinrich Dr. Andreas Kemmler Dipl.-Ing. Vincent Rits Dr. Michael Schlesinger Dr. Bernd Weinmann Basel, 20. Mei

2 Das Unternehmen im Überblick Geschäftsführer Christian Böllhoff Präsident des Verwaltungsrates Gunter Blickle Basel-Stadt Hauptregister CH Rechtsform Aktiengesellschaft nach schweizerischem Recht Gründungsjahr 1959 Tätigkeit Prognos berät europaweit Entscheidungsträger in Wirtschaft und Politik. Auf Basis neutraler Analysen und fundierter Prognosen werden praxisnahe Entscheidungsgrundlagen und Zukunftsstrategien für Unternehmen, öffentliche Auftraggeber und internationale Organisationen entwickelt. Arbeitssprachen Deutsch, Englisch, Französisch Hauptsitz Prognos AG Henric Petri-Str. 9 CH Basel Telefon Telefax info@prognos.com Weitere Standorte Prognos AG Prognos AG Goethestr. 85 Wilhelm-Herbst-Straße 5 D Berlin D Bremen Telefon +49 (0) Telefon +49 (0) Telefax +49 (0) Telefax +49 (0) Prognos AG Prognos AG Schwanenmarkt 21 Rue des Arts 39 D Düsseldorf B Brüssel Telefon +49 (0) Telefon Telefax +49 (0) Telefax Internet

3 Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung 1 1 Einleitung und Abgrenzung, aktueller Forschungsstand Einleitung und Abgrenzung Aktueller Forschungsstand Technische Ebene: Ursachen und Auswirkungen Forschung zu Sicherheitsarchitektur und Akteuren 5 2 Szenario Stromausfall: Die Rahmenbedingungen Vorbemerkung Ausgangslage Auswirkungen auf das Netz Kommunikation Wiederaufbau Alternativszenario 10 3 Der Umgang mit der Katastrophe: allgemeine Voraussetzungen auf Akteursebene Grundsätzliches Das System des deutschen Krisenmanagements im Überblick Koordinationsstrukturen der Akteure Polizeien Feuerwehren Technisches Hilfswerk (THW) Bundeswehr Kommunikationsstrukturen der Akteure Zusammenarbeit mit privatwirtschaftlichen Akteuren Aktionen auf Akteursebene Problembereiche mit Klärungsbedarf Fragenkomplexe für die Hauptstudie 32 4 Technische Ebene - Wirkungsketten Private Haushalte Fallbeispiel (fiktiv): Familie G. aus Hamburg Fragestellungen für die Hauptstudie Sektor private Dienstleistungen Allgemeine Abhängigkeiten und Auswirkungen Gebäude Produzierendes Gewerbe Wissensintensive Dienstleistungen Beeinträchtigung des Daten- Zahlungs- und Güterverkehrs Schwerpunktsetzungen für die Hauptstudie Landwirtschaft, Fallbeispiel Schwerpunktsetzungen für die Hauptstudie Handel: Lebensmittelversorgung Fragestellungen für die Hauptstudie 51 I

4 4.3 Industrie Fallbeispiel: Automobilindustrie Schwerpunktsetzungen für die Hauptstudie Verkehr Straßenpersonenverkehr Straßengüterverkehr 59 Exkurs: Die ersten Stunden auf den Straßen Hamburgs Schienenverkehr Regional- und Fernpersonenverkehr Nahverkehr, U-Bahnen Schienengüterverkehr (Binnen-)Schifffahrt Internationale Seehäfen Luftverkehr Forschungsfragestellungen für die Hauptstudie Öffentliche Dienstleistungen Fragestellungen für die Hauptstudie Dienstleistungen: Gesundheitssystem Krankenhäuser Arztpraxen Notfalldienste Pflegeeinrichtungen Schwerpunktsetzungen für die Hauptstudie Infrastruktur: Wasserversorgung / Abwasserentsorgung Trinkwasserversorgung Abwasserentsorgung Schwerpunktsetzungen für die Hauptstudie Infrastruktur: Abfallentsorgung Infrastruktur: Informations- und Kommunikationstechnologie Mobiltelefonie Festnetz, Breitbandnetz Rechenzentren Öffentlich-rechtlicher Rundfunk Schwerpunktsetzungen für die Hauptstudie Infrastruktur: Energie Gasnetz Treibstoffversorgung Notstrom Untersuchungsbedarf für die Hauptstudie 85 5 Technische Ebene: Verstärkungsfaktoren und Begrenzungsoptionen Verstärkungspotenziale für die Schäden Inselnetze Dezentrale Versorgung Superdezentrale Versorgung : Alternativen zum Stromnetz Speicher, Batterien, mechanische Lösungen 89 6 Aktionsebene: Coping, Schadensmanagement 90 II

5 7 Vorläufiges Fazit und Vorschlag für Schwerpunktsetzungen in der Hauptstudie Vorläufiges Fazit Schwerpunkte allgemeine Akteursstrukturen, Krisenmanagement Sektor Private Haushalte Private Dienstleistungen Landwirtschaft, Lebensmittelversorgung Handel: Lebensmittelversorgung Industrie Verkehr Öffentliche Dienstleistungen Gesundheitssystem Infrastruktur: Wasser- und Abwassernetze Infrastruktur: Abfallentsorgung Infrastruktur: Informations- und Kommunikationsnetze Infrastruktur: Energie Schadensbegrenzung und -management auf technischer Ebene Coping und Schadensmanagement auf Akteurs- und Organisationsebene Weiterer Studienbedarf Systemverwundbarkeit Systematische Überprüfung des Stromsystems auf Anfälligkeit Möglichkeiten der Entwicklung von fehlertoleranten Systemen 102 Anhang A Literatur und Fachgesprächspartner 102 A.1 Literatur 102 A.2 Fachgespräche 107 Anhang B Glossar 113 III

6 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1 Akteure des deutschen Krisenmanagements 14 Abbildung 2 System des Krisenmanagement zwischen Bund und Ländern 17 Abbildung 3 Abbildung 4 Führungsstab Katastrophenschutz des Innenministeriums Schleswig Holstein 19 Territoriales Netzwerk der Bundeswehr zum zivilen Katastrophenschutz 23 Abbildung 5 Kommunikation der Einsatzleitung nach FwDV/DV Abbildung 6 Zusammenarbeit von Privatunternehmen und BOS/Krisenmanagement 29 Abbildung 7 Großstörungsvorsorge nach VDN 30 Abbildung 8 Musterbetrieb zur Demonstration der Wirkungsketten in der Landwirtschaft 45 Abbildung 9 Wirkungskette Automobilindustrie (schematisch) 55 Tabellenverzeichnis Tabelle 1 Krisenstäbe der Ressorts auf Bundesebene 18 Tabelle 2 Feuerwehren in Deutschland 20 Tabelle 3 Wirkungsketten motorisierter Personenverkehr 59 Tabelle 4 Wirkungsketten motorisierter Güterverkehr 60 Tabelle 5 Wirkungskette Schienenpersonenverkehr 63 Tabelle 6 Wirkungskette Schienengüterverkehr 65 Tabelle 7 Wirkungskette Binnenschiffahrt 66 Tabelle 8 Wirkungskette Luftverkehr 69 IV

7 Zusammenfassung Die vorliegende Konzeptstudie untersucht die Verwundbarkeit der Gesellschaft im Falle eines großräumigen und lang andauernden Stromausfalls mit Blick auf ungeklärte Fragen sowohl auf technischer als auch auf organisatorischer Ebene. Ziel ist es, Fragestellungen zu identifizieren, die untersucht oder gelöst werden müssen, um die Schäden einerseits genauer einschätzen zu können und andererseits Ansatzpunkte zu finden, die Schäden möglichst gering zu halten sowie das Notfallmanagement so effizient wie möglich zu machen. Die genaue Herleitung eines technischen Ausfallszenarios oder die Einschätzung der Eintrittswahrscheinlichkeit war nicht Teil der Aufgabe. Ein großräumiger und lang andauernder Stromausfall ist derzeit im deutschen Stromsystem am ehesten vorstellbar, wenn das Übertragungsnetz physikalisch geschädigt wird. Die Szenarienannahme sieht vor, dass durch eine bewusst herbeigeführte physikalische Schädigung der Strom ca. vier bis sechs Wochen im Winter in Norddeutschland einschließlich NRW ausfällt. Dieser Stromausfall betrifft unmittelbar alle Bereiche der Gesellschaft: In den Gebäuden fallen Heizungs-, Trinkwasser- und Abwasserpumpen aus, Aufzüge bleiben stehen, Türen lassen sich nicht öffnen oder schließen, elektrische Geräte funktionieren nicht mehr, die Kommunikation und Informationsvermittlung bricht (bis auf wenige Fälle, wie Notfallkommunikation und entsprechende Nachrichten der öffentlich-rechtlichen Radiosender) zusammen. Der elektronische Zahlungs- und Warenverkehr ist nicht mehr möglich. Die Regelung des individuellen Personen- und Güterverkehrs durch Signale und Ampeln, beleuchtete Schilder fällt aus; dadurch erhöht sich die Dichte von Verkehrsunfällen, bei denen mit deutlich weniger Hilfeleistungen als im Normalfall zu rechnen ist, da die Kommunikation ausgefallen ist. Häfen und Flughäfen können nur noch den zum Zeitpunkt des Ausfalls laufenden Betrieb abwickeln, danach muss sämtlicher Luft- und Seeverkehr umgeleitet werden. An Tankstellen kann kein Kraftstoff mehr gepumpt werden. Krankenhäuser müssen mindestens teilevakuiert werden; es ist mit einer steigenden Anzahl von Todesfällen zu rechnen. Öffentliche wie private Dienstleistungen sind, da im Wesentlichen computergestützt, praktisch nicht mehr möglich. Die Nahrungsmittelproduktion in der Landwirtschaft wird erhebliche Schäden erleiden, große Teile der Viehbestände müssen notgeschlachtet werden. die Schäden werden sich noch lange nach dem Ende des Stromausfalls fortsetzen. Die industrielle Produktion wird in den meisten Fällen geregelt oder ungeregelt heruntergefahren. Mit erheblichen Folgeschäden durch beschädigte Chargen, gestörte Logistikketten und Kundenverlust ist zu rechnen. Die Ver- und Entsorgungsstrukturen für Wasser-, Abwasser, Gas und Kommunikation sind nicht großräumig aufrecht zu erhalten. In manchen Regionen können Grundversorgungen aufrecht erhalten werden, da entsprechende Notstrom- oder Insellösungen existieren. 1

8 Das größte unmittelbare Chaos wird schätzungsweise in den ersten zwei bis vier Stunden nach dem Stromausfall entstehen. Dann sind die wesentlichen Individual-Verkehre abgeflossen, die ersten Informationen werden bereitgestellt, erste Krisenstäbe treten zusammen. Innerhalb der ersten beiden Tage nach dem Stromausfall funktionieren an bestimmten kritischen Anwendungen (Gasnetz, z. T. Abwasserentsorgung, Krankenhäuser, Kühlhäuser, Rechenzentren) noch die vorzuhaltenden Notstromversorgungen. Innerhalb dieser Zeit muss die Notfallversorgung mit Trinkwasser, Nahrungsmitteln, Notstromgeneratoren an sensiblen Einsatzfeldern sowie die Treibstoffversorgung organisiert werden. Es ist damit zu rechnen, dass vorrangig aus Hochhaussiedlungen Evakuationen erfolgen und Notfallquartiere eingerichtet werden müssen. Die öffentliche Sicherheit in den betroffenen Regionen kann nur mit Mühe aufrecht erhalten werden. Aufgrund der stark föderalen Struktur und der zahlreichen Akteure des Katastrophenschutzes oder Krisenmanagements ist nicht im Einzelnen abzusehen, wie das Management verlaufen kann. Es gibt zwar Zuständigkeitsklärungen auf den verschiedenen Ebenen, im Einzelnen sind jedoch eine Reihe von Fragen ungeklärt. Hierzu gehören die konkrete Organisation der lokalen Krisenstäbe, das Zusammenwirken so unterschiedlicher Organisationen wie Bundeswehr, Polizeien, Feuerwehren und Technischem Hilfswerk mit ihren unterschiedlichen Kommunikationsmustern und Organisationskulturen. Die Ressourcenbestandsaufnahme und -verteilung ist unklar. Auch auf technischer Ebene sind zahlreiche Punkte ungeklärt, insbesondere Fragen der Notstromversorgung und der Treibstoffversorgung. Es gibt aber auch Faktoren, die bei der Krisenbewältigung sehr deutlich helfen: Die Bahn kann als Infrastruktur sowohl in etwas eingeschränkter Form mit ihrer Stromversorgung, aber z. T. auch im Betrieb mit Dieselloks, einen deutlichen Beitrag zur Versorgung der Bevölkerung leisten. Beim Aufbau von Inselnetzen und dezentralen Stromversorgungsinseln kann das Gasnetz einen wesentlichen Beitrag leisten. Perspektivisch könnte eine Erhöhung der dezentralen Stromerzeugung in öffentlichen Zentren, Krankenhäusern und großen Schulgebäuden etc. erheblich zur Schadensminderung beitragen. Für eine zu bearbeitende Hauptstudie wurden für alle Nachfragesektoren, Infrastrukturen und Organisationsbereiche ungeklärte Fragen, Schwerpunktsetzungen und Kandidaten für Fallstudien identifiziert. Hierzu gehören insbesondere die Organisation der Versorgung mit Trinkwasser, Nahrungsmitteln und Notstrom, die Vermeidung von Evakuationsnotwendigkeiten sowie die volkswirtschaftlichen Auswirkungen und Nachwirkungen der Produktionsausfälle in Landwirtschaft und Industrie. Außerdem kann es sehr sinnvoll sein, konkrete Notfallszenarien durchzuspielen sowie konkrete Planungshandbücher etc. zu entwickeln. Darüber hinaus gibt es erheblichen Untersuchungsbedarf zur Anfälligkeit des Stromsystems, komplexitätsbedingten Fehlerquellen, Eintrittswahrscheinlichkeiten von Großschadensereignissen sowie fehlertoleranter Gestaltung des Systems. 2

9 1 Einleitung und Abgrenzung, aktueller Forschungsstand 1.1 Einleitung und Abgrenzung Deutschland ist wie alle so genannten hochentwickelten Industrieländer von einer externen und in wesentlichen Bereichen netzgebundenen Energieversorgung und weiteren technischen Verund Entsorgungsinfrastrukturen abhängig. Wertschöpfung durch industrielle Produktion, wissensintensive Dienstleistungen, Kommunikation, Komfort im Haushaltssektor sowie Personen- und Güterverkehr diese Charakteristika der Gesellschaft wären ohne die gesicherte Versorgung mit Strom sowie fossilen Brenn- und Treibstoffen in der heutigen Form nicht denkbar. Diese Infrastrukturen und Versorgungen, die dadurch ermöglichten Steigerungen von Wertschöpfung und Komfort, aber auch die Abhängigkeiten, wurden in den vergangenen hundert Jahren mehr oder minder stetig entwickelt. Durch die Durchdringung aller Lebens- und Arbeitsbereiche mit Informations- und Kommunikationstechnologien, die in den vergangenen zwanzig Jahren vollzogen wurde, hat sich die Abhängigkeit nochmals dramatisch erhöht. Diese Abhängigkeit trägt als Schattenseite eine hohe Verwundbarkeit in sich. Was passiert, wenn die Infrastruktur und die Versorgung für längere Zeit ausfallen? Welche kritischen Systeme sind gefährdet? Welche Prozesse fallen aus? Welche Prioritäten müssen in einer solchen Situation gesetzt werden? Wie gut ist die Gesellschaft auf einen solchen Fall vorbereitet? Bereits kürzer dauernde Blackouts führen zu problematischen Situationen im Verkehr, steckenbleibenden Aufzügen, nicht rekonstruierbaren Datenverlusten, unterbrochenen Kühlketten mit verdorbenen Lebensmitteln etc. und ggf. kritischen Situationen in Arztpraxen, Schwimmbädern u.ä. Falls ein länger dauernder und großräumiger Stromausfall aufträte, sind weitaus stärkere Wirkungen zu befürchten. Wie diese konkret aussehen könnten und welche Kapazitäten zur Bewältigung einer solchen Situation bereits vorhanden sind, welche aber auch aufgebaut werden müssten, ist die Frage, die vom Büro für Technikfolgenabschätzung beim Deutschen Bundestag als Studienfrage gestellt wurde. Um die Abhängigkeit der Gesellschaft vom Strom und ihre Verwundbarkeit im Falle eines lang anhaltenden Stromausfalls zu untersuchen, werden in einem ersten Schritt die Auswirkungen eines solchen Vorkommnisses strukturiert durchdacht und aufgezeichnet, um die vorhandenen Möglichkeiten, aber auch Schwachpunkte beim Umgang mit einer solchen Situation zu identifizieren. 3

10 1.2 Aktueller Forschungsstand Die hier vorliegende Arbeit stellt als Konzeptstudie einen ersten Schritt zur Einschätzung der Verwundbarkeit, zur Identifikation weiteren gerichteten Forschungsbedarfs und zur Schwerpunktsetzung bei der Entwicklung von Leitlinien und Regeln, um die Schäden einer solchen Situation möglichst gering zu halten und Hilfe möglichst schnell wirksam zu machen. Diese Konzeptstudie soll eine Entscheidungsgrundlage dafür geben, ob eine vertiefende Hauptstudie notwendig ist, und falls ja, ihre Strukturierung und Schwerpunktsetzung vorbereiten. Der Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit liegt darin, vor allem Auswirkungen und Schäden sowie Bewältigungskapazitäten (und Mängel sowie Verbesserungspotenziale hierbei) aufzuzeigen. Die Aufgabenstellung beinhaltet bewusst keine Untersuchung der Anfälligkeit des Stromsystems und Eintrittswahrscheinlichkeit eines solchen Szenarios. Diese Fragestellung ist ebenso wichtig, bleibt jedoch einer anderen Arbeit mit anderen Analysemethoden vorbehalten. Zahlreiche Gesprächspartner aus der Wissenschaft sowie der Versorgungswirtschaft und aus Behörden standen für Interviews und Fachgespräche für diese Arbeit zur Verfügung. Die meisten von ihnen baten darum, von einer Namensnennung abzusehen. Wir respektieren diesen Wunsch und bedanken uns daher an dieser Stelle pauschal für die Kooperation sowie die zahlreichen, z. T. sehr in die Tiefe gehenden Informationen. Der Auftraggeber wurde bei der Betreuung der Arbeit durch das FhG-ISI mit einer Arbeitsgruppe unterstützt; den Diskussionen mit dieser Arbeitsgruppe verdankt das Projekt wertvolle Hinweise. Bei den engagierten Mitarbeitern bedanken sich die Autoren an dieser Stelle freundlich. Der Forschungsstand zu den technischen, ökonomischen und gesamtgesellschaftlichen Auswirkungen einer größeren und länger dauernden Katastrophe, speziell einem lang dauernden und großräumigen Stromausfall, ist in den einzelnen Bereichen recht unterschiedlich. Eine synoptische Gesamtschau ist zumindest nicht öffentlich zugänglich Technische Ebene: Ursachen und Auswirkungen Nach Stromausfällen wird jeweils seitens der Unternehmen (Netzbetreiber) wie der Überwachungsorganisationen und Regulierungsbehörden Ursachenaufbereitung auf der technischen Ebene betrieben. Hieraus folgen im Allgemeinen konkrete Empfehlungen für die Entwicklung von Sicherheitsstandards und insbesondere Leitlinien für das Netzmanagement. Beispiele hierfür finden sich 4

11 bei [UCTE 2004], [UCTE 2007], [BNetzAg 2007]. Umfassende Archivierungen von größeren Systemstörungen und Stromausfällen weltweit finden sich bei Instituten [IAEW 2008], z.b. Regulierungsbehörden (BNetzAg, UCTE, DoE). Diese verfolgen vor allem einen zukunftsgerichteten Ansatz, der die Eintrittswahrscheinlichkeiten solcher Störfälle verringern soll. Insbesondere nach dem Stromausfall im Münsterland 2005 wächst die Sensibilität für die mögliche Anfälligkeit des Netzes als einer kritischen Infrastruktur [VWEW 2005]. Systematische Forschungen oder Abschätzungen über die wirtschaftlichen oder sozialen Auswirkungen vergangener Stromausfälle existieren nicht. Aufarbeitungen der Auswirkungen einzelner Ausfälle finden sich auf unterschiedlichen Ebenen, z.b. bei Kommunen und Versicherern. Es wird für möglich gehalten, dass in einzelnen Unternehmen, ggf. auch Landes- und Bundesministerien, weitergehende Untersuchungen vorhanden sind, die aber nicht veröffentlicht sind. Systematisch wurden die möglichen Auswirkungen eines hypothetischen größerräumlichen Stromausfalls in [Rathenau-Institut 1994] für die Niederlande untersucht. Auswirkungen einer solchen Katastrophe auf Einzelaspekte wie die Abwasserversorgung oder die Produktion von Industriebetrieben werden in aktuellen Arbeiten [IIP 2009] untersucht, die allerdings noch nicht abgeschlossen sind; eine Veröffentlichung ist noch unklar. In diesen Arbeiten geht es prioritär um Handlungskonzepte, um die erwartbaren Auswirkungen beherrschbar zu halten. Schadensschutzkonzepte und auch länger übergreifende Konzepte, um kritische Infrastrukturen technisch und organisatorisch zu schützen, werden vom BBK (z.b. [BBK 2006] ausgearbeitet. Das BBK erarbeitet in Kooperation mit der Wirtschaft ein Basisschutzkonzept, das insbesondere Verkehrsinfrastruktur, Kommunikation, Informationstechnologie und verschiedene Akteursebenen einbezieht. Das [Grünbuch 2008] nähert sich dem Problem von einem politisch orientierten ganzheitlichen Blickwinkel und untersucht die wesentlichen Schwachstellen bei verschiedenen größeren Katastrophen Forschung zu Sicherheitsarchitektur und Akteuren Die Forschung zur Sicherheitsarchitektur und den Sicherheitsakteuren der Bundesrepublik wird aus der Perspektive unterschiedlicher wissenschaftlicher Disziplinen und damit jeweils verbundenen spezifischen Fragestellungen und Erkenntnisinteressen betrieben. Ein wesentlicher Schwerpunkt der Forschung bezieht sich auf das System der inneren Sicherheit und dessen Akteure, vor allem der Innenministerien und Polizeien. Vergleichbare Untersu- 5

12 chungen anderer Sicherheitsakteure bspw. Feuerwehren, Rettungsdienste, Technisches Hilfswerk (THW) wurden bislang kaum durchgeführt. Generell wird jedoch ein politisches Mehrebenensystem zwischen kommunaler und europäischer Ebene vorgefunden, das über eigene Akteure, Entscheidungsprozesse und damit verbundene Programme und Strategien verfügt. Vgl. einführend bspw. [Knelangen 2001], [Lange / Frevel 2008], [Lange 1999], [Möllers 2009] In den letzten Jahren werden, verbunden mit einer neuen Sicherheits- und Bedrohungslage, neben tradierten auch neue Handlungsfelder wie bspw. netzwerkartig organisierte terroristische Bedrohungen diskutiert. Vgl. bspw. die Beiträge in [Lange/ Ohly 2008]. Der Forschungsstand zum Schutz oder Ausfall kritischer Infrastrukturen ist derzeit hingegen noch rudimentär. Einzelne Arbeiten befassen sich damit aus speziellen Perspektiven, wie bspw. mit politikwissenschaftlichem Ansatz zum Einfluss der Informationstechnik auf die Sicherheitspolitik und dem Schutz von kritischen Informations-Infrastrukturen (Vgl. bspw. [Schulze 2006]) oder aus militärischer Perspektive mit Gefahren des so genannten Cyber- Kriegs. (Vgl. bspw. [Sauer 2008]). Daneben stehen programmatische Veröffentlichungen, die weniger den Fokus auf die Forschung als vielmehr auf konkrete Schutzvorhaben oder -planungen legen. Vgl. bspw. [BMI 2005b]. Den angesprochenen Arbeiten ist gemein, dass sie sich nur in begrenztem Rahmen auf die Akteure beziehen oder gar deren Interaktionen im Eintrittsfall untersuchen. Diese Perspektive ist zumeist eher im Rahmen von so genannten Lessons learned -Studien vorzufinden, die vor allem im Anschluss an konkrete Krisen- und Katastrophenfälle von den beteiligten Akteuren selbst erstellt werden. Eine Ausnahme bildet bspw. die Zusammenschau bei [Bobsin 2006]. Der wesentliche Nachteil dieser Studien ist deren nicht-öffentlicher Charakter und das Geheimhaltungsbedürfnis der Autoren. Sie können daher kaum zum Stand der Forschung gezählt werden und sind eher Ausgangsmaterial für weitere Forschungsarbeiten. 6

13 2 Szenario Stromausfall: Die Rahmenbedingungen 2.1 Vorbemerkung Wie in der Einleitung bereits erläutert, liegt der Schwerpunkt der Arbeit nicht auf der technischen Ebene des Eintritts des Stromausfalls, sondern auf den Auswirkungen. Eine Analyse des Energiesystems zeigt sehr schnell, dass ein länger dauernder Stromausfall nicht vom Ausfall einzelner Kraftwerke verursacht werden kann in diesem Fall gibt es immer Möglichkeiten, den Strom zumindest temporär aus anderen Kraftwerken zu beschaffen und über das gut vermaschte Netz an die entsprechenden Orte zu bringen. Nur bei einem großräumigen physikalischen Netzausfall, d.h. einem Unbrauchbarmachen materieller Komponenten des Netzbetriebs, wird ein länger dauernder Stromausfall für möglich gehalten. Daher wird hier lediglich ein entsprechendes technisch einigermaßen plausibles Szenario für den Eintritt des Stromausfalls entworfen. Grundsätzlich kann davon ausgegangen werden, dass der Betrieb von Kraftwerken, Netzleitstellen, Umspannwerken etc. als potenziell kritischer Infrastruktur bereits vom Betreiber unter bewusst hoch gesetzten Sicherheitsanforderungen durchgeführt wird. So sind z.b. Kraftwerks- und Netzleitzentralen häufig nicht (auch nicht über Firewalls) mit dem Internet verbunden, um direkte Angriffe oder Gefährdungen durch Internet-Schädlinge zu vermeiden. Als Auslöser für den Schadensfall wird daher von einem gezielten und sorgfältig geplanten Sabotageakt ausgegangen, der sowohl auf der Ebene der Software (timing) als auch der Maschinentechnik (physisch und manuell durch in-house-jobs unterstützt) ansetzt. Unbeabsichtigte rein komplexitätsbedingte Unfälle, Schadensfälle und Störungen sind ebenfalls grundsätzlich denkbar (vgl. z.b. Perrow); die Wahrscheinlichkeit, dass ein durch solche Fälle ausgelöster mehrere Wochen lang anhaltender Stromausfall eintritt, ist jedoch sehr gering, wie die größeren Blackouts der letzten Jahrzehnte zeigen: Selbst der Blackout 2005 im Münsterland dauerte lediglich bis zu fünf Tage. [IAEW 2008]. Um die Auswirkungen möglichst konkret zu beschreiben, wurde ein Szenario mit konkreten Verortungen in Zeit und Raum entworfen. Die grundsätzlichen beschriebenen Auswirkungen sind allerdings von diesen Verortungen unabhängig bzw. leicht auf andere Situationen und räumliche Gegebenheiten übertragbar. Eine Einschätzung der Eintrittswahrscheinlichkeit ist nicht Gegenstand dieser Studie. 7

14 2.2 Ausgangslage 2.3 Auswirkungen auf das Netz Nach einer Abwägung des Informations- und des Sicherheitsaspekts haben wir uns entschieden, das Szenario in Grundzügen darzustellen. Es ist ein kalter Tag im Januar, die Temperaturen liegen unter Null Grad. Die Heizungen laufen, die Straßen müssen geräumt und gestreut werden, der Verkehr verläuft vielerorts stockend und eingeschränkt. Durch ein bewusst als Sabotage geplantes und bei einem Systemupdate eingeschleustes Schadprogramm in der Steuerungssoftware 1 wird zeitgleich in die Steuerung der Turbinen der Kraftwerke im Raum Hamburg (GT-Kraftwerk Brunsbüttel, Wedel und Moorburg 2 ) sowie das Gasturbinenkraftwerk Emsland eingegriffen sowie die Sicherheitsventile (mechanisch) blockiert. Die Computersysteme der Kraftwerke reagieren nicht mehr. Die Turbinen überdrehen, fahren Voll- und Überlast, die Generatoren produzieren deutliche Überleistungen. Es entstehen vor allem mechanische Schäden an den Turbinen und Generatoren. Nach ca. 10 Minuten ist die Funktionsweise der Sabotage klar, die Mitarbeiter auf den Notfall koordiniert. Die Kraftwerke werden notabgeschaltet. Während der Überlastproduktion entstehen an den Übergabestelen ins Netz Übertemperaturen, Überschläge, Lichtbögen und Brandschäden an Transformatoren 3. Zum Teil entstehen Brände in den Umspannwerken, die Übertragungstechnik wird physikalisch unbrauchbar. Die Übertragung der Leistung ins Netz fällt aus. Das Netz bricht zunächst aufgrund der Überleistungen, denen keine entsprechende Last gegenübersteht, lokal im Großraum Hamburg sowie im Emsland zusammen; durch die übermäßigen Lastflüsse, die sich ihren Weg suchen, pflanzt sich die Instabilität über mehrere wesentliche Umspann- und Übergabestellen fort und hinterlässt teilweise durchgeschmorte Bauteile sowie einen Totalausfall des Höchstspannungsnetzes in Nordwestdeutschland (HH, SH, NdS, HB) und NRW. Durch die Überlasten werden zahlreiche Umspannwerke und Übergabestationen ins Mittel- und Nieder- 1 Aus Sicherheitsgründen sind Kraftwerkssteuerungen i.a. nicht direkt (auch nicht über Firewalls) datentechnisch mit dem Internet vernetzt. Es ist daher von einer längerfristig vorbereiteten Schadsoftware auszugehen. 2 Da der Zeitpunkt nicht exakt datiert ist, gehen wir zunächst von den dann existierenden Kraftwerken aus. Derzeit ist der Neubau des Kraftwerks Moorburg umstritten; wir gehen für den Schadensfall von seiner Existenz aus. 3 Wir gehen in diesem Fall davon aus, dass Sicherheitssysteme wie Überhitzungsschutz oder redundante Systeme ebenfalls durch die Sabotage beeinträchtigt sind. 8

15 2.4 Kommunikation 2.5 Wiederaufbau spannungsnetz lahm gelegt. Der Strom fällt in den oben genannten Regionen großräumig aus. Die übrigen noch funktionsfähigen Kraftwerke werden heruntergefahren. Das Netz flackert europaweit, die Übergabestellen über die Grenzen nach Dänemark, Polen, die Niederlande und Belgien werden stumm geschaltet. Die Übergänge nach Süddeutschland haben einige Minuten Überlast zu verkraften, in der Folge fällt auch in Süddeutschland für einige Minuten der Strom aus. Die Verbindungen nach NRW und Norddeutschland werden stumm geschaltet, in Süddeutschland wird das Netz schnell stabilisiert. Es wird von einem geschädigten Kraftwerk aus eine Nachricht über einen mit Notstrom versorgten proprietären Notfall-Kommunikationskanal abgesetzt, in der über die Fehlsteuerung, die Schäden (grob) und die Computerausfälle berichtet wird. Außerdem fragt die Netzleitzentrale bei allen Konzernzentralen und deren Einsatzstellen an. Nach ca. einem halben Tag ist grob evaluiert, was abgelaufen ist und mit welchen physikalischen Schäden, insbesondere an den Umspannwerken, gerechnet werden muss: Die Kenntnis von physikalischen Schäden, deren Behebung langwierig wird, liegt vor, die ersten Verhandlungen mit Lieferanten laufen an. Wir nehmen an, dass die Zentralen der nicht oder weniger betroffenen Konzerne in Karlsruhe und München in diesem Fall den Kollegen Hilfestellung leisten (und später das Vertragliche verhandelt wird) und organisatorisch in Bezug auf die Schadensbehebung tätig werden. Auch wenn das volle Schadensausmaß noch nicht evaluiert ist (welche Kraftwerke, welche Turbinenschäden, welche Umspannwerke), ist bereits klar, dass der Stromausfall in Norddeutschland einige Wochen dauern wird. Dies wird öffentlich kommuniziert. Nach ca. 6 Wochen werden die ersten Transformatoren und Ersatzturbinen eingebaut und die Übergabestellen sukzessive wieder funktionstüchtig gemacht. Auch wenn der Ersatz der Turbinen und die Inbetriebnahme der Kraftwerke im Einzelfall noch länger dauern kann, kann das Netz nach ca. 4 bis 6 Wochen wieder bereitgestellt werden und ggf. auch über andere Kraftwerke mit versorgt werden. Der Aufbau erfolgt zunächst aufgrund der Erreichbarkeit von den Kernen Hamburg und Großraum Rhein- Ruhr aus; Hannover und Bremen folgen als nächste; von dort aus werden die Regionen erschlossen. Wenn die Frequenz sich stabilisiert hat, werden auch die Grenzübergänge wieder geöffnet. (Die Möglichkeit, allfällige Inselbetriebe wieder aufzubauen, insbe- 9

16 2.6 Alternativszenario sondere in den Großräumen Bremen und Hannover, wird als Schadensreduktionspotenzial in Kapitel 5 diskutiert.) Die Schäden werden ermittelt, das Aufräumen dauert mindestens sechs Monate. Größere Schäden am Netz können auch durch die Brachialmethode zeitlich ungefähr koordinierter Sprengsätze an den technischen Einrichtungen der großen Umspannwerke sowie den Netzzugängen großer Kraftwerke hervorgerufen werden. In einem solchen Fall entstehen weniger (langwierige) Kraftwerksschäden, aber die physikalische Wiederinbetriebnahme des Netzes kann sogar eher länger als 4-6 Wochen dauern. 10

17 3 Der Umgang mit der Katastrophe: allgemeine Voraussetzungen auf Akteursebene 3.1 Grundsätzliches Das deutsche System des Katastrophenschutzes oder Krisenmanagements ist in sich stark differenziert und von der föderalen Staatsstruktur beeinflusst. Nach der Zuständigkeitszuweisung des Grundgesetzes gehört der Katastrophenschutz in die Kompetenz der Länder. Der Bund hat daher schon von Verfassungswegen keine Befugnis, einen Gesamtplan im Hinblick auf Katastrophenvorbeugung, -abwehr oder -bekämpfung zu entwickeln. Im Folgenden werden die grundlegenden Strukturen und Verfahren skizziert, die die Zuständigkeiten und Kooperationsmöglichkeiten bzw. -notwendigkeiten zwischen staatlichen bzw. öffentlichen Akteuren sowie staatlichen und privaten Akteuren bestimmen. Die Darstellung orientiert sich am zuvor dargestellten Szenario und dessen Bedürfnissen. Nicht betrachtet werden präventive Maßnahmen, da mit dem Szenario der Schadensfall eingetreten ist. Schutzmaßnahmen sowie die Abwehr des Schadens sind somit nicht mehr möglich. Ebenso wird davon ausgegangen, dass das Szenario nicht (unmittelbar) zur Verkündung des Verteidigungsfalls führt und damit zivile durch militärische Strukturen des Krisenmanagements ersetzt werden. 4 Es werden ausschließlich zivile Krisenreaktionsstrukturen und -systeme in die Analyse mit einbezogen. Dieses Vorgehen ist weitgehend pragmatischen Gründen geschuldet: das (operative) Krisenmanagement ist in beiden Fällen vor Ort bei denselben Behörden konzentriert. Unterschiede werden in der Einbeziehung der militärischen Hierarchie- und Leitungsstrukturen deutlich. Allerdings macht die Eskalation des Katastrophenszenarios auf Grund seiner Dauer und Ausdehnung über mehrere Bundesländer die Einbeziehung der Bundeswehr notwendig; es erfolgen jedoch keine anschließenden und weiterreichenden Angriffe. Genauso werden kriminalistisch-kriminologische Implikationen des Szenarios bewusst vernachlässigt. Hierzu zählen Fragen der unmittelbaren Strafverfolgung und damit verbundenen Zuständigkeiten bzw. Tätigkeiten der Polizeibehörden wie bspw. Beweissicherung, Untersuchung potenzieller Straftatbestände etc. Hier wird 4 (Rechts-)Theoretisch wäre diese Möglichkeit gegeben. 11

18 angenommen, dass auf Grund des im Katastrophenfalls notwendigen Pragmatismus die Strafverfolgung und Beweissicherung in ihrer Bedeutung gegenüber der Schadensbehebung geringer priorisiert wird. Der Schwerpunkt der folgenden Darstellung orientiert sich daher nicht an den Tätigkeiten der Strafverfolgung wie Sicherung und Absperrung der Tat- und Schadensorte, sondern an denjenigen Aufgabenbereichen, die zur Behebung der Folgen und Begleiterscheinungen von Bedeutung sind Das System des deutschen Krisenmanagements im Überblick Die grundsätzlichen Zuständigkeiten für den Katastrophenschutz oder das Krisenmanagement in Deutschland sind auf verfassungsrechtlicher Ebene festgelegt: Die Regelung von Maßnahmen zur polizeilichen Gefahrenabwehr und des Katastrophenschutzes liegen in der Gesetzgebungskompetenz der Länder ebenso wie der Verwaltungsvollzug (Art. 30 GG i.v.m. Art. 70 ff GG, soweit nicht Art. 73 (1) GG). Die Ausgestaltung der gesetzlichen Grundlagen der Länder zur Bewältigung von Katastrophen sind in der Regel in mehreren Landesgesetzen zu finden. Hierzu zählen bspw. Brandschutz- und Feuerwehrgesetze, aber auch die mit der Gefahrenabwehr befassten Polizeigesetze der Länder. Die gesetzlichen Regelungen sind länderübergreifend weitgehend einheitlich ausgestaltet (vgl. die Synopse bei [SKK 2006]). 6 Der Bund hat die Gesetzgebungskompetenz für die Verteidigung einschließlich des Schutzes der Zivilbevölkerung vor kriegsbedingten Gefahrenlagen (Zivilschutz; Art. 73 (1) GG). Für den Verwaltungsvollzug sind jedoch die Länder zuständig. Im Verteidigungsfall oder bei Gefahrenlagen, bei denen größere Teile des Bundesgebietes betroffen sind, ist die Anwendung von Notstandsgesetzen vorgesehen. 7 5 Denkbar und anzunehmen ist, dass die beschädigten Steuerzentralen der Energieversorger zur Beweissicherung gesichert werden und der Zugang zu Reparatur- bzw. Instandsetzungszwecken eingeschränkt wird. Damit einher gehen Zielkonflikte (schnelle Aufnahme der Stromversorgung vs. konsequente und gerichtsfeste Beweissicherung) und entsprechende Konflikte zwischen den beteiligten Akteuren. 6 Hinzu treten auf Bundesebene die Gesetze und Verordnungen zur Sicherstellung von Infrastruktur- und Versorgungsleistungen, bspw. Ernährungssicherstellungsgesetz oder die Telekommunikationssicherstellungsverordnung. Ein wesentliches Problem ergibt sich hier aus der auffälligen Tendenz deutscher Rechtspolitik das Unregulierbare zu regulieren [Beyme 1990], S. 26): Die Gesetze wurden vor einem anderen Hintergrund dem Verteidigungsfall und nur in geringem Maß privatisierten Strukturen formuliert. Die Realisierungs- und Umsetzungsmöglichkeiten hinken den juristischen Formulierungen allerdings hinterher. 7 Vordergründig hat die Erklärung des Katastrophenfalls keine Auswirkungen auf die Grundrechtsgarantien. Jedoch verfügen die Katastrophenschutzgesetze der Länder über eine Generalklausel, die zumindest bestimmte Grundrechtseingriffe durch Duldungsklauseln wie z.b. in die Eigentumsrechte bspw. Einquartierung von Katastrophenopfern, Nutzung von Eigentum durch die Einsatzkräfte oder in die Freiheitsrechte bspw. Berufsfreiheit durch Heranziehung zu Arbeitseinsätzen im Rahmen der Katastrophenbekämpfung ermöglichen. Diese Generalklauseln sind allerdings nicht so weitgehend wie die Einschränkungen im Verteidigungsfall [Möllers 2006]: 150; [SKK 2006]). 12

19 Eine Ausnahme hinsichtlich des Verwaltungsvollzugs bildet Art. 35 (2, 3): Ein Land kann zur Aufrechterhaltung oder Wiederherstellung der öffentlichen Sicherheit in besonderen Fällen Einsatzkräfte von Bund oder anderen Ländern zur Unterstützung anfordern. Wenn eine Naturkatastrophe oder ein Unglücksfall das Gebiet von mehreren Ländern betrifft, kann die Bundesregierung den Landesregierungen Weisung erteilen, Einsatzkräfte zur Verfügung zu stellen sowie selbst Einheiten der Bundespolizei bzw. Bundeswehr zur Unterstützung bereit stellen. Anordnungen, die auf dieser Basis getroffen werden, sind unmittelbar nach Beseitigung oder auf Verlangen des Bundesrates aufzuheben. Darüber hinaus geht Art. 91, wenn der Bestand eines Landes oder die freiheitlich demokratische Grundordnung des Bundes oder eines Landes bedroht wird. In diesem der Gefahr Fall kommen der Bundesregierungen so genannte Notstandskompetenzen zu, die bspw. auch ein Weisungsrecht gegenüber den Polizeien des betroffenen sowie weiteren Länder umfassen können. Anordnungen dieser Art sind ebenfalls unmittelbar nach Beseitigung der Gefahr oder auf Verlangen des Bundesrates aufzuheben. Die Länder sind zuständig für die Gefahrenabwehr in Friedenszeiten und den Katastrophenschutz. Bei überörtlichen Großschadensereignissen/Katastrophen sehen die Ländergesetze (mit Ausnahme der Stadtstaaten) die unteren Katastrophenschutzbehörden (Kreis und Stadtverwaltungen) für die nichtpolizeiliche Gefahrenabwehr vor. Auf Bundesebene gibt es spezialisierte Institutionen, die sich mit dem Katastrophenschutz beschäftigten. Auf Landesebene ist der Katastrophenschutz hingegen keine konkret abgrenzbare Aufgabe der Gefahrenabwehr mit spezialisierten Einsatzkräften wie bspw. Kriminalitätsbekämpfung oder Brandschutz. Der Katastrophenschutz ist ein Organisationsprinzip, in dem bei Bedarf eine Vielzahl von unterschiedlichen Aufgabenträgern koordiniert eingesetzt werden (Abbildung 1).8 Zu diesen Aufgabenträgern zählen Einsatzkontingente der Bundesebene wie bspw. Bundeswehr, Bundespolizei und Technisches Hilfswerk, die auf Anforderung die Länder unterstützen und von den Landesbehörden koordiniert werden (Amtshilfe, Katastrophenhilfe nach Art 35 GG), der Landesebene wie bspw. Polizei oder Feuerwehr sowie 8 Dies spiegelt sich wider bspw. in der Diskussion um den erweiterten Sicherheitsbegriff (vgl. Heinrich/Lange 2008), aber auch in der Gründung des BBK und dem Bedeutungsgewinn von Bedrohungsszenarien mit terroristischen Handlungen. 13

20 weiterer Hilfsorganisationen wie bspw. das Deutsche Rote Kreuz, der Arbeiter-Samariter-Bund etc. Daneben kommen privatwirtschaftlichen Akteuren wie Transport-, Logistik- oder Bauunternehmen, Herstellern von Kühl- und Stromaggregaten oder Zelten aber auch Sicherheitsdienstleistern oder Werksschutz/-feuerwehren unterstützende Funktionen zu. Abbildung 1 Akteure des deutschen Krisenmanagements Bundeswehr Bundespolizei Technisches Hilfswerk Bund Länder Die Strukturen zur Koordination und zum Zusammenwirken dieser Akteursgruppen sind nicht einheitlich. Dies liegt im oben dargestellten föderalen System der Bundesrepublik und der damit einhergehenden Organisationshoheit der Länder bzw. Kommunen begründet. Die grundlegenden Strukturen sind in den jeweiligen länderspezifischen Katastrophenschutzgesetzen geregelt. Darüber hinaus existieren Katastrophenschutzpläne, die von den zuständioperatives Krisenmanagement Landespolizei Hilfsorganisationen Feuerwehren Privatunternehmen Quelle: Prognos 2008 In erster Linie sollen Großschadenslagen mit zerstörter Infrastruktur von den Katastrophenschutzeinheiten der Länder bewältigt werden. Von den Ländern wird dabei vorausgesetzt, dass ihnen Einsatzkontingente und -mittel des THW zur Verfügung stehen. Daneben kann die Bundespolizei bei der technischen Katastrophenhilfe sowie bei Evakuierungsmaßnahmen Unterstützungsleistungen bieten ebenso wie die Bundeswehr, die Spezialgeräte einsetzen und weitere Fähigkeiten zur Verfügung stellen kann. Hier kommen insbesondere die Pioniereinheiten in Frage. Die Einsatzschwelle ist in den Katastrophengesetzen der Länder allerdings unterschiedlich geregelt und ist üblicherweise erst dann möglich, wenn andere Hilfspotenziale wie bspw. das THW ausgeschöpft sind ([BMI 2005]: 5). 3.3 Koordinationsstrukturen der Akteure 14