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Montag, 11. Dezember 2017

Offshore-Windkraft

Kritische Systeme auf hoher See

Von Angela Schmid | 16. Februar 2017 | Ausgabe 07

889 Anlagen sind in der deutschen Nord- und Ostsee installiert. Mit dem maritimen Ausbau steigt auch das Risiko für kriminelle Machenschaften und andere Störfälle.

w - Owiss BU
Foto: Paul Langrock/Zenit/laif

Alles gut, solange sie laufen: Fiele ein Offshore-Windpark aus, ginge die Leistung eines Großkraftwerks vom Netz. Jetzt beginnt die Sicherheitsdebatte.

Die Gefahrenliste für Offshore-Windenergieparks ist lang: menschliches Versagen, technische Defekte, Schiffskollisionen, Abstürze von Flugzeugen bis hin zu Bedrohungen durch Terror und Sabotage. Im Projekt „Offshore-Windenergie – Schutz und Sicherheit“ (Owiss) unter der Leitung der Hochschule Bremerhaven untersuchen sechs Partner bis Ende dieses Jahres, welche Gefährdungen möglich sind, welche Maßnahmen es bereits gibt und wie Schäden verhindert oder die Auswirkungen in Grenzen gehalten werden können.

Der in dem Verbundvorhaben gewählte Ansatz einer systematischen Betrachtung möglicher Gefährdungen und Bedrohungen ist das Besondere dieses Projekts. Bedrohungs- und Gefährdungsszenarien werden simuliert, mit den erarbeiteten Lösungsansätzen abgeglichen und gemeinsam mit den Forschungs- und Wirtschaftspartnern validiert.

„Verwundbare Stellen werden ermittelt, um die Systeme besser schützen zu können“, erklärt Uwe Arens, Professor für Sicherheitstechnik und -management an der Hochschule Bremerhaven. Verwundbarer Punkt ist vor allem die Konverterplattform, an der üblicherweise mehrere Windparks angeschlossen sind. Würde sie zerstört, fielen auf einen Schlag bis zu 900 MW aus – eine übliche Größe für die neueren Plattformen.

„Ähnlich hohe Ausfälle kann es bei Beschädigungen von Gleichstromkabeln geben, die den Strom an Land transportieren. Würden sie gekappt, könnte der Strom von mehreren Windparks nicht ins Landnetz eingespeist werden“, so Karin Jahn, stellvertretende Abteilungsleiterin Energiesystemanalyse des Fraunhofer-Instituts für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (Ifam) in Bremen.

Kritisch sei dies noch nicht, solange in Europa nicht gleichzeitig ein zusätzlicher, größerer Leistungsabfall entstehe, so Jahn. Das Verbundnetz der europäischen Stromübertragung kann einen plötzlichen Ausfall von 3000 MW verkraften. Bis zum Jahr 2030 sollen jedoch bis 15 000 MW auf See installiert sein. „Wir haben aus Sicherheitsgründen daher alle Szenarien betrachtet, bei denen theoretisch mehr als 1 GW ausfallen könnte“, sagt Jahn.

Auch wenn Ausfälle im Offshore-System für das Verbundnetz vorerst unproblematisch sind, können die Kosten für die Betreiber in die Millionen gehen. Die Reparatur einer Konverterstation oder der Austausch eines Transformators ist teuer und aufwendig. Zudem gibt es in der Zeit keine Einnahmen.

Vorteil der deutschen Offshore-Windparks ist, dass sie weit draußen vor den Küsten liegen und nicht nur für Betreiber eine echte logistische Herausforderung darstellen. Auch Kriminelle hätten mit Wind und Wetter sowie den Entfernungen zu kämpfen, bevor sie zum Beispiel Sprengladungen an einer Konverterstation anbringen könnten.

„Gefährdungen und Bedrohungen in Bezug auf Subsysteme an Land müssen daher in dem Vorhaben unter anderem aufgrund ihrer leichten Erreichbarkeit ebenfalls mit berücksichtigt werden“, erklärt Uta Kühne, wissenschaftliche Mitarbeiterin des Instituts für Windenergie an der Hochschule Bremerhaven. Ausgeschlossen wird ein Anschlag auf See aber nicht. Selbst die Betreiber haben erste Notfallpläne in der Schublade.

Eine Schwachstelle bildet das IT-System. Seitdem russische Hacker es auf Politiker und Firmen abgesehen haben, scheint ein Angriff auf das Stromnetz längst nicht mehr ausgeschlossen. Dem Industrial Control Systems Cyber Emergency Response Team, einer Abteilung des US-Ministeriums für Heimatsicherheit, wurden 2016 bei Stromnetzanbietern 303 Angriffe in den USA gemeldet.

Für die Umsetzung von IT-Sicherheit für Offshore-Windparks gibt es nur wenige Standards. Sie unterliegen auch nicht dem seit Juli 2015 geltenden IT-Sicherheitsgesetz, in dem Verfahren für eine verbesserte IT-Sicherheit definiert sind. Eine automatische Anomalieerkennung im Netzwerk könnte Hackerangriffe frühzeitig entdecken. Bisher ist das aber noch Zukunftsmusik. Anlagenbetreiber seien sehr an solchen Systemen interessiert, erklärt Matthias Dreyer vom Institut für Seeverkehrswirtschaft und Logistik (ISL) in Bremerhaven.

Schutzkonzepte für die Schlüsselkomponenten eines Offshore-Windparks gibt es bisher nicht. Im Verteidigungsfall wird das Wirtschaftssicherstellungsgesetz angewendet – ein Notstandsgesetz aus dem Jahr 1968. Ergänzt wurde es 2004 durch die Wirtschaftssicherstellungsverordnung, die vorsieht, Marktmechanismen außer Kraft zu setzen, falls eine Gefährdung der Versorgung durch marktgerechte Maßnahmen nicht oder nur mit unverhältnismäßigen Mitteln zu beheben oder zu verhindern ist.

Schon heute dürfen Schiffe nur bis auf 500 m an einen Park heranfahren. Die Schiffsbewegungen werden ständig von den Leitständen der Windparks kontrolliert. „Sensoren in den Windparks und auf den Schiffen machen die Überwachung möglich“, erklärt Fraunhofer-Forscherin Jahn. Auch das Tieferlegen stromführender Kabel kann eine Vorsichtsmaßnahme sein.

„Ein möglicher Angriff kann nie ganz verhindert werden – jedes System ist verwundbar“, so Arens. Daher liegt der Fokus bei Owiss auf präventiven und reaktiven Maßnahmen – wie der Information der öffentlichen Gefahrenabwehr –, die nach einem Angriff schnell wirken, um größeren Schaden abzuwenden.

Zudem werden in dem Projekt Auswirkungen auf die maritime Umgebung durch die Freisetzung von Betriebsstoffen, z. B. von Ölen, die zu Umweltschäden führen, untersucht. Im Fokus steht dies aber nicht. Arens: „Die Betreiber der Windparks sind in vielen Fällen schon gut darauf vorbereitet.“

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