Der Energieinfrastruktur kommt eine entscheidende Rolle bei der Verwirklichung der energiepolitischen EU, Bundes- und Landesziele, der Vollendung des Binnenmarkts und auch im Hinblick auf eine weitgehend kohlenstoffneutrale Energieversorgung im Jahr 2050 zu.
Zur modernen Energieinfrastruktur gehört heute weit mehr als nur klassische Kraftwerke und Überlandleitungen. Durch die Energiewende hat sich die Infrastruktur zu einem hochgradig dezentralen, digitalen und sektorengekoppelten Netzwerk entwickelt, das Strom, Wärme, Gas und Mobilität miteinander verknüpft (Sektorenkopplung).
Dezentrale Erzeugungsanlagen
Anstelle weniger Großkraftwerke speisen heute Millionen kleinere Einheiten Strom und Wärme ein:
• Erneuerbare-Energien-Anlagen: Windkraftparks (Onshore und Offshore), großflächige Photovoltaikanlagen sowie private Aufdach-Solaranlagen.
• Biomasse- und Geothermieanlagen: Regionale Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWK) für eine kontinuierliche Grundlast.
Intelligente Transport- und Verteilnetze (Smart Grids)
Da Strom vermehrt dort erzeugt wird, wo der Wind weht oder die Sonne scheint (oft fernab der Verbrauchszentren), müssen Netze massiv ausgebaut und digital gesteuert werden:
• Übertragungsnetze: Höchstspannungsleitungen (wie die großen Nord-Süd-Stromtrassen), die Elektrizität über weite Strecken transportieren.
• Intelligente Verteilnetze: Ausgestattet mit Sensoren, Transformatoren und Smart Metern (intelligenten Messsystemmen), um Angebot und Nachfrage in Echtzeit lokal auszutarieren.
Speichertechnologien (Flexibilitäts-Infrastruktur)
Um wetterbedingte Schwankungen von Wind und Sonne auszugleichen, sind Speicher heute systemrelevant:
• Großbatteriespeicher: Reagieren innerhalb von Millisekunden, um die Netzstabilität zu sichern.
• Heimspeicher: Dezentrale Batteriespeicher in Privathaushalten in Kombination mit Solaranlagen.
• Pumpspeicherkraftwerke: Traditionelle, aber weiterhin unverzichtbare mechanische Großspeicher.
Gas-, Wasserstoff- und Wärmenetze (Sektorenkopplung)
Die Infrastrukturen für Strom, Gas und Wärme wachsen zunehmend zusammen:
• Wasserstoff-Kernnetz: Im Aufbau befindliche Pipelines (teils umgewidmete Erdgasleitungen), um grünen Wasserstoff zu Industriezentren zu transportieren.
• Moderne Nah- und Fernwärmenetze: Integrieren industrielle Abwärme, Großwärmepumpen und tiefe Geothermie zur CO2-freien Beheizung von Städten.
• Elektrolyseure: Anlagen, die überschüssigen Ökostrom in Wasserstoff umwandeln (Power-to-Gas).
• Unterirdische Gasspeicher, die schrittweise für die Speicherung von Wasserstoff vorbereitet werden.
Digitale Steuerungs- und Ladeinfrastruktur
Software und Datenleitungen sind heute genauso wichtig wie Kupferkabel:
• Virtuelle Kraftwerke: Softwareplattformen, die tausende kleine Erzeuger und Speicher zusammenschalten und wie ein einziges Großkraftwerk steuern.
• E-Mobilitäts-Infrastruktur: Millionen von privaten und öffentlichen Ladestationen, die zunehmend bidirektional ("Vehicle-to-Grid") eingebunden werden, um das Stromnetz zu stützen.
Die Kritischen Infrastrukturen werden in Deutschland gemäß der Definition des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) als "Organisationen und Einrichtungen mit wichtiger Bedeutung für das staatliche Gemeinwesen“ beschrieben. Ihr Ausfall oder ihre Beeinträchtigung würde zu nachhaltigen Versorgungsengpässen, erheblichen Störungen der öffentlichen Sicherheit oder anderen dramatischen Folgen führen.
Diese Definition verdeutlicht, dass es sich bei Kritischen Infrastrukturen um Systeme handelt, die für das reibungslose Funktionieren unserer Gesellschaft unerlässlich sind. Die Sicherheit und Resilienz dieser Infrastrukturen sind daher von höchster Bedeutung.
Die Kritische Infrastruktur in Deutschland wurde über Jahrzehnte hinweg in zahlreichen Bereichen (Straßen, Brücken, Schienennetzen, Wasserstraßen, Schulen, Bevölkerungsschutz, Zivilschutz, Katastrophenschutz, Polizei, Verteidigung und der digitalen Verwaltung) zu wenig investiert und stark vernachlässigt. Dies führte zu einem massiven Sanierungsstau, den zu beheben nun einen langfristigen Aufwand erfordert. Hier wird mit dem Einstz eines "Sondervermögens" das Vergessene bzw. Versäumte nachzuholen.
Hier werden in den letzten Jahren zunehmend die Energieinfrastrukturen (besonders die Stromversorgung und die Schienennetze) angegriffen. Diese sind so umfangreich, dass ein umfassender Schutz unmöglich ist.