Schutz vor Hacker-Attacken auf Smart Meter

An einem kalten Februarabend geht in Italien großflächig das Licht aus. In der Schweiz und Deutschland brechen die Stromnetze zusammen. Kraftwerke schalten sich ab, Fahrstühle und U-Bahnen stecken fest. Dieses Schreckensszenario beschrieb Marc Elsberg bereits vor vier Jahren in seinem Thrillers „Blackout“. Im Roman wurden intelligente Stromzähler großflächig manipuliert.

Phantasie eines Science-Fiction-Autors? Keineswegs. Der österreichische Schriftsteller recherchierte akribisch die möglichen Szenarien bei Experten. Und die Realität gibt Elsberg Recht: Sicherheitsexperten in Spanien gelang es beispielsweise, Smart Meter so zu manipulieren, dass sie tatsächlich den Strom hätten abschalten, die Zähler manipulieren oder dort Malware installieren können.

Smart Meter in Kürze

Intelligente Messsysteme, sogenannte Smart Meter, bestehen aus einer Messeinrichtung zur Datenerfassung und einem Gateway, das die Daten über Funk sicher zu den Berechtigten überträgt. Da die Zähler sich in Gebäuden und oft auch in Kellern befinden, eignet sich Narrowband IoT (NB-IoT). Als sogenannte Low Power Wide Area (LPWA)-Technologie mit niedrigem Energiebedarf sowie hoher Gebäudedurchdringung und Reichweite ist sie eine kostengünstige Lösung für das schmalbandige Internet der Dinge.

Smart Meter, Zähler mit einem integrierten Kommunikationsmodul, werden ab diesem Jahr sukzessive in Deutschland eingeführt. So will es das im September 2016 in Kraft getretene Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende. Damit es hierzulande möglichst keinen Blackout gibt, hat die Sicherheit oberste Priorität. Das Bonner Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) war damit beauftragt und erarbeitete klare Anforderungen an alle beteiligten Produktkomponenten (Smart Meter Gateway mit integriertem Sicherheitsmodul), an deren sicheren IT-Betrieb und die Kommunikationsinfrastruktur (Smart Metering PKI).

Die wesentlichen Bausteine der Energiewende

In einem Zertifizierungsverfahren überprüft das BSI die angebotenen Geräte wie auch deren Betreiber daraufhin, ob diese Vorgaben eingehalten werden. Zum Schutz vor Hacker-Angriffen können Verbindungen zwischen Empfänger und Kommunikationsmodul nur von innen nach außen und nicht umgekehrt aufgebaut werden. Außerdem verfügen die intelligenten Messsysteme über integrierte Firewalls.

Intelligente Informations- und Kommunikationstechniken sind ein wesentlicher Baustein der Energiewende. Vorausgegangen war dem Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende der Klimagipfel in Paris im Dezember 2015. Dort unterzeichneten 196 Länder ein Abkommen zur Eindämmung der Erderwärmung. Laut dem von der Global e-Sustainability Initiative (GeSI) veröffentlichten Bericht SMARTer2030 könnte ihr Einsatz den weltweiten CO2-Ausstoß um bis zu 20 Prozent senken.

Smart Meter müssen zertifiziert sein

Was heißt das praktisch? Ab Mitte 2017 dürfen nur noch vom BSI zertifizierte Smart Meter in Deutschland verbaut werden. Für ältere Varianten gibt es eine Übergangsfrist – diese dürfen noch bis zu acht Jahre nach Inbetriebnahme genutzt werden. Verpflichtend sind intelligente Messsysteme für alle Kunden mit einem Jahresverbrauch von mehr als 6.000 Kilowattstunden (kWh). Bis zum Jahr 2022 sollen nach einer EU-Verordnung 80 Prozent der europäischen Haushalte damit ausgestattet sein.

Smarte Stromnetze Die smarten Stromnetze der Zukunft sollen auch sicherstellen, dass Erzeugung und Nachfrage harmonisiert werden. (© 2017 iStock)

 

Aufgabe der intelligenten Netze der Zukunft (Smart Grids) ist es daher nicht nur, den Strom zu transportieren, sondern auch sicherzustellen, dass Erzeugung und Nachfrage harmonisiert werden. Ziel ist es, den Verbrauch wo möglich anzupassen. Das heißt konkret, dass die Netze automatisiert auf diese Energieschwankungen reagieren: indem sie beispielsweise Windparks abschalten und so Überbelastungen verhindern und indem sie Netzkapazitäten von Spitzenlastzeiten in lastschwächere Zeiten verschieben, damit die Energie besser genutzt werden kann. Das gelingt Energieversorgern deutlich besser, wenn sie aktuelle Verbrauchsdaten ihrer Kunden vorliegen haben, wie Smart Metering es ermöglicht.

So funktionieren Smart Meter Im Gegensatz zu den herkömmlichen mechanischen Ferraris-Zählern erfassen Smart Meter den Stromverbrauch sekundengenau in Echtzeit. Über ein anschließbares Display oder eine App können die Daten visualisiert und analysiert werden. Das sorgt für mehr Transparenz, sodass Kunden Stromfresser identifizieren und Energie sparen können. Die gemessenen Daten werden anonymisiert an einen geschützten Bereich des Servers des Messstellenbetreibers geschickt. Rückschlüsse auf das Verhalten des einzelnen Verbrauchers sollen dadurch nicht möglich sein. Die ermittelten Daten dürfen grundsätzlich nur für die im Gesetz definierten energiewirtschaftlichen Zwecke verwendet werden.

Der Kunde soll profitieren

Von der Datensammlung und -auswertung in den Netzen der Zukunft sollen alle profitieren: Die Stromerzeuger, -lieferanten und -kunden. „Unternehmen erhalten eine höhere Transparenz ihres Verbrauchs“, erklärt Stefan Harder, Geschäftsführer des mittelständischen Energieversorgers E.VITA aus Stuttgart. „Sie sehen nicht mehr nur die Summe des Stromverbrauchs, sondern können diesen auch einzelnen Verbrauchern zuordnen und damit steuernd eingreifen“, sagt er. Je mehr Energie das Unternehmen benötigt, desto höher ist das Einsparpotenzial. Bei einem Jahresverbrauch von 6.000 kWh geht das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) von einer jährlichen Ersparnis zwischen 80 und 157 Euro aus. „Durch die intelligente Infrastruktur können sich Strompreise künftig stärker am Preis der Strombörse orientieren“, erklärt Bitkom-Hauptgeschäftsführer Bernhard Rohleder. „Der Preis kann sogar unter Null fallen, wenn zum Beispiel am Wochenende große Mengen erneuerbarer Energie ins Netz eingespeist werden. Das macht grünen Strom attraktiver und treibt die Energiewende weiter voran“, sagt er.

Energieversorger wie E.ON, EnBW oder RWE haben bereits Pilotprojekte dazu gestartet. Die Essener RWE verbaute in ihrem Projekt „Mühlheim zählt“ im Jahr 2015 über 100.000 Smart Meter. Das Einsparpotenzial für die Verbraucher beziffert der Stromanbieter auf drei Prozent. Das Pilotprojekt MeRegio der Stuttgarter EnBW vernetzte bereits 2009 rund 1.000 Haushalts-, Gewerbe- sowie kleinere Industriekunden und ging drei Jahre später damit an den Start. Am E.ON-Projekt nehmen aktuell mehrere Hundert Kunden auf Fehmarn und Rügen im Norden Deutschlands, in Sachsen-Anhalt sowie in Niederbayern teil. Die intelligenten Messsysteme übertragen viertelstündlich den Energieverbrauch des Kunden. Ein Online-Portal informiert die Kunden über grafisch aufbereitete Informationen zu ihrem Verbrauch. So können sie Verbrauchsspitzen erkennen und durch verändertes Verhalten Energie und damit Geld sparen. Dann geht das Licht garantiert nicht mehr aus.

 

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