Die technische Infrastruktur fasst alle Bereiche der Ver- und Entsorgung zusammen. In Bezug auf die Digitalisierung fällt dabei vor allem die Verfügbarkeit schneller Internetverbindungen ins Gewicht. Diese bildet die Grundlage für technische Neuerungen in allen Handlungsfeldern dieses Berichtes. Daher liegt ein Schwerpunkt der Bestandsaufnahme auf der Zusammenfassung der aktuellen Internetversorgung und den zukünftigen Ausbauplänen. Ein weiterer Schwerpunkt in der Bestandsaufnahme wird im Bereich der Strom- und Energieversorgung gesetzt. Die Produktion von Strom und Wärme trägt nach wissenschaftlichem Konsens maßgeblich zum Klimawandel bei. Es werden aktuelle Probleme und Entwicklungstendenzen dargelegt.

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Erfurt ist im Bereich der Breitbandversorgung bis zum Jahre 2035 flächendeckend mit Geschwindigkeiten von mindestens 10 Gbit/s ausgebaut. Erfurt liegt dann deutlich über dem angestrebten Ziel der Bundesregierung bis 2025 jeden Haushalt mit einer Geschwindigkeit von 1 Gbit/s zu versorgen (vgl. BMVI 2018b). Damit wird gewährleistet, dass zahlreiche datenintensive Online-Anwendungen, wie Streaming, Home-Office, Cloud-Computing oder die Steuerung von Smart Homes gleichzeitig ablaufen können und störungsfrei funktionieren (vgl. Lanzerath 2018). Um dies zu ermöglichen muss verstärkter in den Glasfaserausbau und den Einsatz der FTTB/H-Technologie investiert werden. Denn nur durch den Ausbau der Glasfaser-Infrastruktur bis in jeden Haushalt können höhere Bandbreiten bis zu 10 Gbit/s gegenüber den herkömmlichen leitungsgebunden Technologie wie DSL oder CATV erzielt werden (vgl. ZVEI 2014: 13ff). Bisherige FTTB/H Anschlüsse im Stadtgebiet, welche nur eine Geschwindigkeit bis zu 1 Gbit/s ermöglichen, können höhere Geschwindigkeiten erzielen, wenn beispielsweise Anschlusskomponenten ausgetauscht werden. Das verlegte Glasfaserkabel muss dabei nicht substituiert werden (vgl. BScom GmbH 2013: 8).

Ein Ausbau dieser Infrastruktur kann nur erreicht werden, wenn die Stadt Erfurt bis zum Jahre 2035 massiv finanzielle Ressourcen des kommunalen Haushaltes für die Umsetzung dieser Infrastruktur einsetzt. Weiterhin wird eine Förderung des Bundes sowie des Landes Thüringen von Nöten sein, um den weiteren Breitbandausbau zu bewältigen. Dies kann ähnlich erfolgen, wie mit dem bereits laufenden Bundesförderprogramm für den Breitbandausbau (vgl. BMVI 2018b). 

Zudem besteht im Jahre 2035 ein flächendeckendes 5G-Netz innerhalb der administrativen Grenzen der Stadt Erfurt. Dadurch wird den Bewohnenden mobil eine Bandbreite von bis zu 20 Gbit/s (Spitzen-Downloadgeschwindigkeit) ermöglicht (vgl. BMVI 2017a: 4). Somit wird bis 2035 auch das Stadtbild entscheidend verändert, da Sendemasten und Kleinzellen vermehrt installiert werden müssen, um die flächendeckende Versorgung zu gewährleisten. Hintergrund davon ist, dass hohe Datenraten nur durch die Nutzung weiterer Frequenzbereiche realisiert werden. Die Strategie zum 5G Ausbau des BMVI beschreibt, dass vor allem Funkzellen zukünftig die Frequenzbereiche 700 MHz, 3,4 bis 3,8 GHz und 26 GHZ nutzen werden, da deren unterschiedliche Reichweite für unterschiedliche Verwendungsbereiche etabliert werden kann (vgl. ebd.: 8ff.).

Der Netzausbau legt den Grundstein für die Gigabitgesellschaft im Jahre 2035 in Erfurt.

So ist der Frequenzbereich zwischen 3,4 GHZ und 3,8 GHz besonders für Anwendungen im städtischen Bereich geeignet, da das Frequenzband mehr Daten verarbeiten kann und somit für datenkonzentrierte Räume geeignet ist (vgl. ebd.: 8ff.). Jedoch müssen laut Bitkom-Präsidenten Achim Berge aufgrund des Frequenzbandes von 3,4 GHz bis 3,8 GHz die Sendemasten jeweils in einem Abstand von einem Kilometer angeordnet werden, da die Frequenz eine zu geringe Reichweite besitzt, um größere Abstände bei gleichbleibender Datenrate zu ermöglichen. Es wird daher geschätzt, dass etwa 800.000 Funkmasten benötigt werden, um 98% der Haushalte der Bundesrepublik Deutschland zu versorgen. Außerdem benötigt jeder Sendemast einen gesicherten Anschluss an das Glasfasernetz (vgl. Bitkom e.V. 2018).

Aufgrund dessen wird das Stadtbild Erfurt im Jahre 2035 vermehrt von Sendemasten geprägt werden. Diese Sendemasten können jedoch mit anderen Infrastrukturelementen oder der Ausstattung öffentlicher Räume verbunden werden und deren Funktionen unterstützen. Beispielhaft lassen sich dafür Straßenlaternen oder Lichtsignalanlagen benennen (vgl. Hessisches Ministerium für Wirtschaft, Energie, Verkehr und Landesentwicklung 2017: 39). Zusätzlich werden 2035 kleinere Sendemasten für den Innenbereich von Gebäuden oder schlecht abdeckbare Bereiche innerhalb der Stadt Erfurt zum Einsatz kommen, um überall eine schnelle Bandbreite zu Verfügung zu stellen (vgl. BMVI 2017a: 8). 

Es ist daher strategisch sinnvoll, die Mast-Verteilung zusammen mit dem Ausbau des Glasfasernetzes zu planen, um 2035 eine flächendeckende sowie schnelle Anbindung an das Internet für eine digitale Gesellschaft sowie deren vernetzte Lebensweise zu bieten. Durch den Breitbandausbau können die einzelnen vorangegangenen Thematiken der spezifischen Handlungsfelder ermöglicht werden. Auch legt der Netzausbau den Grundstein für die Gigabitgesellschaft im Jahre 2035 in Erfurt.

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Die bereits erwähnten Lichtmasten übernehmen nicht nur die Funktion eines Sendemastes für das 5G-Netz. Standortspezifische Features modifizieren die Straßenbeleuchtung und passen sie entsprechend den Bedürfnissen vor Ort an. Eine energiesparende LED-Technik ist genereller Standard. In geeigneten Lagen erfolgt eine bedarfsgerechte Schaltung der Beleuchtung. Dies hat neben Energieeinsparungen auch den Grund, dass eine zu starke künstliche Beleuchtung, gerade durch LED-Technik, einen negativen Einfluss auf nachtfliegende Insekten hat (vgl. Eisenbeis, Eick 2011: 298f.). Diese Erkenntnis verdeutlicht, dass neben bautechnischen und ökologischen Maßnahmen auch technische Lösungen im Zuge der Digitalisierung den Schutz von Flora und Fauna befördern können. Sofern am Standort möglich, wird die Beleuchtung mittels Solarenergie autonom betrieben. Sensoren an den Lichtmasten ermitteln an dafür relevanten Orten Luftfeuchtigkeit, Temperatur, Stickoxid- und Feinstaubbelastungen in der Luft.

Weitere integrierte Sensoren in Lichtmasten und Lichtsignalanlagen ermitteln die Verkehrsbelastung, um so eine bessere Steuerung des Verkehrs zu ermöglichen (vgl. Signify 2019). Alle durch die Sensoren erfassten Daten werden transparent zur öffentlichen Verwendung freigegeben. Die Bürger*innen können die erhobenen Daten sowie wichtige Informationen der jeweiligen Umgebung z. B. zum Thema Gesundheit mittels einer App einsehen. Darüber hinaus ermöglicht die Transparenz der Daten mehr Möglichkeiten für wissenschaftliche Untersuchungen, da ein höheres Datenkontingent zur Verfügung steht, als wenn zu jeder Studie neue Datenanalysen erhoben werden müssten.Es gibt an vielen Orten in der Stadt Aufenthaltsorte, die durch ihre Gestaltung zum Verweilen einladen. Sitzgelegenheiten mit smarten Technologien gehören zum Standard-Mobiliar der Stadt. Steckdosen, Beleuchtung und freies WLAN ermöglichen es den Bürger*innen z. B. ihre Home-Office-Tätigkeit in den öffentlichen Freiraum zu verlegen (vgl. Grein Smart Energy o.J.).

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Im Jahre 2035 deckt die Stadt Erfurt ihren Gesamtenergieverbrauch zu 100% aus erneuerbaren Energiequellen. Die leitungsgebundene, technische Infrastruktur ist mittels Sensorik intelligent vernetzt. Smart Meter stehen als elektronische Komponente an der Schnittstelle zwischen Stromnetz und Endkunden (VSGS 2013: 33). Neben den Daten zum Stromverbrauch können auch Messdaten weiterer Medien wie Wasser und Wärme übermittelt werden (vgl. ebd. 35f.). Es werden Daten von Verbrauchenden und Produzierenden zentral verarbeitet, sodass eine konstante Stromspannung im Netz gewährleistet werden kann. Überproduzierter Strom wird in regionalen Speichern zwischengelagert, sodass dieser bei drohender abfallender Netzspannung wieder abgegeben werden kann (vgl. BDEW, ZVEI 2012: 23).

Der Strompreis wird flexibel danach gesteuert, wie hoch die aktuelle Produktion ist.

Als Speichermedien dienen unter anderem Batterien, Druckluftspeicher, Kälte- und Wärmespeicher, Power-to-Gas-Technologien oder Schwungräder (vgl. BDEW, ZVEI 2012: 23). Verschiedene Energienutzungen werden an geeigneten Standorten zusammengeschaltet, sodass eine nachhaltige Nutzung der vorhandenen Energie etabliert wird. Ein Beispiel ist die Nutzung von lokal produziertem Strom (Solarenergie, Kleinwindkraftanlage, etc.) zum Antreiben der Pumpe einer Geothermie-Anlage, welche das Gebäude heizt. 

Auch private Haushalte werden als Erzeugende mit eingebunden. Dezentrale Produktionsstandorte (Photovoltaik, Windkraft, etc.) können in einem Smart Grid effektiv zusammengeschaltet werden und ihre volle Kapazität ausschöpfen (vgl. BDEW, ZVEI 2012: 14). Der produzierte Strom wird so gut wie möglich vor Ort genutzt, sodass lange Leitungswege vermieden werden. Produziert ein Standort mehr Strom als vor Ort verbraucht wird, so wird der überschüssige Strom in das regionale Leitungsnetz eingespeist und steht somit anderen Verbrauchenden zur Verfügung. 

Ein weiterer Vorteil für Privathaushalte ist die Einführung eines Smart Markets. Der Strompreis wird flexibel danach gesteuert, wie hoch die aktuelle Produktion ist. Durch die Verwendung von Smart Home Technologien können die Haushalte so effektiv sparen. So können Haushaltsgeräte mit einem hohen Energieverbrauch, wie z. B. Waschmaschinen, bedarfsgerecht gesteuert werden sodass ihre Laufzeit in ein Intervall mit günstigen Strompreisen fällt (vgl. VSGS 2013: 15 ff.). Innerhalb der Haushalte lassen sich weitere Smart Technologies anführen, welche einen energieeffizienten Standard ermöglichen. So können z. B. Sensoren die Zustände innerhalb und außerhalb der Gebäude erfassen, beispielsweise wird eine zu hohe Luftfeuchtigkeit im Gebäude erkannt. Die Bewohnenden erhalten dann hilfreiche Tipps zum optimalen Lüften und zu anderen geeigneten Maßnahmen, um einem Schimmelbefall der Wände entgegenzuwirken.Vor allem energieeffiziente Smart Home Systeme sind ein wesentlicher Bestandteil der modernen Gebäude. Verbaut sind u. A. mechatronische Fensterbeschläge, mit Fokus auf minimierte Geräuschentwicklung, sowie maximierten Öffnungsweiten. Des Weiteren gibt es intelligente Heiz- und Lichtlösungen.

Ein Beispiel sind Verdunklungen, die im Sommer tagsüber ausgerollt bleiben und das Gebäude durch eine Verschattung kühl halten, während die Sonnenstunden im Winter für das Aufwärmen der Räume genutzt werden, indem die Verdunklungen automatisch hochfahren. Begrünte Wände und Dächer führen zur Einsparung von Energie, speziell in den Wintermonaten geht weniger Wärme verloren (vgl. Bass 2007: 23f.). Aber auch den Rest des Jahres bieten begrünte Gebäudeelemente Vorteile. Das Gebäude heizt sich bei warmen Außentemperaturen weniger auf, da die Pflanzen ein Aufheizen der Fassaden und Dachflächen verhindern (vgl. Sheweka, Mohamed 2012: 509ff.). Gleichzeitig wird durch eine Verdunstungskühle dem Urban Heat Island Effekt entgegengewirkt und es werden Schadstoffe und CO2 gebunden (vgl. ebd.).

Internetzversorgung – Kosten, Auswirkungen und Voraussetzungen

Die Finanzierung des Glasfaserausbau wird das kostenintensivste Projekt auf dem Weg zu einer neuen Gesellschaft im Jahr 2035 darstellen. Der TÜV-Rheinland traf für das Bundesland Rheinland-Pfalz die Aussage, dass der FFTB/H-Ausbau in dicht bebauten Siedlungskörpern mit kurzen Kabeltrassen zwischen 1.123 Euro und 2.500 Euro pro Haushalt kosten wird (vgl. Sawall 2016). Bei 116.476 Haushalten (Stand: 31.12.2018) in Erfurt sind somit Kosten zwischen 130.802.548 Euro und 291.190.000 Euro zu erwarten (vgl. Landeshauptstadt Erfurt 2019a). Eine konkrete Prognose der Kosten ist nicht möglich, da bereits einige Haushalte über die FFTB/H-Technologie angebunden sind Außerdem sind die Kabeltrassen zu den einzelnen Gemeinden länger, als solche im Bereich der Kernstadt und es finden derzeit bereits weitere Ausbau-Maßnahmen statt, welche in der aktuellen Prognose unberücksichtigt bleiben (vgl. Sawall 2016). In Anbetracht der Tatsache, dass dem kommunalen Vermögenshaushalt der Stadt Erfurt im Jahre 2020 nur 185,4 Mio. Euro für Investitionen zur Verfügung stehen, ist der vollständige Glasfaserausbau durch die Stadt allein nicht finanzierbar (vgl. Landeshauptstadt Erfurt 2019b: 53). Es bedarf daher weiteren Zuschüssen von Bund und Land, beispielsweise im Rahmen von Förderinitiativen, um den Ausbau zu bewältigen.

Der Ausbau der Glasfaser-Infrastruktur schafft einen strategischen Standortvorteil und erhöht damit die Wettbewerbsfähigkeit Erfurts

Auch ist denkbar, dass Teilkosten auf die privaten Haushalte durch Ausbaubeiträge übertragen werden oder dass Gewerbetreibende ebenfalls Teilkosten bezahlen, falls diese sich größere Bandbreiten wünschen oder diese benötigen (vgl. Breitbandbüro des Bundes 2017: 33ff.). Für den 5G-Ausbau lassen sich derzeit keine Kosten für Erfurt benennen, da dafür bisher nur vereinzelte Großstädte mit der neuen Mobilfunk-Technologie ausgebaut wurden. Insgesamt werden die Kosten für einen flächendeckenden Ausbau in Deutschland von den Mobilfunk-Anbietenden Telekom, Telefonica und Vodafon auf 60 Mrd. Euro geschätzt (vgl. Delhaes; Scheuer 2018). Ein Ausbau des Stadtgebietes muss zudem bis 2035 in enger Zusammenarbeit mit den genannten Mobilfunk-Anbietenden erfolgen.

Im Bereich der Gesellschaft ist davon auszugehen, dass mit Vorhandensein höheren und flächendeckend verfügbarer Bandbreiten, die Nutzung von datenintensiven Anwendungen und Technologien erhöhen wird (vgl. BMVI 2018b). So wird von Bundesstellen wie dem BMVI davon gesprochen, dass sich die derzeitige digitale Gesellschaft hin zu einer Gigabit-Gesellschaft verändern wird. Laut BMVI stellt die Gigabit-Gesellschaft „eine fortgeschrittene Informationsgesellschaft dar, die vollständig von Informations- und Kommunikationstechnik durchdrungen ist. Menschen, Maschinen, Dinge und Prozesse werden nahtlos miteinander vernetzt werden können“ (BMVI 2017b: 6). Insgesamt wird sich durch den Zugang zu hohen Bandbreiten und der damit einhergehenden Vernetzung von Industrie, Anwendern, Produkten und Dienstleistungen eine gesellschaftliche und wirtschaftliche Transformation abzeichnen (vgl. BMVI 2017b: 7f.). Der Ausbau der Glasfaser-Infrastruktur schafft einen strategischen Standortvorteil und erhöht damit die Wettbewerbsfähigkeit Erfurts. Erfurt kann durch den Ausbau des Glasfaser- und 5G-Netzes einen Anstoß zum Wachstum im Bereich der Wirtschaft darstellen. Auch werden Innovationsfähigkeit und Beschäftigung gefördert (vgl. ebd.: 8).

Stadtbild und gesundheitliche Auswirkungen

Wie bereits vorangegangen erwähnt, wird sich das Stadtbild der Stadt Erfurt verändern, da mehr Sendemasten im Stadtgebiet etabliert werden müssen, um ein flächendeckendes 5G-Netz zu ermöglichen. Diese können z. B. in neuen Lichtmasten integriert werden. In der chinesischen Provinz Shenzhen wurden für rund 7,5 Milliarden US-Doller 240.000 Straßenlaternen durch intelligente LED-Lichtmasten mit verschiedenster Sensorik ausgetauscht (vgl. Tenco 2019). Zieht man einen überschlägigen Kosten-Vergleich von Shenzhen auf das Stadtgebiet Erfurt, so ergeben sich für die Stadt Erfurt Kosten in Höhe von etwa 660.000.000 Euro für die Umrüstung von etwa 21.000 Lichtmasten. Nicht nur die Lichtmasten verändern das Stadtbild. Neues Stadtmobiliar ermöglicht es die öffentlichen Freiräume neu zu erleben und sich diese anzueignen. Auch das Arbeiten im öffentlichen Raum ist dank der vernetzten Stadt möglich. Digitale Lösungen können somit dazu beitragen, dass sich die Menschen mehr draußen aufhalten und verstärkt in soziale Interaktionen treten.

Die auf den ersten Blick rein ökologischen Maßnahmen des urbanen Grüns, vor allem auf Dächern und an Fassaden, ermöglichen es den Menschen Energie in den Gebäuden einzusparen. Die begrünten Flächen haben darüber hinaus positive Folgen auf die Gesundheit der Menschen, da sie die Klimaanpassung befördern. Die energieeinsparenden Maßnahmen an Gebäuden, wie z. B. automatisiert Verdunklungen, wirken sich durch ein angenehmeres Raumklima im Gebäude ebenfalls gesundheitlich positiv aus. 

Das veränderte Stadtbild hat aber auch negative Folgen. So wird von differenzierten Stellen angeführt, dass die höhere Dichte der Sendemasten durch den 5G-Ausbau eine höhere Belastung mit elektromagnetischer Strahlung für den menschlichen Organismen zur Folge hat. Dadurch sollen beispielsweise Krebserkrankungen zunehmen (vgl. Banse 2019). Aus dem Sachstandbericht des Deutschen Bundestages werden Aussagen mehrerer Bundesstellen und Forschungsberichte zusammengefasst, die zu dem Schluss kommen, dass gesundheitliche Risiken durch den 5G-Ausbau nicht auszuschließen sind. Jedoch belegen wissenschaftliche Studien derzeit keinen offensichtlichen Zusammenhang zwischen gesundheitlichen Beeinträchtigungen bzw. Krankheiten und elektromagnetischer Strahlung der Mobilfunknetze. Es besteht jedoch weiterhin ein Forschungsbedarf bezüglich der Langzeitauswirkungen. Damit ist nicht ausgeschlossen, dass für die Stadtgesellschaft Erfurts, nicht doch in der Zukunft ein gesundheitliches Risiko entsteht (vgl. Deutscher Bundestag 2019: 10).

Stromnetz und Energieversorgung – Kosten, Auswirkungen und Voraussetzungen

Für den Ausbau der erneuerbaren Energiequellen, können die Kosten nicht abgeschätzt werden, da genauere Daten bezogen auf Erfurt nicht ausreichend verfügbar sind.

Die Energieerzeugung wird von vielen Faktoren beeinflusst, wodurch nicht absehbar ist, wie viel Geld investiert werden muss, um die angestrebte 100 prozentige Versorgung mit erneuerbaren Energien zu erreichen. Es gilt Potenzialanalysen durchzuführen und somit geeignete Standorte für regenerative Energien ausfindig zu machen. Eine Sensibilisierung der Bevölkerung für regenerative Energien ist auch in den kommenden Jahren verstärkt durchzuführen, sodass die privaten Haushalte und kleinere Unternehmen selbständig Erneuerbare-Energien-Anlagen einsetzen. Unbedingt notwendig sind leistungsfähigere Netze, vor Allem im lokalen Verteilernetzwerk, um Überspannungen zu vermeiden (vgl. VSGS 2013: 19f.). Die heutigen Verteilernetze sind nicht für die Einspeisung von 100 Prozent regenerativen Energien ausgelegt (vgl. BDEW, ZVEI 2012: 31).

Durch das Smart Grid wird eine höhere Versorgungssicherheit für die Bevölkerung gewährleistet.

Der Fokus des Netzausbaus liegt dabei auf der Entwicklung eines Smart Grids, welches auf europäischer Ebene alle städtischen und ländlichen Regionen mit einbindet. Die Kosten für den Aufbau eines Smart Grids für Erfurt lassen sich nicht abzeichnen. Pilotprojekte in Deutschland und im Ausland umfassen bisher nur einzelne Energieverbrauchsbereiche der Städte, ein etabliertes Smart Grid auf gesamtstädtischer Ebene unter Einbezug aller Bereiche ist bisher nicht verwirklicht worden. Für den Aufbau eines deutschlandweiten Smart Grids wurde im Jahr 2012 im Rahmen der Studie des Verbands kommunaler Unternehmen ermittelt, dass die Etablierung eines solchen intelligenten Energienetzes in Deutschland allein auf der Ebene der Verteilernetze ungefähr 7 Mrd. Euro kosten wird (vgl. Kommunal-Verlag GmbH 2012). Diese Investitionskosten in die Weiterentwicklung entstehen zusätzlich zu den laufenden Kosten der Instandhaltung und der Erneuerung bestehender Verteilernetze in Höhe von rund 25 Milliarden Euro bis zum Jahr 2030 (vgl. ebd.). Es wird ersichtlich, dass die Finanzierung des Netzaufbaus Größendimensionen annimmt, die bundesweit mitgedacht werden müssen.

Es benötigt daher strukturierte Finanzierungskonzepte und fest eingeplante Kontingente in den Haushaltsplanungen von Bund und Ländern. Darüber hinaus bedarf es EU-weiter Regelungen, welche die Rahmenbedingungen für den Netzausbau festsetzen, sodass einheitliche Standards erreicht werden können (vgl. ZVEI 2012: 29). Um ein stichhaltiges Finanzierungskonzept aufstellen zu können, ist es sinnvoll den Netzausbau mit anderen Bauvorhaben zu kombinieren.

Wird beispielsweise ein Ausbau von Infrastrukturen, z. B. Straßenbau und Schienenverkehr, durchgeführt, so ist dieses mit dem Ausbau der leitungsgebundenen Infrastruktur kombinierbar. Kosten können gesenkt werden, da keine doppelten Arbeiten durchgeführt werden müssen und die Belastung der Anwohnenden wird verringert (vgl. VSGS 2013: 26). Der bis 2035 eingeführte Smart Market für Strom ermöglicht es, dass erzeugter Strom zu bestimmten Tageszeiten billiger ist, da beispielsweise nachts weniger Strom verbraucht wird. Auch kann der Strom bei Überproduktion billiger werden, damit er vermehrt vom Endkunden abgenommen wird.

Für die Verbrauchenden bringt das neue System also Kostenersparnisse mit, sofern sie ihren Stromverbrauch intelligent anpassen. Durch das Smart Grid wird zudem eine höhere Versorgungssicherheit für die Bevölkerung gewährleistet. Die Nachteile erneuerbarer Energiequellen, dass sie nicht mit konstantem Ertrag produzieren können, werden durch intelligent vernetzte Umverteilungen und Zwischenspeicherungen der Energie ausgeglichen. Speziell im Bereich der Energiespeicher sind in den kommenden Jahren weitere Investitionen in Forschung und Entwicklung zu tätigen, um die Techniken weiter ausreifen zu lassen. Bisher haben Energiespeicher je nach verwendeter Speichertechnologie einen begrenzten Wirkungsgrad, wodurch elektrische Energie verloren gehen kann (vgl. VSGS 2013: 29).

Die Datensicherheit, mit prioritärem Fokus auf Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit, ist ein wichtiger Bestandteil im Smart Grid bzw. auf dem Smart Market (vgl. VSGS 2013: 31). Es muss ein Bewusstsein für die Notwendigkeit der Umstellung in der Gesellschaft geschaffen werden und eine Akzeptanz gegenüber den Neuerungen, vor allem gegenüber den Smart Metern, bei der Bürgerschaft verankert werden (vgl. Konrad, Scheer 2014: 29f.). Der Weg dazu ist ein einfach gehaltener Sprachgebraucht, der den Bürger*innen die Technik verständlich macht und ihnen aufzeigt, welche Vorteile die intelligente Technik für sie bringt (vgl. World Energy Council 2012: 16). Die erhobenen Daten der Smart Meter müssen den Kunden als Eigentümer der Daten vollständig zur Verfügung stehen. Dies wird durch die Schnittstelle im Heimnetz (HAN) z.B. über einen In-House-Display oder ein Web-Interface gewährleistet, sodass die Verbrauchenden ihre persönlichen Verbrauchs- und Einspeisedaten passwortgeschützt abrufen können (vgl. VSGS 2013: 35). Besonders sensibel, auch datenschutzrechtlich, ist die Einführung von automatisierten Verfahren, wie z.B. dem selbst regelnden Kühlschrank. Es besteht die Gefahr eines negativen Gefühls bei den Verbrauchenden, dass sie die Entscheidungshoheit im Haushalt verlieren könnten (vgl. Konrad, Scheer 2014: 30). 

Neben der Sensibilisierung für neue Technik im Allgemeinen sollte es in den kommenden Jahren verstärkt eine Öffentlichkeitsarbeit zum Umgang mit persönlichen Daten und zum Datenschutz geben (vgl. World Energy Council 2012: 16).

Ein Schutz vor Angriffen, speziell Cyber-Terrorismus, muss bedacht werden und es müssen neue Konzepte und Schutzprogramme entwickelt werden, um für eine garantierte Sicherheit der Daten zu sorgen. Vor allem auf Grund der Vernetzung des deutschen Stromnetzes mit anderen europäischen Staaten nimmt die Sicherheit des deutschen Netzes an sich sowie die Kommunikationssicherheit innerhalb des europäischen Netzes eine wesentliche Rolle im Aufbau eines Smart Grids ein (vgl. VDE 2017: 50). „Zum Nachweis der Erfüllung der sicherheitstechnischen Anforderungen nach § 22 Absatz 1 und 2 müssen Smart-Meter-Gateways im Rahmen des Zertifizierungsverfahrens nach den Common Criteria durch das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik zertifiziert werden“ (§ 24 Abs. 1 MsbG).

Im Januar 2020 sind drei Systeme durch das BSI zulässig, die es ermöglichen, „dass selbst bei unterschiedlichen Ausführungen (Einfamilienhaus, Wohnungsgesellschaften, Ein- und Mehrgerätelösung) ein einheitlicher, hoher Sicherheitsstandard gewährleistet ist“ (BSI 2020: 15). Die gesetzten Standards in der Sicherheitstechnik müssen ständig auf ihre Aktualität überprüft werden und entsprechend erweitert und angepasst werden. Wichtiges Element ist dabei auch die Information und Beteiligung der Öffentlichkeit, da die Akzeptanz der Sicherheitsstandards in der Bevölkerung gewährleistet sein muss (vgl. ebd.: 37f.).Insgesamt wird ersichtlich, dass die Bevölkerung stärker informiert und beteiligt werden muss. Eine Sensibilisierung für den Umgang mit intelligenter Technik schließt auch Schulungen zum Thema Datensicherheit und Datenschutz ein. Die Vernetzung von Kraftwerken, Speichern, Steuereinrichtungen, Ortsnetzstationen, großen Verbrauchenden, normalen Haushalten sowie aller „kleinen“ Erzeugenden ist eine Grundvoraussetzung für das Funktionieren des Smart Grids (vgl. VSGS 2013: 10). Der Aufbau des Systems bringt die Problematik neuer Fehlerquellen im System mit sich, diese sind durch eine Verstärkung von Forschung und Entwicklung von Beginn an zu minimieren. Darüber hinaus sind Schutzkonzepte sowohl für die Technik an sich als auch für die kommunizierten Daten weiter zu präzisieren und ständig zu erweitern.

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