Während die Weltgemeinschaft in Rio, Paris oder Glasgow darum ringt, das Ausmaß des Klimawandels zu begrenzen, ist auch klar: Wir müssen uns darauf vorbereiten, dass Gesellschaft und Wirtschaft künftig unter erhöhtem Umwelt- und Klimastress stehen werden. Hitzewellen. Dürre. Hochwasser. Ahrweiler. Klimabedingte Migration. Und mehr.
Es geht darum, die Systeme auf Zukunftsfähigkeit auszurichten. Das Zauberwort der Stunde hierzu heißt Resilienz. Es heißt, Verletzlichkeit zu reduzieren. So hat etwa die Corona-Krise aufgezeigt, wie verletzlich globale Lieferketten sind (zumindest in der heutigen Ausgestaltung). Die Verletzlichkeit zu reduzieren hieße, Sicherheitspuffer einbauen (sprich: Kosten erhöhen), hieße auch: Regionalisierung einiger Supply Chains.
Nun bin ich bei einem Vortrag des Transformationsforschers und Soziologen Harald Welzer auf eine diskussionswürdige These gestoßen. In einem Vortrag am 06. Oktober 2021 über nachhaltige Transformation (auf einer Veranstaltung des Sparkassenverbands Baden-Württemberg) formulierte er Folgendes: “Digitalisierung von Infrastrukturen ist schlicht und ergreifend Erhöhung von Verletzlichkeit. Ganz einfach. Alle feiern das, alle finden das super. Aber wenn kein Strom mehr da ist, funktioniert dann plötzlich überhaupt nichts mehr.“
Harald Welzer formuliert gerne provokativ und überspitzt. Man darf unterstellen, dass er Digitalisierung differenzierter betrachtet – im Vortrag selbst jedoch hat er das nicht getan. Ich will diese These einmal als Ausgangspunkt für eine Analyse nehmen.
Elektrifizierung vs Digitalisierung
Zunächst einmal gilt: Harald Welzer setzt hier Elektrifizierung und Digitalisierung gleich. Das ist so nicht ganz richtig, auch wenn klar ist, dass digitale Technologie Strom als Energiequelle voraussetzt. Aber man kann das nicht in einen Topf werfen.
Die Zweite Industrielle Revolution hat uns etwa ab den 1870er, 1880er Jahren den Aufbau von Infrastrukturen zur Erzeugung und Verteilung von Elektrizität beschert, zudem die Entwicklung zahlreicher Anwendungen, die Elektrizität nutzen. Werner Siemens ließ etwa im Jahr 1866 seine Dynamomaschine patentieren, dies war der Startschuss für den Siegeszug des Elektromotors.
Man muss nicht lange überlegen, um sich vor Augen zu führen, welche Relevanz Elektrogeräte im Betriebsalltag und privaten Alltag heutzutage haben: Beleuchtung, Küchengeräte, Waschmaschine, Trockner, Staubsauger, Haartrockner, Radio, Fernseher undsoweiter. Die Zeiten von Gaslaternen und Holz-betriebenen Küchenherden sind schon lange vorbei.
Was Herr Welzer sicherlich vor Augen hatte, sind Melden wie etwa die des Generalanzeiger zur Flutkatastrophe in Ahrweiler: “Die Lage im besonders stark betroffenen Kreis Ahrweiler ist unübersichtlich. Cora Blechen, Pressesprecherin der Kreisverwaltung, erklärt: „Stromversorgung gibt es zur Zeit keine.“ Vielleicht hatte Harald Welzer auch das dystopischer Szenario eines Black-Outs vor Augen, etwa beschrieben im gleichnamigen Bestseller von Marc Elsberg (vgl. Cyber Attacke auf unsere Steckdose: Über den Bestseller „Black Out“ von Marc Elsberg).
Herrn Welzer dürfte aber auch klar sein, dass wir unsere Infrastruktur im Sinne einer erhöhten Resilienz nicht unabhängig von Strom machen können, sollten. Elektronik durchdringt seit 150 Jahren die gesamte Infrastruktur unserer Zivilisation, es wäre unsinnig, das zurückdrehen zu wollen oder durchgängig stromunabhängige Back-Up-Systeme aufzubauen. Wer einmal in einem Schwellenland wie Indien gelebt hat (wie ich), der ist hingegen mit Batteriepuffern für eine Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) vertraut, zumal mit Diesel-betriebenen Notstromaggregaten. Diese findet man übrigens auch hier in Deutschland bei kritischer Infrastruktur, etwa bei Krankenhäusern.
Die Resilienz-Strategie lautet also: Back-Up Systeme für die Stromversorgung, und hier spielt auch die Energiewende basierend auf dem Prinzip der dezentralen Energieversorgung eine entscheidende Rolle. Haushalte mit Solardächern (und ggf. Stromspeicherkapazität, ggf. in Zukunft sogar Elektrolyseuren zur Wasserstoffproduktion) machen resilient gegen Stromausfälle vom Typ „Ahrweiler“. Eine weiteres Back-Up-System könnte aus Notstromaggregaten auf Basis von E-Fuels bestehen. Und in Indien gab’s immer noch Kerzen irgendwo, wenn sich ein Haushalt kein Notstromaggregat leisten konnte oder wollte.
Abschließend sei noch der Hinweis erlaubt, dass die Elektroauto-Revolution für mich nicht unter Digitalisierung fällt. Zwar wird etwa der Ladeprozess von Batterien digital gesteuert, und Software in Steuergeräten sorgen für das Motormanagement. Aber die Kerntechnologien des Elektroautos sind der Elektromotor und die Batterietechnologie (Lithium-Ionen, Eisenphospat, Feststoffbatterie). Wer die Elektrifizierung unsere PKW-Flotte als Erhöhung der Verletzlichkeit sieht, kann das nicht unter Digitalisierung verbuchen. Als „Digitale Projekte“ der Automobilindustrie im eigentlichen Sinne sehe ich dagegen das Autonome Fahren. Diese Technologie hat aber bekanntlich noch nicht die erforderliche Marktreife, voraussichtlich erst nach 2030.
Wenn man übrigens Dezentrale Energieversorgung als Resilienz-Strategie betrachtet (und ich würde das so sehen), dann leistet hier Digitalisierung im Übrigen einen entscheidenden Beitrag. Das Management unseres (europäischen) Stromnetzes ist aufgrund der wachsenden Anzahl von dezentralen Energielieferanten einerseits und schwankender Stromeinspeisungen von Erneuerbaren komplexer geworden; hier ist leistungsfähige, digitale Steuerung gefragt. Dazu erklärte jüngst der Eon-Chef Leonhard Birnbaum in einem Interview: “Wir müssen unsere Netze verstärken, modernisieren, aber vor allem auch massiv digitalisieren, damit wir sie auch künftig noch steuern können.“ Aber nicht nur die etablierten Player der Energieversorgungsindustrie leisten einen Beitrag: Das Start-Up Envelio hat die Intelligent Grid Platform entwickelt. Mit diesem Software-Assistenzsystem für Netzbetreiber können zukunftsfähige und flexible Netze in einem digitalisierten Prozess effizient geplant und betrieben werden. Und das Jungunternehmen Enyway hat den ersten Online-Marktplatz geschaffen, um lokale / regionale Stromerzeuger mit Stromverbrauchern zusammenzubringen. Kurz: Die Energiewende sowie dezentrale, resiliente Energieversorgung sind ohne Digitalisierung nicht denkbar.
Verletzlichkeit in einer digital vernetzten Welt: Cyber Kriminalität
Nun ist es ein no-brainer, dass die Verletzlichkeit gegenüber Cyber Kriminalität in einer immer stärker vernetzten Welt (IoT, IIoT, Internet) zunimmt. Der Zuwachs der Fallzahlen ist alarmierend, Lösegeldforderungen bei Ransomware Attacken vervielfachen sich. Die Attacke auf Kaseya hat dazu geführt, dass die Supermarktkette Coop in Schweden über 800 Filialen schließen musste und damit die Grundversorgung über dieses Unternehmen unterbrochen war (da Coop keine Monopolstellung hat, konnte die Nachfrage über andere Supermärkte bedient werden). Hier im Überblick eine Kleine Chronik der Cyber Attacken
Cyber Resilienz ist unbestritten eine der zentralen Herausforderungen für die Digitale Ära. Das ist keine triviale Aufgabe. Sichere Softwareentwicklung, das Design cyberresilienter Hardware sind zeitaufwändiger und teurer; der IT Fachkräftemangel bildet einen limitierenden Faktor, ebenso die Zahlungsbereitschaft von Nutzer Digitaler Technologie. Es geht um Awareness Training, um eine Risikokultur in Unternehmen und Vieles mehr.
Die höhere Verletzlichkeit unserer zunehmend vernetzten Infrastruktur im Hinblick auf Cyber Kriminalität steht also außer Frage. Aber es gilt auch, dass wir dabei nicht über eine Verletzlichkeit sprechen, die auch nur im Entferntesten aus dem erhöhten Umwelt- und Klimastress resultiert. So dringend das Thema Cyber Resilienz auch ist, diese erhöhte Verletzlichkeit kann als Argument für die These von Harald Welzer nicht geltend gemacht werden.
Resilienz durch Digitalisierung: Covid-19 Impfstoffentwicklung und mehr
Lassen Sie uns einen Blick auf jene Aspekte werfen, wo Digitale Technologie die Verletzlichkeit mindert. In der Hinsicht hat übrigens historisch betrachtet Elektrifizierung die Resilienz merklich erhöht. Allein die der elektrischen Beleuchtung ist immens: Bis zur Elektrifizierung wurden viele Städte im Mittelalter von verheerenden Feuersbrünsten heimgesucht, man spricht deshalb auch von der Zeit der großen Stadtbrände (z.B. Berlin / 1380, London / 1666, Hamburg / 1842). So brannte Regensburg im 12ten Jahrhundert zwei Mal fast vollständig, Lübeck gleich mehrfach ab. Bisweilen war es nur eine umgekippte Petroleumlampe, die einen Stadtbrand auslöst.
Apropos Feuer: Ein Start-up aus München will den Kampf gegen das Feuersbrünste erleichtern, wie wir sie in den vergangenen Jahren in Spanien, Kalifornien oder Russland erlebt haben: Orora Tech hat ein Frühwarnsystem entwickelt, das Daten von Wettersatelliten mithilfe Künstlicher Intelligenz analysiert. Ziel: Prävention und Überwachung von Waldbränden.
Gerade das Monitoring und Prognosemächtigkeit von Digitaler Technologie (Stichworte: Big Data, Data Science, KI) schafft Resilienz, da es ein tieferes Verständnis der Veränderungen um uns herum schafft und die Grundlage für Frühwarnsysteme. Das betrifft etwa Wetter-, Klimamodelle. Vergleiche dazu auch folgenden Blogbeitrag: Big Data in der Ökoklimatologie: Interview mit Prof. Dr. Christian Zang
Ein weiteres (leider noch) hochaktuelles Thema: Covid-19. Es besteht Einigkeit darin, dass digitale Technologie (im Zusammenspiel mit globaler Kooperation) ermöglicht hat, das Corona-Virus in nie dagewesener Geschwindigkeit (ausreichend) zu verstehen und hierfür einen Impfstoff zu entwickeln. Vergleiche auch: Wie Digitalisierung die Antwort auf das Coronavirus verbessert
Auf die Bedeutung von Digitalisierung bei der Energiewende hin zu einer dezentralen Versorgung habe ich bereits eingangs hingewiesen.
Für eine systematischere (und damit deutlich umfangreichere) Analyse müsste man die möglichen Risikoszenarien durchspielen (im Produktbereich heißt das FMEA – Fehlermöglichkeits- und -einflussanalyse); da das den Umfang eines Blogbeitrages sprengen würde, gebe ich nur ein Beispiel: Auf Basis der Prognosen von Klimaforschern müssen wir leider davon ausgehen, dass Städte künftig deutlich häufiger von Hitzewellen betroffen sein werden. Insbesondere für Senioren erhöht dies das Risiko von Dehydration, Kollaps – im Extremfall: Hitzetot. Gerade hier können Temperatursensoren, Sensorik zur Dehydration oder Sturz über digitales Monitoring (IoT) Grundlage für ein Frühwarnsystem sein, das rechtzeitiges Handeln von Angehörigen oder Einsätze von Rettungskräften veranlasst.
Risiko Digitalisierung: Convenience, Kompetenzverlust und Ausfallrisiken
In der Nacht auf den 5. Oktober 2021 fielen weltweit stundenlang die Server des Facebook-Konzerns aus. Ich lehne mich sicherlich nicht allzu weit aus dem Fenster, wenn ich sage, da ist keine systemrelevant Infrastruktur zeitweise ausgefallen. Und noch eine andere Meldung: Am 10. März 2021 kam es zu einem Brand in einem der vier Rechenzentren von OVHcloud in Straßburg. Es drängt sich die Frage auf: Wie ausfallsicher ist eigentlich diese vernetzte Infrastruktur?
Das Internet selbst ist von der Struktur her resilient angelegt, wenn auch bestimmte Knotenpunkte (wie Frankfurt) eine hohe Systemrelevanz haben; folglich greifen hier auch zahlreiche Schutzmechanismen.
Nach dem Brand im Rechenzentrum von OHVcloud kam es zu unwiederbringlichen Datenverlusten. Allerdings – und das ist entscheidend – nur für Kunden des Rechenzentrums, die keinen Backup-Service gebucht oder selbst Backups erstellt haben. Denn typischerweise sind Rechenzentren auf Redundanz ausgelegt; und Standorte von Rechenzentren selbst werden sehr sorgfältig ausgewählt (aus Sicherheitsgründen betreiben Cloud-Anbieter Rechenzentren auch an geheimen Standorten). Es lohnt ein Blick auf die Webseite von Amazon Web Services (AWS), der als Marktführer hier unbestritten den Benchmark setzt:
“Bevor wir uns für einen Standort entscheiden, führt AWS eine erste Bewertung der Umgebung und der geografischen Lage durch. Die Rechenzentrumsstandorte werden sorgfältig ausgewählt, um Umweltrisiken wie Überschwemmungen, extreme Wetterbedingungen und seismische Aktivitäten so gering wie möglich zu halten. Unsere Availability Zones sind so gebaut, dass sie unabhängig und räumlich voneinander getrennt sind. (…) Rechenzentren sind darauf ausgelegt, Funktionsausfälle zu antizipieren und zu tolerieren und dabei Servicelevel aufrecht zu erhalten. Für das Eintreten eines Funktionsausfalls wird der Datenverkehr von dem vom Ausfall betroffenen Bereich auf einen anderen umgeleitet. Für wichtige Anwendungen gilt ein N+1-Standard. Kommt es in einem Rechenzentrum zu einem Funktionsausfall, stehen genügend Kapazitäten zur Verfügung, damit der Datenverkehr auf die verbleibenden Standorte aufgeteilt werden kann.“
Im Übrigen gilt: Während früher das Internet per Kupferkabel ins Haus kam, ist diese Einbahnstraße längst Geschichte. Zwar ist allseits bekannt, dass Deutschland beim Glasfaserausbau hinterher hinkt, aber dennoch gilt, dass etwa die Internet-Infrastruktur die kabelgebundene Ära hinter sich gelassen hat, Stichworte sind 3G, 4G, 5G. Das Starlink-Projekt von Elon Musk versorgt zudem einige Teile Deutschlands bereits mit dem Internet per Satellit. Insgesamt ist geplant, etwa 42.000 Satelliten in eine niedrige Umlaufbahn zu katapultieren. Vergleiche dazu auch den Blogbeitrag: Top 6 visionäre Tech-Projekte der Digitalindustrie
Zu guter Letzt darf man sich noch die allbekannte Frage stellen: Verlernen Nutzer Digitaler Angebote nicht wichtige Kompetenzen? Können wir uns ohne Google Maps noch orientieren? Kann ein Pilot überhaupt noch ein Flugzeug steuern, wenn einmal der Autopilot ausfällt? – Zu letztere Frage: Natürlich, in besonders kritischen Flugsituationen übernimmt nämlich der Pilot auch die Steuerung des Flugzeugs.
Es entspricht dem eingeübten Reflex von Kulturpessimisten, mit Digitalisierung den Niedergang von Kultur und Kompetenzen zu verbinden. Zwar gilt, dass jede Technologie ein Mißbrauchspotential in sich birgt, aber daraus kann man mitnichten ableiten, dass Digitalisierung zwingend zu einer Entmündigung des Menschen führt. Im Hinblick auf Resilienz gilt doch vielmehr, dass Informationen in nie dagewesenem Umfang zur Verfügung stehen und Menschen für den Aufbau eines resilienten Lebensumfelds zur Verfügung stehen, oder für die Teilnahme am öffentlichen Diskurs über die Gestaltung unserer urbanen Lebensräume.
Nachtrag: Gestern beim Abendessen habe ich das Thema mit meiner Frau diskutiert. Sie hat den interessanten Punkt aufgebracht, dass die „alten“ Festnetzleitungen noch ohne Strom funktionierten bzw. funktionieren. Warum eigentlich? Mittels Akku können die Vermittlungsstellen für Telefonanschlüsse noch für mehrere Stunden Strom liefern. Telefonanschlüsse, die über das Internet laufen (VoIP) benötigen etwa keine Vermittlungsstelle mehr, dort greift die Notstromversorgung also nicht. Aber es gilt, dass diese Notstromversorgung nur für „mehrere Stunden“ aufrecht erhalten wird, genaue Zeitangaben stellen Anbieter nicht bereit.
Wer zur Hochwasserkatastrophe im Juli 2021 recherchiert, der stolpert immer wieder mal auf den Hinweis „kein Telefonnetz“. Na bitte, könnte manch eine*r daraus schlussfolgern, da haben wir’s doch! Funktioniert nicht. – Stop, Stop, lassen Sie uns das mal systematisch betrachten, bevor wir die gesamte Telekommunikationsinfrastruktur auf das alte, schnurlose Telefon zurückdrehen. Erstens, vergleiche den Hinweis auf die begrenzte Leistungsdauer von Notstromakkus in Vermittlungsstellen. Zweitens, was hilft das in Szenarien, wo eine Vermittlungsstelle betroffen sind oder Telefonleitungen weggespült / durchtrennt wurden? Resilienz erreicht man durch Sicherheitspuffer oder Back-Up-Infrastruktur. Für den Fall des Telefons kann das bedeuten, dass die allgegenwärtigen Satelliten als Back-Up-System aktiviert – auch hier nochmals der Hinweis auf das Projekt Starlink. Und tatsächlich hat SpaceX-Gründer Elon Musk nach der Flutkatastrophe im Ahrtal geholfen, vom All aus die Kommunikationsprobleme zu lindern. Übrigens auch (und dies ist ein Nachtrag) die kriegsbedingten Kommunikationsprobleme in der Ukraine nach dem Einmarsch der russischen Armee am 24.02.2022.
Fazit
Das Fazit kann man sehr kurz halten. Wir sind gestartet mit der Frage, inwieweit die Aussage (oder eher: Hypothese) von Harald Welzer Gültigkeit hat: “Digitalisierung von Infrastrukturen ist schlicht und ergreifend Erhöhung von Verletzlichkeit.
Die Antwort ist für mich eindeutig: Nein. Das gilt nicht. Eher noch ist richtig, dass Digitalisierung die Resilienz erhöht.
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