Komplexe Systeme bilden das Rückgrat moderner Industriegesellschaften. Dazu gehören etwa kritische Infrastrukturen wie Energie-, Kommunikations-, Logistik- und Produktions- sowie Frühwarnsysteme. Das Funktionieren derartiger Systeme hängt vom Zusammenspiel verschiedener Elemente unterschiedlicher Art ab und ist entsprechend potenziell störungsanfällig und ressourcenintensiv. Die zahlreichen Wechselwirkungen und Rückkopplungen machen es schwer, das Systemverhalten vorherzusagen und schon kleine Störungen können zu weitreichenden Veränderungen und im Extremfall zum Zusammenbruch führen. Durch die fortschreitende Digitalisierung haben der Vernetzungsgrad, die Komplexität und damit auch das Ausfallrisiko kritischer Infrastrukturen in den letzten Jahren zugenommen und dürften in Zukunft noch weiter zunehmen. Ziel der Untersuchung war es, die Ausfallrisiken und Ressourcenbedarfe komplexer technischer Systeme am Beispiel kritischer Infrastrukturen zu beleuchten. Dabei sollten Systeme und Teilsysteme identifiziert werden, die einen Komplexitätsgrad erreicht haben, bei dem im Falle einer Störung oder eines Ausfalls von einer Gefährdungslage für die Gesellschaft ausgegangen werden kann und für die eine vertiefte Untersuchung im Rahmen eines TA-Projekts geeignet erscheint.

Schlussfolgerungen und mögliche Vertiefungsthemen

Alle kritischen Infrastruktursysteme weisen einen hohen Grad an Systemkomplexität auf und sind qua Definition grundlegend für die Funktionsfähigkeit unserer Gesellschaft. Das Energiesystem ist dennoch in beiderlei Hinsicht besonders hervorzuheben: Zum einen führen die Umstellung auf erneuerbare Energien, die Elektrifizierung von Verkehr, Industrie und Gebäuden (Sektorkopplung) sowie die zunehmende Digitalisierung zu einer enorm steigenden Komplexität dieses kritischen Infrastruktursystems. Zum anderen ist eine funktionierende Energieversorgung für alle anderen kritischen Infrastrukturen unerlässlich. Für das Energiesystem werden deshalb die mit der Komplexitätszunahme verbundenen Ausfallrisiken als besonders hoch eingeschätzt, weshalb vorgeschlagen wird, das Energiesystem unter Komplexitätsgesichtspunkten näher zu untersuchen. Dazu werden Themen aufgezeigt, die sich für eine Vertiefung anbieten. Dies sind die Analyse systemischer Risiken durch Sonnenstürme, der Einsatz künstlicher Intelligenz, die Rohstoff- und Lieferantenabhängigkeiten, die sich aus einem komplexer werdenden Energiesystem ergeben können, sowie die Sicherstellung der Funktionsfähigkeit kritischer Energieinfrastrukturen unter sich ändernden klimatischen Bedingungen.