27.10.2016 50Hertz und die digitale Transformation

Energiewende erfordert digitalen Wandel

Von: Rolf Walter

Einer der insgesamt vier deutschen Übertragungsnetzbetreiber, die 50Hertz Transmission GmbH, durchläuft derzeit digitale Transformationsprozesse. Im Mittelpunkt stehen dabei der Bau eines neuen Standorts und Rechenzentrums sowie die Umsetzung eines Sicherheitskonzepts für die IT- und Telekommunikationsinfrastruktur.

Energiewende bei 50Hertz

Der Übertragungsnetzbetreiber 50Hertz Transmission GmbH treibt parallel zur Energiewende seine digitalen Transformationsprozesse voran.

Die 50Hertz Transmission GmbH (50Hertz) mit Sitz in Berlin betreibt das Höchstspannungsnetz im Norden (im Raum Hamburg) und Osten Deutschlands mit einer Gesamtlänge von knapp 10.000 Kilometern Leitungen. Damit versorgt das Unternehmen rund 30 Prozent der Fläche Deutschlands und rund 18 Millionen Menschen mit Strom. Als Übertragungsnetzbetreiber ist man für die Sicherheit des elektrischen Gesamtsystems im eigenen Netzgebiet verantwortlich sowie für einen diskriminierungsfreien Netzzugang. Das Unternehmen schafft damit die Voraussetzungen für einen funktionierenden Energiemarkt.

Die Energiewende stellt für 50Hertz eine der größten Herausforderungen dar. Denn in der Regelzone des Übertragungsnetzbetreibers wird überproportional viel Strom aus erneuerbaren Energien erzeugt – rund 49 Prozent des im Netzgebiet verbrauchten Stroms stammte im Jahr 2015 schon aus erneuerbaren Quellen – rund 40 Prozent der im Netzgebiet installierten Leistung resultiert aus Windenergie. Viele Windräder befinden sich in ländlichen Gebieten Nord- und Ostdeutschlands. Der Überschuss wird in die Verbrauchszentren in Süd- und Westdeutschland transportiert, wo entsprechender Bedarf besteht. Den Strom aus den entlegeneren Gegenden in die Industriezentren zu transportieren, diese Aufgabe übernimmt das Übertragungsnetz – und das ist digital gesteuert.

Neubau des Rechenzentrums

Nicht nur weil die bisher auf verschiedene Standorte verteilte Unternehmenszentrale aus allen Nähten zu platzen drohte, sondern auch weil die dezentrale, erneuerbare Energieversorgung sowie die fortscheitende digitale Transformation ein deutlich erhöhtes Datenaufkommen mit sich bringen, baut der Übertragungsnetzbetreiber im Europaviertel in Berlin derzeit einen neuen Standort auf. Damit steht der Großteil der rund 900 Mitarbeiter im Jahr 2016 vor einem Umzug, auch die IT-Infrastruktur wird grundlegend auf den neuesten Stand gebracht.

Der Neubau des Standorts und des Rechenzentrums ist ein geschäftskritischer Meilenstein, der aktuelles Know-how gleich auf mehreren ITK-Fachgebieten erfordert. Deshalb setzt der Übertragungsnetzbetreiber seit Beginn des Projekts auf die Unterstützung durch externe Experten: Der Dienstleister TÜV Rheinland verfügt über jahrelange Expertise in der Planung und Errichtung von Rechenzentren und bietet zudem die fachliche Lösungskompetenz, die im Zusammenhang mit der digitalen Transformation bei 50Hertz erforderlich ist: Know-how im Bereich IT, Cyber-Sicherheit und Telekommunikation. TÜV Rheinland hat außerdem die Gesamtkoordination des Projekts inne. Daneben begleiten und unterstützen die Experten den Übertragungsnetzbetreiber sowohl in seiner ITK-Strategie und -Konzeption als auch in der Umsetzung von ITK-Teilprojekten: Unter anderem sorgen sie dafür, dass alle wesentlichen Aspekte der IT-Sicherheit bereits in den Grundstrukturen der neuen ITK-Architektur als integraler Bestandteil verankert werden. Darüber hinaus ist der externe Partner für die Qualitätssicherung während der Bauphasen verantwortlich und begleitet das Bauvorhaben.

Ausfall- und Betriebssicherheit

Generell handelt es sich um ein anspruchsvolles Projekt, denn die Energiewirtschaft gehört zu den Branchen, die der digitale Wandel in den vergangenen Jahren vor besondere Herausforderungen gestellt hat und die deshalb besonders anfällig sind gegenüber den Risiken der digitalen Transformation. Auch 50Hertz setzt auf ein „intelligentes Stromnetz“, mit dem sich die Verteilung der Energieströme optimal steuern lässt. „Alles, was früher mechanisch im Umspannwerk geschaltet wurde, ist heute reine IT-Technik und die wird aus der Ferne gesteuert. Damit ergeben sich allerdings neue Angriffsszenarien und potentielle Einfallstore für Angreifer, denen man begegnen muss“, erklärt Dominik Spannheimer, CIO von 50Hertz. Der 46jährige verantwortet neben dem Neubau des Rechenzentrums alle IT-Aktivitäten der Organisation, einschließlich der Nachrichtentechnik sowie der Echtzeitsysteme.

Die IT-Schaltzentralen bei 50Hertz müssen nicht nur performant, sondern gegenüber Cyber-Angriffen ebenso resilient sein wie gegenüber physikalischen Störungen jeglicher Art. Zudem ist der Betreiber „Kritischer Infrastrukturen“ gesetzlich verpflichtet, Echtzeitsysteme wie Netzleitsystem und die Steuerung der Umspannwerke mit einer nahezu 100-prozentigen Ausfallsicherheit zu betreiben. „Physikalische Sicherheit und Verfügbarkeit der IT sind für Übertragungsnetzbetreiber heute existentiell, denn die IT-gestützten Geschäftsprozesse müssen als Realtime-Anwendung laufen“, so Spannheimer. „Die große Kunst im Rahmen der Energiewende ist, analoge Stromnetze digital zu steuern. Dabei sind die Härtung der Systeme gegenüber dem Internet als auch die Vorbereitung für den Einsatz intelligenter Stromzähler (Smart Meter) und der Ausbau der intelligenten Netzsteuerung (Smart Grids) enorm wichtig“, so der CIO. Denn eine Unterbrechung der Prozesse – sei es durch einen Cyber-Angriffe oder physikalische Sabotage-Akte – hätte angesichts des hohen Vernetzungsgrades von 50Hertz im Inland und mit dem europäischen Ausland gravierende Auswirkungen.

Prüfstandard als Basis zur Zertifizierung

Der Neubau und die Absicherung der insgesamt drei Rechenzentren stehen bei 50Hertz somit im Mittelpunkt des Standortwechsels. Über die Data Center mit einer Kapazität von einigen hundert Terrabyte werden alle digitalen Prozesse gesteuert. TÜV Rheinland überwacht die einzelnen Bauabschnitte und sichert die Qualität der Bauphasen bis hin zum Abnahmeprozess und zur Zertifizierung. Vor und während der Bauphase kann ein externer Projektsteuerer, der über die nötigen Kenntnisse in IT und Projektmanagement verfügt, eine wertvolle Hilfe sein, die Geld spart –  nicht nur in Planung und Bau, sondern auch in der Anpassung des Data Centers an wachsende Produktionskapazitäten.

Darüber hinaus unterstützt der IT-Dienstleister das Energieunternehmen dabei, den hohen Anspruch an Verfügbarkeit für das Rechenzentrum zu erreichen. Für betriebs- und ausfallsichere Rechenzentren hat der Anbieter einen eigenen Standard entwickelt, der die gewachsenen Anforderungen an Data Center berücksichtigt. Die Prüfanforderungen sind niederlegt im „Kriterienkatalog zum Audit von Serverräumen und Rechenzentren“. Er enthält mehrere hundert Kriterien, anhand derer Technik und Prozesse von Rechenzentren bewertet werden können. Außerdem unterzieht man die Rechenzentrumsinfrastruktur einem Belastungstest: Übernehmen die Reservesysteme im Ernstfall? Diese Tests sind insbesondere bei großen Rechenzentrumsneubauten zunehmend von Bedeutung.

Der Kriterienkatalog nützt nicht nur Unternehmen, die eigene Rechenzentren betreiben, sondern ist auch für Banken und Versicherungen eine Orientierungshilfe, die diese Unternehmen etwa im Rahmen einer Kreditvergabe bewerten müssen. Der Katalog basiert auf internationalen Branchennormen wie der DIN EN ISO 50600, Uptime und TIA 942. Zudem hat der Dienstleister auch eigene Best-Practice-Erfahrungen eingebracht. Auf dieser Basis begleiten die Spezialisten vom Team „Data Center Services“ auch 50Hertz durch den Implementierungsprozess bis zur Zertifizierungsreife.

Zur Steuerung und Überwachung des Übertragungsnetzes nutzt 50Hertz ein eigenes Kommunikationsnetz, das von entscheidender Bedeutung für das Kerngeschäft des Übertragungsnetzbetreibers ist. Dieses Netz muss aufgrund von Messungen und weiteren essentiellen und hoch verfügbaren Funktionen besondere Anforderungen an die Zuverlässigkeit und Redundanz erfüllen. Die Herausforderung besteht darin, die vorhandene Hardware der TK-Infrastruktur im Zusammenspiel mit den Prozessnetzen zu modernisieren sowie die Schnittstellen zum Sicherheitsnetz, wie etwa der Haustechnik zur Überwachung, entsprechend abzusichern. Außerdem sind wichtige bisher extern erbrachte Leistungen wie etwa Telefoniedienste in den Gesamtprozess der 50Hertz zu integrieren – alles ohne den laufenden reibungslosen Wirkbetrieb zu stören. Der externe Dienstleister steuert hier das Programm- und Projektmanagement (Gesamtkoordination) und stellt in diesem Zusammenhang auch das Projektmanagementoffice (PMO).

Bildquelle: Thinkstock/iStock

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