AB 2: Vulnerabilität und Resilienz kritischer Infrastrukturen

Während Vulnerabilität im Projekt als analytische Kategorie zur Bewertung von möglichen Energiesystemen verwendet wird, dient Resilienz als Leitkonzept für ihre Gestaltung. Forschungsfragen diesbezüglich sind:

  • Wie wirkt sich das Verhältnis von Zentralität und Dezentralität auf Vulnerabilität und Resilienz von Energiesystemen aus? Wie lassen sich dezentrale und zentrale Strukturen sinnvoll kombinieren?
  • Wann ist eine Verknüpfung zweier Infrastrukturen vulnerabilitätssteigernd und wann resilienzerhöhend? Welche Gestaltungsmöglichkeiten gibt es dabei?

Vulnerabilität und Resilienz

Mit dem Fortschreiten der Energiewende rückt zunehmend die Frage nach der Sicherheit in den Fokus, mit der die Energiesysteme die von ihnen erwarteten Dienstleistungen tatsächlich lückenlos und mit der erwarteten Qualität erbringen können. Für eine Übergangszeit muss von einer Zunahme von Instabilitäten und Störereignissen ausgegangen werden, für die es wenig Erfahrungswerte gibt. Diesbezüglich gilt es Transformationsoptionen prospektiv zu bewerten. Dabei muss eine solche dem Vorsorgeprinzip verpflichtete prospektive Betrachtung ggfs. mit einer geringeren Evidenz der jeweiligen Aussagen erkauft werden.

Von Bedeutung ist in diesem Zusammenhang einerseits das Konzept der Vulnerabilität kritischer Infrastrukturen, das neben der technischen auch die sozio-ökonomische Dimension berücksichtigt [Birkmann et al 2010]. Aus dem durch die größeren Terroranschläge in den USA und Europa bedingten Diskurs über die Sicherheit kritischer Infrastrukturen ist eine Vielzahl von Konzepten und Methoden hervorgegangen [Yusta et al 2011]. Aus diesen soll eine Methodik entwickelt werden, die es erlaubt Vulnerabilität prospektiv abzuschätzen.

Andererseits durchlebt der Begriff Resilienz derzeit eine hohe Dynamik im Diskurs über Global Change, Klimawandel, Klimaanpassung und Nachhaltigkeit (vgl. [Folke et al 2004], [Walker et al 2004]). Als resilient werden hier Systeme verstanden, die auch beim Auftreten innerer und äußerer Ausfälle und Störungen ihre Systemdienstleistungen aufrecht erhalten [Brand 2005, Gleich et al. 2010]. Das Leitkonzept „Resiliente Systeme“ bezeichnet dementsprechend die Orientierung auf die Vermeidung größerer Systemzusammenbrüche bei der Gestaltung von sozio-technischen Systemen [Gleich et al 2010]. Damit ergänzt es das breit akzeptierte Nachhaltigkeitsziel vor allem mit Blick auf die Risikodimension im Sinne der Umsetzung des Vorsorgeprinzips. Ein weiteres Ziel ist es daher, das Leitkonzept „Resiliente Systeme“ als angemessene Form des Umgangs mit nicht-auflösbarer Unsicherheit weiterzuentwickeln und zu Gestaltungsleitbildern für „resiliente Energiesysteme“ zu konkretisieren.

Stand der Wissenschaft und Technik

Der Begriff der Vulnerabilität hat wesentliche Wurzeln in der Katastrophenforschung (vgl. [O ́Keefe et al 1976]). Er ist im Diskurs über Global Change und Klimaanpassung, wo der Risikobegriff wegen der inhärenten Unsicherheiten nicht so ohne weiteres operationalisierbar ist, auf eine breite theoretische Grundlage gestellt worden (vgl. [Turner et al 2003], [Adger 2006]). Der State-of-the-Art hinsichtlich der Analyse von Vulnerabilität wurde am Beispiel der Elektrizitätsversorgung von [Birkmann et al 2011] dargestellt. In [Gleich et al 2010] wurde mit der Unterscheidung zwischen ereignisbezogener und struktureller Vulnerabilitätsanalyse eine konzeptionelle Erweiterung vorgenommen. Dabei bietet die strukturelle Vulnerabilitätsanalyse die Möglichkeit, Schwachstellen der untersuchten Systeme unabhängig von bestimmten Störereignissen zu ermitteln. Die beiden Konzepte sind im Zusammenhang mit den Folgen des Klimawandels für ein regionales Energiesystem gegenübergestellt worden ([Gößling-Reisemann et al 2013], [Wachsmuth et al 2012]). Bisher weniger betracht wurden die Konsequenzen von weitreichenden sozio-ökonomsichen Systeminnovationen in Energiesystemen auf deren Vulnerabilität.

Der Resilienzbegriff hat eine seiner wichtigsten Wurzeln in der Ökosystemforschung [Holling 1973], wo er als analytische Kategorie verwendet wird. Seit Ende der 1990er Jahre gewann er zunehmende Bedeutung als Konzept für den theoretischen und praktischen Umgang mit komplexen verschränkten Mensch-Natursystemen bzw. sozial-ökologischen Systemen (vgl. z. B. [Folke et al 2004], [Walker et al 2004]). In [Gleich et al 2010] wurde dann die Notwendigkeit zur Abgrenzung eines normativen Leitkonzepts „Resiliente Systeme“ erkannt und erste Schritte hinsichtlich dessen Spezifizierung getan.

Referenzen

  • Adger, W. N. (2006): Vulnerability. Global Environmental Change 16 (3):268-281
  • Birkmann, C.; Bach, C.; Guhl, S.; Witting, M.; Welle, T.; Schmude, M. (2010): State of the Art der Forschung zur Verwundbarkeit Kritischer Infrastrukturen am Beispiel Strom/Stromausfall. Forschungsforum Öffentliche Sicherheit. Schriftenreihe Sicherheit Nr. 2.
  • Folke, C., Carpenter; S. R.; Walker, B. H.; Scheffer; M. ;Elmqvist, T.; Gunderson, L. H.; Holling, C. S. (2004): Regime shifts, resilience, and biodiversity in ecosystem management. Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics 35, S. 557-581.
  • Gleich, A. von; Gößling-Reisemann, S.; Stührmann, S.; Woizescke, P. (2010a): Resilienz als Leitkonzept – Vulnerabilität als analytische Kategorie. In: Fichter, K.; Gleich, A. von; Pfriem, R.; Siebenhüner, B. (Hg.) (2010): Theoretische Grundlagen für erfolgreiche Klimaanpassungsstrategien. nordwest2050-Berichte 1, Bremen/Oldenburg
  • Gößling-Reisemann S., von Gleich A., Stührmann S., Wachsmuth J., Climate change and structural vulnerability of a metropolitan energy supply system – the case of Bremen-Oldenburg in Northwest Germany. To appear in J Ind Ecol.
  • Holling, C.S. (1973): Resilience and stability of ecological systems. In: Annual Review in Ecology and Systematics 4, S. 1-23.
  • Lovins, A.B.; Lovins L.H. (1982): Brittle power: Energy strategy for national security. Brick house Publishing Company, Andover.
  • O ́Keefe, P.; Westgate, K.; Wisner, B. (1976): Taking the naturalness out of natural disasters. Nature 260.
  • Turner, B. L., II; Kasperson, R. E.; Matson, P. A.; McCarthy, J. J.; Corell, R. W.; Christensen, L.; Eckley, N.; Kasperson, J. X.; Luers, A.; Martello, M. L.; Polsky, C.; Pulsipher, A.; Schiller, A. (2003): A Framework for Vulnerability Analysis in Sustainability Science. In Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 100(14): 8074-8079.
  • Wachsmuth, J.; Gleich, A. von; Gößling-Reisemann, S.; Lutz-Kunisch, B.; Stührmann, S.: Sektorale Vulnerabilität: Energiewirtschaft. In: Schuchardt, B.; Wittig, S. (Hrsg.): Vulnerabilität der Metropolregion Bremen-Oldenburg gegenüber dem Klimawandel (Synthesebericht). nordwest2050-Berichte Heft 2, Projektkonsortium ‚nordwest2050’. S. 95-112. Bremen/Oldenburg 2012.
  • Walker, B.; Holling, C.S.; Carpenter, S.R.; Kinzig, A. (2004): Resilience, Adaptability and Transformability. In: Ecology and Society 9(2), Art. 5.
  • Yusta, J. M.; Correa G. J.; Lacal-Arántegui R. (2011): Methodologies and applications for critical infrastructure protection: State-of-the-art. Energy Policy 39 (2011) 6100–6119.