Cyberangriffe bedrohen die Zukunft der Solarenergie IT-Sicherheit als Schlüssel zur Energiesicherheit

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Die rasante Expansion der Solarenergie macht sie unverzichtbar, doch dadurch wird sie auch zunehmend Ziel raffinierter Cyberangriffe, die Energiesysteme gefährden. Cybersicherheit muss deshalb Priorität bei Herstellern, Betreibern und Regierungen haben, um katastrophale Ausfälle zu verhindern. Nur durch proaktive Sicherheitsmaßnahmen und internationale Zusammenarbeit kann die Energiesicherheit in einer digital vernetzten Welt gewährleistet werden.

Der kometenhafte Aufstieg der Solarenergie in den letzten Jahren hat dazu geführt, dass sie ein immer wichtigerer Bestandteil der weltweiten Energieversorgung geworden ist. Sie bietet Hausbesitzern und Unternehmen eine saubere Energiequelle, mit der sie ihre Stromrechnungen senken, und liefert Netzbetreibern dezentrale Energiepuffer zur Unterstützung des Netzes. Bis 2022 werden weltweit über 1.300 TWh Solarenergie installiert sein. Das entspricht knapp fünf Prozent der weltweiten Stromerzeugung. Eine Reihe von Faktoren hat den Ausbau der Solarenergie weiter beschleunigt, was die Zahl der Solaranlagen jedes Jahr mehr als verdoppelt und Photovoltaik zur am schnellsten wachsenden Technologie zur Stromerzeugung macht.

Der Energiebedarf des Netzes war noch nie so hoch wie heute. Und er wird noch steigen, wenn die Welt von fossilen Brennstoffen auf Elektrifizierung und stromintensive Trends umstellt: Digitalisierung, Rechenzentren und das Wachstum der künstlichen Intelligenz sowie die Masseneinführung von Elektrofahrzeugen und Wärmepumpen. Regierungen auf der ganzen Welt verstärken ihre Nachhaltigkeitsinitiativen weiter, um ihre Klimaziele zu erreichen. In der Zwischenzeit hat der russische Angriff auf die Ukraine dazu beigetragen, dass wir uns der existenziellen Bedrohung der Energiesicherheit bewusst werden, wenn die Abhängigkeit von der Energieversorgung außerhalb der eigenen Grenzen liegt.

Dies alles sind Faktoren, die erneuerbare Energien wie die Solarenergie in den Fokus von Strategien für die künftige Energiesicherheit gerückt haben. Da sich jedoch das Gewicht der Abhängigkeit von Öl und Gas auf die erneuerbaren Energien verlagert, stellt sich die Frage, wie sicher die Versorgung ist. Wie sicher sind diese Systeme, die mit Haushalten, Unternehmen und der Netzinfrastruktur verbunden sind, im Internet? Und wer sonst hat noch Zugang?

Eine neue Ära der Cybersicherheitsrisiken

Die Entwicklung der Cybersicherheitsbedrohungen in der Solarbranche spiegelt genau das wider, was wir mit dem Aufkommen des Internets vor drei Jahrzehnten erlebt haben. Hätten wir 1995 innegehalten und uns die Zeit genommen, die grundlegenden Protokolle des Internets von Grund auf so zu gestalten, dass sie cyber-sicher sind, hätte die Branche Hunderte von Milliarden Dollar für reaktive Korrekturen sparen können. Im Nachhinein betrachtet sollte die Solarbranche ihre Produkte standardmäßig so konzipieren, dass die Cybersicherheit an erster Stelle steht – bevor es zur Masseneinführung kommt und es zu spät ist, Cyberangriffe zu verhindern oder enorme Kosten für nachträgliche Sicherheitsmaßnahmen in Kauf zu nehmen. Leider gibt es heute kaum ein Mandat oder eine Regelung, um dies bei den Solarherstellern durchzusetzen.

Die Raffinesse von Cyberangriffen hat in den letzten Jahren enorm zugenommen, wie z. B. KI-basierte, Botnet- und Zero-Day-Angriffe, aber auch staatlich geförderte Angriffe, als Instrument für geopolitische Aggression, wobei Energienetze und Netzinfrastruktur ein potenziell lähmendes Ziel darstellen. Jüngste Ereignisse wie der Cyberangriff auf ein großes Satellitenkommunikationsunternehmen während des Kriegs in der Ukraine führten zur Abschaltung von 11 GW deutscher Windkraftanlagen. Ähnliche Angriffe richteten sich gegen andere Erneuerbare oder gegen die Energieinfrastruktur. So auch eine Attacke gegen mehrere Umspannwerke in der Ukraine, die zu weitreichenden Stromausfällen in Kiew führte.

Kürzlich verschaffte sich ein niederländischer "white-hat“ Hacker namens Jelle Ursem über ein von einem chinesischen Hersteller entwickeltes Monitoringprogramm Zugang zu 40 000 Haushalten in den Niederlanden über deren Solarsysteme. Er konnte so die persönlichen Daten der Hausbesitzer einsehen, neue Kunden anlegen und bestehende Nutzer löschen . Außerdem konnte er über die GPS-Koordinaten abrufen, wie viel Strom die Solarmodule der Kunden erzeugen, und Wechselrichter-Firmware herunterladen, anpassen und hochladen.

Bedrohungen der Cybersicherheit von Solaranlagen

Der Wechselrichter ist die entscheidende Komponente einer Solaranlage: Er wandelt die von den Solarmodulen erzeugte Energie in nutzbaren Strom. Er ist auch der Teil, der die Verbindung zum Energienetz eines Hauses oder Unternehmens herstellt, sowie zum Stromnetz. Wenn die Cybersicherheit nicht ernst genommen wird, öffnet dies Hackern Tür und Tor und führt im schlimmsten Fall zu einer Unterbrechung der Energieversorgung per Fernzugriff. Unabhängig davon, ob es sich um einen Hausbesitzer, einen Geschäftsinhaber oder einen Netzbetreiber handelt, sollten Überlegungen darüber angestellt werden, wer Zugang zu diesen Wechselrichtern hat, und die Hersteller der Technologie unter Berücksichtigung der Cybersicherheit überprüft werden.

In den letzten Jahren haben wir aus erster Hand die verheerenden Auswirkungen von Netzausfällen aufgrund von Wetterereignissen gesehen, wie z. B. der Frost in Texas im Jahr 2021 und die Hitzewelle in Kalifornien im Sommer 2022, mit weitreichenden Stromausfällen, die Millionen von Haushalten und Unternehmen betrafen und die Lebensgrundlage der Menschen zerstörten. Wenn das Netz ausfällt, kann die Wiederherstellung Tage oder länger dauern. Wenn ein Cyberangriff im Spiel ist, kann dies sogar noch länger dauern, da die Netzbetreiber zunächst die Ursache und den Ort des Problems ermitteln müssen, bevor sie das System von Eindringlingen säubern können. Erst dann kann ein Schwarzstartprozess eingeleitet werden, um das Netz schrittweise wiederherzustellen und die Anlagen vorsichtig wieder ans Netz zu bringen, um den Ausgleich zwischen Angebot und Nachfrage aufrechtzuerhalten. Wenn man sich die Folgen eines Cyberangriffs auf das Stromnetz vor Augen führt, erscheinen die fünf Prozent, die die Solarenergie zur weltweiten Energieerzeugung beiträgt, plötzlich viel bedeutender.

Was muss geschehen, um die Solarenergie sicherer zu machen?

Der Schutz vor den hochentwickelten und automatisierten Cyberangriffen von heute erfordert zunächst ein stärkeres Bewusstsein bei Hausbesitzern, Unternehmen, Netzbetreibern und der Politik dafür, dass die Cybersicherheit von Solarprodukten von Hersteller zu Hersteller sehr unterschiedlich ist. Wenn man sich des Risikos für die Energiesicherheit bewusst ist, muss in der gesamten Energie-Wertschöpfungskette ein Bewusstseinswandel hin zu einem "Vorbeugen ist besser als Heilen"-Ansatz stattfinden – nicht anders als bei den robusten Maßnahmen zur Cybersicherheit, die standardmäßig in Handys oder Autos eingebaut sind.

Das fängt bei den Herstellern selbst an, die die Sicherheitsniveaus ihrer Produkte individuell festlegen, ohne dass es dafür eine Regelung oder allgemeine Standards gibt. Das ist so, als würden die Autohersteller ihre Sicherheitsstandards individuell festlegen. Technologisch ist es möglich, die Cybersicherheit bereits bei der Produktentwicklung zu verbessern. Dafür müssen die Hersteller jedoch Investitionen gegenüber Kostensenkungen und höheren Gewinnspannen priorisieren. Cybersicherheit sollte ebenso wenig verhandelbar sein wie der Brandschutz.

Um dies durchzusetzen, ist eine staatliche Regulierung unerlässlich, die strenge Qualitätsstandards für die Cybersicherheit festlegt, an die sich die Branche halten muss. Dies beginnt mit der Vorgabe grundlegender Cybersicherheitsstandards für alle angeschlossenen Geräte, einschließlich dezentraler Energieressourcen (DERs), aber auch mit der Aufforderung an die Solarhersteller, physische und softwarebasierte Sicherheitsmaßnahmen und ein Sicherheits-Monitoring zu implementieren.

Die jüngste Einführung des PSTI-Cyber­sicherheits­standards in England hat einen globalen Präzedenzfall geschaffen, der von allen Herstellern vernetzter Verbrauchergeräte – einschließlich Wechselrichtern – die Einhaltung von Passwortstärke, Supportzeitraum und technischer Dokumentation verlangt. In Europa wird der von der Europäischen Kommission initiierte Cyber Resilience Act, der noch in diesem Jahr verabschiedet werden soll, voraussichtlich ab 2027 eine längere Liste von Cybersicherheitsanforderungen vorschreiben. Der Gesetzesentwurf bezieht sich auf Tausende von IoT-Produkten, darunter auch Solar-Wechselrichter. Auch wenn dies ein guter Ausgangspunkt ist, erfordert die Verbesserung der Cybersicherheit in der Solarbranche eine eigene Gesetzgebungskategorie und einen eigenen Schwerpunkt – insbesondere in einer Region, in der die Solarenergie als eine der wichtigsten Energiequellen angesehen wird, um die Abhängigkeit von ausländischem Öl und Gas zu verringern. Einige positive Trends sind in den USA zu erkennen, wo Branchenverbände und Produktions­zertifizierungs­labors erste Schritte zur Einführung von Zertifizierungsstandards unternommen haben.

Die Quintessenz

Ob Solar- oder Windenergie oder andere erneuerbare Energiequellen – es ist offensichtlich, dass saubere Energie für die Verbesserung unseres Lebens und die Gesundheit unseres Planeten entscheidend ist. Angesichts des steigenden Verbrauchs ist es jedoch unerlässlich, die Sicherheit der zugrunde liegenden Technologie zu verbessern, bevor es zu spät ist, um die Energie- und Netzinfrastruktur vor potenziellen Bedrohungen zu schützen. Die Cybersicherheit für erneuerbare Energien kann nur durch internationale Zusammenarbeit gewährleistet werden – insbesondere in Europa, wo der länderübergreifende Stromhandel weit verbreitet ist. Die Gesetzgebung von oben muss auf halbem Weg durch Druck von unten ergänzt werden, indem sowohl Hausbesitzer als auch Unternehmen, die in Solaranlagen investieren, hohe Cybersicherheitsstandards als Voraussetzung verlangen.

Es gilt wieder die zeitlose Weisheit: Vorbeugung ist die beste Medizin.

Über den Autor: Uri Sadot ist Cyber Security Program Director bei SolarEdge Technologies und langjähriger Spezialist für Cybersicherheit.

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