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Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag

Informationen zur Untersuchung

Chancen und Risiken der Digitalisierung kritischer kommunaler Infrastrukturen an den Beispielen der Wasser- und Abfallwirtschaft

Themenbereich: Technik, Gesellschaft, Innovation
Analyseansatz: TA-Projekt
Themeninitiative: Ausschuss für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung; Ausschuss für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit
Status: laufend
Bearbeitungsstand: Gutachter gesucht
Laufzeit: 2019 bis 2021

Thematischer Hintergrund

Kommunen sind für zahlreiche Bereiche der Daseinsvorsorge und die dafür erforderlichen technischen und sozialen Infrastrukturen verantwortlich. Hierzu zählen in einem klassischen Verständnis die Versorgung mit Wasser, Gas, Strom, Beleuchtung, die Beseitigung von Abwasser und Abfall sowie der Betrieb des öffentlichen Personennahverkehrs. Darüber hinaus sind Bildungs- und Gesundheitssysteme mit ihren Einrichtungen und eine funktionierende öffentliche Verwaltung Leistungen, die die Kommunen selbst bzw. mit Unterstützung (weiterer) öffentlich-rechtlicher Träger allen Bürgerinnen und Bürgern als »Grundversorgung« zur Verfügung stellen.

Die Digitalisierung ist eine zentrale Zukunftsaufgabe für Kommunen und kommunale Unternehmen. Wie in anderen Zusammenhängen sind deren Wirkungen und Folgen jedoch durchaus ambivalent und herausfordernd: Ähnlich zum unternehmerischen Bereich bietet die Digitalisierung den Kommunen und kommunalen Versorgungsunternehmen zahlreiche Möglichkeiten für Effizienz- und Qualitätssteigerungen in technischen und betrieblichen Prozessen, in der Verwaltung und Arbeitsorganisation oder beispielsweise in der Kommunikation mit Bürgerinnen und Bürgern bzw. Kunden. Entsprechend vielfältig sind die Chancen der Digitalisierung für die Kommunen, angefangen von verbesserten bzw. erweiterten kommunalen Leistungen durch digitale Verwaltungsangebote über die Entlastung der öffentlichen Haushalte durch betriebliche Effizienzsteigerungen bis hin zu innovativen Lösungen für eine ressourcenschonende Ver- bzw. Entsorgung von Trink- und Abwässern sowie in der Abfallentsorgung und -aufbereitung. Gleichzeitig stellt ein so tiefgreifender digitaler Wandel die Kommunen vor enorme Herausforderungen. Neben den hohen Investitionskosten für die notwendige IT-Infrastruktur mangelt es Kommunen oft an entsprechend qualifizierten Fachkräften für die Umsetzung. Auch sehen kommunale Versorgungsunternehmer durch die Digitalisierung starke strukturelle Veränderungen sowie neue Geschäftsmodelle und -akteure auf sich zukommen. Schließlich müssen sich Kommunen auch mit möglichen Risiken der Digitalisierung zum Beispiel im Bereich der IT-Sicherheit oder des Datenschutzes verstärkt auseinandersetzen.

Derzeit versuchen sich Kommunen und kommunale Versorger mit digitalisierten Konzepten und Infrastrukturen modellhaft aufzustellen, um möglichst bedarfsspezifisch auf aktuelle Herausforderungen wie zum Beispiel steigende Ressourcenverbräuche, neue und ambitionierte Umweltschutzziele oder den demografischen Wandel einzugehen. Aktuelle Befragungen verweisen dabei auf eine in der Regel bislang unzureichende Vorbereitung der Kommunen auf die mit der Digitalisierung einhergehenden Veränderungen. Doch zugleich unterstreichen die zahlreichen Förderprogramme, Initiativen und Strategien, dass die Politik und viele Entscheidungsträger der kommunalen Verwaltung das große Potenzial der Digitalisierung grundsätzlich erkannt haben und nutzen wollen.

Viele der kommunalen sozialen und technischen Infrastrukturen sind auch unter dem Begriff »Kritische Infrastrukturen« zu verorten, deren Schutz eine zentrale Kernaufgabe staatlicher und unternehmerischer Sicherheitsvorsorge darstellt, da Beeinträchtigungen oder ein Ausfall solcher Infrastrukturen dramatische Folgen für die Gesellschaft haben könnten. Auch unter dem Aspekt Kritische Infrastrukturen sind die Auswirkungen der Digitalisierung kommunaler Infrastrukturen zwiespältig: Auf der einen Seite bieten die ermöglichten Überwachungs- und flexibleren Steuerungsfunktionen gegebenenfalls neue Optionen, um durch intelligente Betriebsweisen auf außergewöhnliche Ereignisse (wie z.B. Extremwetterereignisse, Unfälle, lokale Stromausfälle oder kriminelle Gefahren) besser und schneller reagieren zu können, wodurch sich die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Infrastrukturen insgesamt erhöht. Auf der anderen Seite steigern Digitalisierung und Vernetzung die Komplexität der Infrastrukturen und damit auch die Risiken für technische und menschliche Fehler, die zu Beeinträchtigungen in den kritischen kommunalen Infrastrukturen führen können. Zudem erhöht sich dadurch generell deren Abhängigkeit von funktionierenden Strom- und IT-Infrastrukturen, wodurch Stromausfälle oder IT-Störungen weit gravierendere Ausmaße als bisher annehmen könnten. Nicht zuletzt bieten digitalisierte Infrastrukturen neue Angriffsflächen für Straftaten, die auf Computersysteme und Netzwerke selbst zielen (z.B. Cyberspionage oder -terrorismus).

Ziel und Vorgehensweise

Im Rahmen der Untersuchung sollen die Entwicklung sowie Chancen und Risiken der Digitalisierung kritischer kommunaler Infrastrukturen anhand zweier Beispiele bearbeitet werden: Der kommunalen Wasserwirtschaft (Wasserversorgung und Abwasserbeseitigung) sowie der kommunalen Abfallwirtschaft. Gerade für diese Wirtschafts- und Infrastrukturbereiche bietet die Digitalisierung große Potentiale, deren Realisierung aber oft noch am Anfang steht. Zum Beispiel wird in der Wasserwirtschaft bereits heute Automationstechnik eingesetzt, die auf der Grundlage von Sensordaten einfache Überwachungs-, Steuerungs- und Regelfunktionen übernehmen kann. Eine durchgängige Erfassung, Vernetzung und algorithmenbasierte Auswertung der vorhandenen großen Datenbestände in Analogie zu Industrie 4.0-Lösungen findet derzeit jedoch kaum statt. In der Abfallwirtschaft experimentieren erste Kommunen mit »intelligenten« Abfallbehältern, die den jeweiligen Füllstand an die Disposition übermitteln. Damit sollen bedarfsgerechte Leerungen, effiziente Fahrrouten für Müllfahrzeuge, verbesserte betriebliche Arbeitsstrukturen oder neue Formen der interkommunalen Kooperation ermöglichen werden.

Für die Untersuchung ist es zielführend, zwischen den beiden Ebenen der Fragestellung – Chancen und Risiken der Digitalisierung kommunaler Infrastrukturen sowie Auswirkungen der Digitalisierung auf die Versorgungssicherheit – zu unterscheiden. Die Bearbeitung erfolgt daher in zwei aufeinanderfolgenden Projektphasen.

Projektphase 1

Anknüpfend an den aktuellen Stand der Digitalisierung in der kommunalen Wasser- und Abfallwirtschaft sollen zunächst die Einsatz- und Entwicklungspotenziale digitaler Lösungen eruiert werden. Dies bildet die Grundlage für die Diskussion von Hemmnissen bei der Umsetzung und von Herausforderungen und Risiken der Digitalisierung für die Kommunen. Den inhaltlichen Rahmen für diese Projektphase bilden die folgenden Leitfragen:

  • Welche Rolle kann die Digitalisierung kommunaler Infrastruktur zur Bewältigung aktueller Herausforderungen für Kommunen spielen?
  • Welche Chancen und welche Risiken sind mit digitalisierter kommunaler Infrastruktur unter Berücksichtigung von ökonomischen, ökologischen und sozialen Kriterien verbunden?
  • Welche Best Practice-Beispiele der Digitalisierung kommunaler Infrastrukturen in Deutschland (aber auch im Ausland) gibt es? Lassen sich gegebenenfalls hier umgesetzte Konzepte und gemachte Erfahrungen auf andere (bzw. auf deutsche) Kommunen übertragen?
  • Welche parlamentarischen Handlungsbedarfe bzw. -optionen lassen sich ableiten, um die Realisierung von Potenzialen zu fördern bzw. damit verknüpfte Risiken zu minimieren?

Projektphase 2

Die zweite Projektphase baut auf den Ergebnissen der ersten Projektphase auf. Ausgehend vom Szenario einer weiter vorangeschrittenen Digitalisierung in der kommunalen Wasser- und Abfallwirtschaft soll hier die Versorgungssicherheit unter diesen neuen Rahmenbedingungen bewertet werden. Zentrale Fragestellungen dieser Projektphase sind:

  • Inwieweit führt die Digitalisierung technischer Prozesse zu einer höheren Anfälligkeit gegenüber Störungen in der Stromversorgung oder in der IT-Infrastruktur (einschließlich Cyberkriminalität)?
  • Welche Herausforderungen stellen sich in diesem Zusammenhang an die staatliche und unternehmerische Daseins- und Sicherheitsvorsorge durch die von der Digitalisierung beförderten Veränderungen in Geschäftsmodellen und Akteursstrukturen von kommunalen Versorgungsunternehmen?
  • Wie kann die Widerstandsfähigkeit kommunaler Infrastrukturen durch die Digitalisierung gegenüber außergewöhnlichen Ereignissen weiter erhöht werden?
  • Welche parlamentarischen Handlungsbedarfe und -optionen lassen sich für den Schutz kritischer kommunaler Infrastrukturen im Lichte der Digitalisierung ableiten?

Stand der Projektbearbeitung

Es wurde eine Bekanntmachung für die Erstellung externer Gutachten in Projektphase 1 publiziert.

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