Criticality and vulnerability analysis

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/502897-WP4

Kurzbeschreibung (Deutsch)

WP4 spielt eine zentrale Rolle bei der Erreichung der Ziele von RECIPE. Es widmet sich (i) der Quantifizierung der Kritikalität der betrachteten Infrastrukturen und (ii) der Identifizierung und Quantifizierung der Verwundbarkeit des Schweizer Energiesystems gegenüber den in WP1 identifizierten Trends und Gefahren in den Szenarien der Energiewende. Die Kritikalität wird mit Hilfe der in WP3 entwickelten Methoden und gesammelten Erkenntnisse bewertet. WP4 zielt darauf ab, die folgenden Fragen zu beantworten: (a) Welche Komponenten (oder Kombinationen von Komponenten) der Schweizer Energieinfrastruktur (und der damit verbundenen IKT) sind kritisch für das Wohlergehen der Schweizer Gesellschaft und Wirtschaft? (b) Unter welchen Bedingungen verändert sich die Kritikalität (zum Schlechten oder zum Guten)? (c) Wie können sich Gefahren in den Infrastrukturen und Prozessen des Energiesystems (und der damit verbundenen IKT) ausbreiten? (d) Welches sind die wichtigsten Schwachstellen? (e) Welche Kombinationen von Gefahren, Trends und Entwicklungsszenarien machen die Schweiz anfälliger für Risiken? WP4 wird die erste verfügbare Kritikalitäts- und Verwundbarkeitsanalyse darstellen, die gleichzeitig (i) eine angemessene Darstellung von Zukunftsszenarien (Energiesystem, Klima, IKT), (ii) eine breite Palette von Gefahren, die von einem multidisziplinären Team ausgewählt wurden (WP1), (iii) die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Infrastrukturen und gesellschaftlichen Systemen auf verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen (WP2 und WP3) und (iv) eine auf einer eingehenden Analyse basierende Quantifizierung der Kritikalität (WP3) umfasst. Es werden neue Methoden entwickelt, die sowohl interdisziplinär sind, wie das generative KI-gesteuerte System zur Identifizierung von Anfälligkeiten, als auch transdisziplinär, indem der transdisziplinäre Ansatz von RECIPE auf eine Analyse angewendet wird, die die Phasen “Information” (Durchführung von Modellen), “Konsultation” (Beiträge von Interessengruppen, Fallstudien) und “Koproduktion” umfasst.

Kurzbeschreibung (Englisch)

WP4 has a central role in achieving RECIPE’s objectives. It is devoted into (i) quantifying the criticality of the considered infrastructures and (ii) identifying and quantifying the vulnerabilities of the Swiss energy system to the trends and hazards identified in WP1 throughout the energy transition scenarios. Criticality will be assessed by means of the methods developed and knowledge collected in WP3. WP4 aims at answering the following questions: (a) Which components (or combination of components) of the Swiss energy (and related ICT) infrastructures are critical for the well-being of the Swiss society and economy? (b) Under which conditions the criticality is changing (for the worse or the better)? (c) How can hazards propagate throughout the energy (and related ICT) system infrastructures and processes? (d) Which are the main vulnerabilities? (e) What combinations of hazards, trends and evolution scenarios make Switzerland more exposed to risks? WP4 will make up the first available criticality and vulnerability analysis which, at the same time, covers (i) an adequate representation of future scenarios (energy system, climate, ICT), (ii) a broad set of hazards selected by a multi-disciplinary team (WP1), (iii) the interactions among different infrastructures and societal systems at various spatial and time scales (WP2 and WP3), and (iv) an in-depth-analysis-based quantification of criticality (WP3). New methodologies will be developed, both interdisciplinary, such as the generative AI-driven system stressing for vulnerability identification, as well as transdisciplinary, applying the RECIPE’s transdisciplinarity approach on an analysis involving “information” (running of models), “consultation” (inputs from stakeholders, case studies) and “co-production” phases.

Kurzbeschreibung (Französisch)

Le WP4 joue un rôle central dans la réalisation des objectifs de RECIPE. Il est consacré à (i) la quantification de la criticité des infrastructures considérées et (ii) l'identification et la quantification des vulnérabilités du système énergétique suisse aux tendances et dangers identifiés dans le WP1 à travers les scénarios de transition énergétique. La criticité sera évaluée à l'aide des méthodes développées et des connaissances collectées dans le WP3. Le WP4 vise à répondre aux questions suivantes: (a) Quels composants (ou combinaison de composants) des infrastructures énergétiques suisses (et des TIC associées) sont critiques pour le bien-être de la société et de l'économie suisses ? (b) Dans quelles conditions la criticité évolue-t-elle (pour le pire ou pour le meilleur) ? (c) Comment les risques peuvent-ils se propager dans les infrastructures et les processus du système énergétique (et des TIC connexes) ? (d) Quelles sont les principales vulnérabilités ? (e) Quelles combinaisons d'aléas, de tendances et de scénarios d'évolution rendent la Suisse plus exposée aux risques ? Le WP4 constituera la première analyse de criticité et de vulnérabilité disponible qui, en même temps, couvre (i) une représentation adéquate des scénarios futurs (système énergétique, climat, TIC), (ii) un large ensemble de dangers sélectionnés par une équipe multidisciplinaire (WP1), (iii) les interactions entre les différentes infrastructures et les systèmes sociétaux à différentes échelles spatiales et temporelles (WP2 et WP3), et (iv) une quantification de la criticité basée sur une analyse en profondeur (WP3). De nouvelles méthodologies seront développées, à la fois interdisciplinaires, comme le système génératif piloté par l'IA pour l'identification de la vulnérabilité, et transdisciplinaires, en appliquant l'approche transdisciplinaire de RECIPE à une analyse impliquant des phases d'“information” (exécution de modèles), de “consultation” (contributions des parties prenantes, études de cas) et de “coproduction”.

Kurzbeschreibung (Italienisch)

Il WP4 ha un ruolo centrale nel raggiungimento degli obiettivi di RECIPE. È dedicato a (i) quantificare la criticità delle infrastrutture considerate e (ii) identificare e quantificare le vulnerabilità del sistema energetico svizzero alle tendenze e ai pericoli identificati nel WP1 in tutti gli scenari di transizione energetica. La criticità sarà valutata attraverso i metodi sviluppati e le conoscenze raccolte nel WP3. Il WP4 mira a rispondere alle seguenti domande: (a) Quali componenti (o combinazioni di componenti) delle infrastrutture energetiche (e delle relative TIC) svizzere sono critiche per il benessere della società e dell'economia svizzera? (b) In quali condizioni la criticità sta cambiando (in peggio o in meglio)? (c) In che modo i pericoli possono propagarsi nelle infrastrutture e nei processi del sistema energetico (e delle relative TIC)? (d) Quali sono le principali vulnerabilità? (e) Quali combinazioni di pericoli, tendenze e scenari evolutivi rendono la Svizzera più esposta ai rischi? Il WP4 costituirà la prima analisi di criticità e vulnerabilità disponibile che, allo stesso tempo, coprirà (i) un'adeguata rappresentazione degli scenari futuri (sistema energetico, clima, ICT), (ii) un'ampia serie di pericoli selezionati da un team multidisciplinare (WP1), (iii) le interazioni tra le diverse infrastrutture e i sistemi societari su varie scale spaziali e temporali (WP2 e WP3) e (iv) una quantificazione della criticità basata su un'analisi approfondita (WP3). Saranno sviluppate nuove metodologie, sia interdisciplinari, come il sistema generativo guidato dall'intelligenza artificiale per l'identificazione delle vulnerabilità, sia transdisciplinari, applicando l'approccio transdisciplinare di RECIPE a un'analisi che prevede fasi di “informazione” (esecuzione di modelli), “consultazione” (contributi degli stakeholder, studi di casi) e “co-produzione”.