未來,我們?cè)庥龅拇笸k娍峙聲?huì)越來越多
這兩天,東北朋友們的日子有點(diǎn)不好過。從9月23日起,由于電煤短缺、供電緊張,東三省在用電高峰時(shí)段紛紛采取拉閘限電措施。這對(duì)大多數(shù)“00后”來說是種未曾經(jīng)歷過的體驗(yàn),而對(duì)年級(jí)稍長的人來說則充滿回憶。

圖源:網(wǎng)絡(luò)
電能短缺,隔三差五就要“摸黑”的生活早已遠(yuǎn)去,這次的停電讓不少人意識(shí)到電的存在感。
首先,手機(jī)沒有網(wǎng)絡(luò),家里WiFi掉線就足以擊垮很多人的內(nèi)心防線。其次,如果住在高層,電梯停電的情況下如果回家也是一大難題。據(jù)財(cái)新網(wǎng)報(bào)道,因?yàn)橥k妼?dǎo)致電梯停運(yùn),就有孕婦爬了24樓回家。和上述兩點(diǎn)相比,在家點(diǎn)蠟燭和紅綠燈停擺造成的交通混亂倒顯得不值一提了。

圖源:《新京報(bào)》我們視頻
更令人緊張的是電力供應(yīng)的突然中斷 。據(jù)央視新聞,因突發(fā)限電導(dǎo)致排風(fēng)系統(tǒng)停運(yùn),遼寧澎輝鑄業(yè)有限公司在9月24日發(fā)生高爐煤氣中毒事故。事故中,共有23人送至遼陽市中心醫(yī)院救治。
人們太習(xí)慣于電力充足的日子了,以至于覺得電就像空氣和水一樣取之不盡。一位網(wǎng)友就感慨道,“之前覺得墻上的開關(guān)和插座就像草長出來一樣自然,沒想到也會(huì)有短缺的一天”——滿打滿算,人類的全面電力時(shí)代不到一百年。
其實(shí),上述感慨并不罕見。在世界上的各個(gè)城市,都出現(xiàn)過大規(guī)模的停電事故。這次東北大停電,讓人們意識(shí)到,點(diǎn)亮萬家燈火的電網(wǎng)其實(shí)很脆弱。而且,也不要認(rèn)為,這次東北停電,只是罕見的事情。
接下來你將看到的是:隨著科技的進(jìn)步、電網(wǎng)的精細(xì)、密集,類似的停電事故,可能會(huì)越來越多。

電氣化社會(huì),其實(shí)沒多久我們生活在城市里久了,對(duì)電力的感受,就跟對(duì)空氣的感受一樣,仿佛它自然而然存在,而且從不會(huì)離開。但其實(shí),我們有電的歷史,還挺短的。1905年,即使在美國,也只有5%的家庭安裝了電線。當(dāng)時(shí)電燈主要是為了公共展示,電力還沒有深入到普通人的日常生活中。早期的電力系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)故障,但很少有停電發(fā)生——百貨商店、大型酒店和紐約證券交易所等主要建筑通常都有獨(dú)立的發(fā)電廠。那個(gè)時(shí)代的電力供應(yīng)處于一種自給自足的狀態(tài)。

1900年代的紐約夜晚,一片漆黑
圖源:The William Hood Dunwoody Fund
1918年前后,電網(wǎng)首先在美國出現(xiàn)。電網(wǎng)采用了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),相同的交流電系統(tǒng)以同樣的標(biāo)準(zhǔn)將千萬人聯(lián)系到一起,110伏的線路,60HZ的頻率,讓電力可以遠(yuǎn)程輸送。1920年,費(fèi)城發(fā)生了人類歷史上第一次的電網(wǎng)停電,路燈一片漆黑,劇院不得不使用油燈。從1900年到1970年,消費(fèi)者對(duì)電力的需求大約每十年翻一番。隨著電力需求的增長,美國繼而又建成了世界上第一個(gè)巨型電網(wǎng)。但是,大電網(wǎng)導(dǎo)致了一個(gè)意想不到的問題:大范圍停電。是的,起初,停電只是局部的。但隨著電網(wǎng)的擴(kuò)大,停電范圍也隨之?dāng)U大。

1920年代,紐約的夜晚明亮了許多圖源:GettyImages
與大多數(shù)工業(yè)產(chǎn)品不同,電力必須在生產(chǎn)后立即使用。好在消費(fèi)者的需求是有規(guī)律的,每天早上達(dá)到峰值,白天保持高位,下午晚些時(shí)或傍晚早些時(shí)再次達(dá)到峰值,午夜之后降到最低點(diǎn)。電力公司需要對(duì)消費(fèi)者將需要多少電力做出猜測,并不斷調(diào)整電量生產(chǎn),以減少浪費(fèi)。一旦他們估計(jì)錯(cuò)誤,或者出現(xiàn)了供不應(yīng)求的突然需求,就會(huì)導(dǎo)致大規(guī)模停電。
對(duì)于停電原因,大多消費(fèi)者通常都會(huì)認(rèn)為是配電系統(tǒng)出了問題。然而,現(xiàn)實(shí)里,最先進(jìn)的技術(shù)裝備仍可能導(dǎo)致停電。在研究了許多不同類型的事故之后,組織結(jié)構(gòu)學(xué)家和社會(huì)學(xué)家查爾斯·佩羅(Charles Perrow)得出結(jié)論:在電氣化社會(huì)中的緊密耦合的復(fù)雜系統(tǒng)中,事故是不可避免的。簡而言之,停電是“正常事故”, 一定會(huì)發(fā)生,區(qū)別只是以什么形式發(fā)生。

電氣化社會(huì)的代價(jià) 在第二次世界大戰(zhàn)之前,大停電的影響遠(yuǎn)沒有那么嚴(yán)重。當(dāng)時(shí)人們對(duì)電力的依賴還沒那么深,就算電力系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)故障,大家還能從容應(yīng)對(duì)。

1949-1950年代的辦公室,文書主要依靠不用插電的打字機(jī)圖源:Early Office Museum
1936年1月一個(gè)下午,紐約愛迪生公司的發(fā)電廠發(fā)生短路,布朗克斯、曼哈頓以及西切斯特縣的大部分地區(qū)都停電了。整個(gè)地區(qū)的辦公室、醫(yī)院、百貨商店、家庭和工業(yè)設(shè)施的燈開始閃爍,然后完全失靈。交通燈暗了下來,電梯停在兩層樓之間,地鐵也停了下來,導(dǎo)致6萬人滯留。
然而,除了一起交通事故,人們的生活并沒有受到多大影響。辦公室職員從10層、20層或30層樓爬下來,從容加入了提前下班的行列。當(dāng)時(shí)大多數(shù)美國家庭仍然使用冰柜,辦公室的打字機(jī)和加法機(jī)計(jì)算器也可以不用電,文件副本是用復(fù)寫紙制作的。停電是個(gè)麻煩,但并不是不可逾越的障礙。在第二次世界大戰(zhàn)后的幾十年里,消費(fèi)者發(fā)現(xiàn)了電力的許多新用途。

1950年代的電吹風(fēng)廣告圖源:flickr
消費(fèi)者買來了吸塵器、熱水器和洗衣機(jī)。家庭經(jīng)濟(jì)學(xué)家鼓勵(lì)主婦購買烤面包機(jī)、咖啡機(jī)、烘餅機(jī)、攪拌機(jī)、研磨機(jī)、冰箱、烤箱、垃圾處理機(jī)等。只要輕輕一按開關(guān),就能接通所有電器的電源。1959年,在莫斯科的一次博覽會(huì)上,美國展臺(tái)展示了一個(gè)擺滿電器的現(xiàn)代化廚房,這里出人意料地成為尼克松和赫魯曉夫就共產(chǎn)主義和資本主義的相對(duì)優(yōu)越性展開辯論的地方。
當(dāng)他們面對(duì)一款新型自動(dòng)洗衣機(jī)時(shí),尼克松稱贊美國消費(fèi)者在款式和制造商之間的眾多選擇,而且稱核能是用之不盡的電力來源;赫魯曉夫則回應(yīng)說,這種多樣性不是明智的做法。看著自動(dòng)化廚房,赫魯曉夫冷笑道:“這些是我們永遠(yuǎn)不會(huì)采用的小玩意。
今天看來,赫魯曉夫和尼克松都錯(cuò)了。獨(dú)聯(lián)體的公民現(xiàn)在用著赫魯曉夫不屑的電器,而尼克松關(guān)于能源無限豐富的假設(shè)也是錯(cuò)誤的——核能比大多數(shù)其他形式的能源更貴。

“廚房”辯論圖源:網(wǎng)絡(luò)
在電力被如此廣泛應(yīng)用之后,人們還能在停電后保持秩序嗎?1965年的美國東北部大停電成為電氣化社會(huì)的第一次大考。在上世紀(jì)50年代用電量劇增的時(shí)候,為了確保電力供應(yīng),各電力公司將紐約、新英格蘭和安大略湖地區(qū)的電網(wǎng)連接成一個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)一個(gè)地區(qū)的用電量達(dá)到高峰時(shí),其他地區(qū)可以對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充。
為了調(diào)控,工程設(shè)計(jì)人員在從尼亞加拉到安大略地區(qū)的輸電線上,安裝了一個(gè)簡單的繼電切換開關(guān)作為觸發(fā)器,當(dāng)電源浪涌超過一定水平后將自動(dòng)跳開。1965年的11月9日,該線路的電力負(fù)載超過了設(shè)定值,于是開關(guān)跳開,原本流向多倫多的電流反過來注入了紐約西區(qū),使線路發(fā)生堵塞,發(fā)電機(jī)不得不停機(jī)才避免被燒毀。

大停電發(fā)生了崩潰是連鎖的——布法羅、羅切斯特、錫拉丘茲、尤蒂卡、斯克內(nèi)克塔迪、奧爾巴尼,然后沿著哈德遜河沖到紐約市。電力的崩潰以光速穿過這些城市,在不到4秒的時(shí)間內(nèi),整個(gè)電網(wǎng)關(guān)閉了,受影響的人口達(dá)到4000萬。

1965年的11月9日的紐約圖源:美聯(lián)社
所有的電視臺(tái)都停播了。在曼哈頓梅西百貨,一個(gè)買巧克力的人看著自動(dòng)扶梯下降,隨著燈光變暗,它滑得越來越慢,直到乘客們停了下來。這座城市和這座自動(dòng)扶梯一樣陷入了停滯。
起初,一些人認(rèn)為這次停電是蘇聯(lián)的蓄意破壞,甚至歸咎于不明飛行物,不過他們普遍認(rèn)為政府還能掌控局勢。廣播電臺(tái)向公眾保證,停電沒有特別的原因,電力將在第二天恢復(fù)。后來進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查發(fā)現(xiàn),70%的人最初將停電視為普通事件,在半小時(shí)內(nèi),35%的人被廣播電臺(tái)的廣播打消了疑慮。因?yàn)橛袕V播新聞幫助他們解讀事件進(jìn)展,那次停電并沒有引起廣泛的恐慌,但還是比二戰(zhàn)之前,造成了更明顯的不便。

1965年的11月9日的波士頓,警察正在黑暗中指引交通圖源:美聯(lián)社
成千上萬的購物者被困在商店里;有些人在那里呆了幾個(gè)小時(shí),甚至一整夜。人們睡在酒店大堂、舞廳和公共場所。估計(jì)有6萬到8萬人被困在地鐵里。疏散就花了幾個(gè)小時(shí)。在拉瓜迪亞機(jī)場,工作人員用水泵的輔助電源點(diǎn)亮了一條跑道,雖然有250多架航班取消或改道,但還有240架飛機(jī)成功著陸。因?yàn)榧t綠燈停止了工作,高峰時(shí)間的司機(jī)被迫堵在路上。前往皇后區(qū)中城(QueensMidtown)和布魯克林炮臺(tái)(Brooklyn Battery)隧道的司機(jī)發(fā)現(xiàn),隧道也都因?yàn)橐龑?dǎo)燈和通風(fēng)系統(tǒng)停止工作而關(guān)閉了。
總的來說,公共秩序良好,甚至還有點(diǎn)溫馨的氣氛。

當(dāng)晚因停電導(dǎo)致交通癱瘓,通勤者在車站外休息,甚至席地而睡圖源:美聯(lián)社
《生活》周刊用了整整一期的篇幅來描述這一經(jīng)歷,并總結(jié)道:“大停電確實(shí)改變了紐約人。人與人之間的距離變近了。在擁擠的街道上,商人脫掉外套,露出他們淺色的襯衫,成為志愿警察,指揮交通。黑暗讓每個(gè)人都變得更孩子氣了。一片歡聲笑語中,他們?cè)谀弥蛛娡埠拖灎T的志愿者的帶領(lǐng)下,沿著大廈樓梯走了下來,還與那些他們看不見的人手牽著手。”坊間流傳著這樣一個(gè)傳說:在65年大停電期間,大家無事可做只能做愛,導(dǎo)致9個(gè)月后出生率飆升。這似乎是有道理的,許多夫妻在黑暗中變得親密,而且他們很可能在黑暗中找不到避孕藥具。雖然隨后《紐約時(shí)報(bào)》分析1961至1966年的人口統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn),停電那天和當(dāng)周的出生率都是正常的,但文章卻認(rèn)為停電中與陌生人突然親密的渴望也是存在的。

完全不同的停電經(jīng)歷 1977年7月13日至14日,距離1965年停電事件還不到12年,在社會(huì)分裂,電價(jià)上漲、能源短缺和冷戰(zhàn)會(huì)帶來世界末日的氣氛下,紐約經(jīng)歷了一場與1965年完全不同的停電。1977年的停電并不是由能源短缺引起的,而是雷擊。當(dāng)雷擊劈向兩條345千伏特的電線時(shí),兩條電線都完全停止了服務(wù),并引發(fā)了一系列其他故障。雷擊后一個(gè)小時(shí),整個(gè)城市陷入了黑暗之中。

1977年的紐約圖源:網(wǎng)絡(luò)
停電不到三分鐘,很多普通人開始義務(wù)指揮交通。餐館點(diǎn)起蠟燭,盡可能長時(shí)間地供應(yīng)食物。起初,場面井然有序,貌似會(huì)重現(xiàn)65年大停電的和諧景象。每個(gè)人都想知道停電發(fā)生的原因,什么時(shí)候會(huì)結(jié)束,以及受影響的區(qū)域有多大。然而, 廣播沒有給出答案,人們開始變得不安。
然后,混亂開始了。首先開始于百老匯大街和99街交界處的一家電器商店,停電后不久,搶掠者就開始搶走電視機(jī)、音響和其他電器,隨后“零元購”風(fēng)潮蔓延到整個(gè)曼哈頓。停電開始一個(gè)半小時(shí)后,包括平時(shí)衣冠楚楚的白領(lǐng)在內(nèi),更多普通人加入犯罪行列。街上的警察越來越多,許多人被逮捕。在布魯克林尤蒂卡大道上,幾乎每家商店都被遭到犯罪“光顧”。《紐約每日新聞》稱,1977年的停電是“紐約現(xiàn)代史上最糟糕的夏夜。

1977年7月13日,被打砸的店面圖源:美聯(lián)社
1965年的大停電是一個(gè)罕見事件,它沒有擾亂一個(gè)自信而繁榮的紐約。但1977年的停電似乎預(yù)示著美國的崩潰和黯淡的未來。1977年后,美國進(jìn)入了輪流停電的常態(tài)。1989年5月,《紐約時(shí)報(bào)》報(bào)道,“從馬里蘭州到緬因州的東海岸,這些地區(qū)在夏季面臨限電和停電的可能性非常高,因?yàn)榉逯惦娏π枨笤鲩L如此之快,以至于有超過供應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。
進(jìn)入20世紀(jì)后,美國的能源雖然恢復(fù)了自給自足,但電網(wǎng)卻落后老化,經(jīng)常導(dǎo)致故障性停電。2003年,美國能源部長比爾·理查森宣稱:“我們是一個(gè)擁有第三世界電網(wǎng)的超級(jí)大國,我們的電網(wǎng)已經(jīng)過時(shí),需要認(rèn)真翻新。“

2021年2月10日到27日,美國得克薩斯州就經(jīng)歷了一場大停電圖源:美聯(lián)社由于電網(wǎng)老化,目前美國一座城市每13天就會(huì)發(fā)生一次停電,而且這個(gè)頻率還有增高趨勢。

世界上的那些大停電 相比之下,大多數(shù)歐洲國家停電較少,與美國形成最鮮明對(duì)比的是俄羅斯,它也擁有橫跨歐亞大陸的巨型電網(wǎng)。在歷經(jīng)蘇聯(lián)解體和20世紀(jì)90年代的經(jīng)濟(jì)困難后,人們可能會(huì)認(rèn)為俄羅斯電力系統(tǒng)也會(huì)相應(yīng)解體。然而, 1975年至2005年間,俄羅斯的電力系統(tǒng)并沒有遭受太多嚴(yán)重停電。它的分級(jí)組織允許管理員堅(jiān)持集中的電力調(diào)度系統(tǒng)、自動(dòng)應(yīng)急控制系統(tǒng)、協(xié)調(diào)的維護(hù)計(jì)劃,保證了多層次的備份能力和運(yùn)行的透明度。

莫斯科的夜景圖源:網(wǎng)絡(luò)
俄羅斯電網(wǎng)作為一個(gè)整體,使用計(jì)算機(jī)建模、負(fù)荷預(yù)測算法和其他診斷工具,持續(xù)處在被監(jiān)控的狀態(tài)中。電網(wǎng)信息顯示在視覺墻上,提供一個(gè)全面的、易于理解的、不斷變化的圖像,幫助實(shí)時(shí)調(diào)度員快速了解情況。在這樣的控制系統(tǒng)中,級(jí)聯(lián)崩潰能在早期被阻斷。不過,大電網(wǎng)的復(fù)雜性讓大規(guī)模停電無可避免,只是頻次多寡而已。2003年,在美國和加拿大停電兩周后,倫敦也遭遇了停電。四個(gè)星期后,瑞典和丹麥也遇到了大停電。一周后,整個(gè)意大利都失去了電力。2005年5月,莫斯科停了一次。

2019年8月,倫敦也經(jīng)歷了一次大停電圖源:《衛(wèi)報(bào)》
在上述案例中,系統(tǒng)似乎都在正常運(yùn)行,而且?guī)缀鯖]有跡象表明大停電即將發(fā)生。但計(jì)劃外的線路損失和其他設(shè)備故障都給電力系統(tǒng)帶來了壓力,使其變得脆弱。接下來,一個(gè)偶發(fā)事件出現(xiàn)了。通常,一條傳輸線跳閘,引起其他線路的電涌,造成過載和電壓不穩(wěn)定。這些問題隨后促使一些設(shè)備自動(dòng)關(guān)閉或切斷與電網(wǎng)其余部分的聯(lián)系,進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的崩潰。
這其中典型的例子就是印度730大停電。2012年7月30日,印度當(dāng)?shù)貢r(shí)間凌晨02:35,阿格拉-巴雷利輸電系統(tǒng)的一條電線——400 kV的比那-瓜廖爾線發(fā)生短路,從而引發(fā)電網(wǎng)崩潰。所有受影響地區(qū)的主要發(fā)電站先后關(guān)閉,造成大約320億瓦特的電力缺口。

停電的夜晚圖源:網(wǎng)絡(luò)
從30日下午一點(diǎn)開始,印度三大電網(wǎng)先后崩潰,半個(gè)國家的電力供應(yīng)中斷,6億多人受到影響。首都新德里和加爾各答等一些大城市也未能幸免。次日,印度東部和東北部再次遭遇更大規(guī)模的斷電,6.7億人受到影響。至此,印度北部、東部和東北部地區(qū)電網(wǎng)全面崩潰。印度電網(wǎng)在30個(gè)小時(shí)之后才恢復(fù)運(yùn)作,成為人類歷史上規(guī)模最大的停電事故。進(jìn)入21世紀(jì)后,綠色能源如風(fēng)電,光電等先后接入電網(wǎng),這些不穩(wěn)定的電力增加了電網(wǎng)的不確定性,讓電網(wǎng)更容易崩潰。

英國肯特的風(fēng)力發(fā)電廠圖源:網(wǎng)絡(luò)
就像幾天前,遼寧省電力保障工作小組在會(huì)議上提到的,除了煤電供應(yīng)問題,9月23日至25日的停電,還要?dú)w于風(fēng)電驟減等原因,導(dǎo)致電力供應(yīng)缺口進(jìn)一步增加至嚴(yán)重級(jí)別。有市場分析指出,風(fēng)電驟減是由于近日天氣影響,導(dǎo)致風(fēng)電發(fā)電能力下降。
2021年2月14日,美國得克薩斯州風(fēng)力發(fā)電設(shè)備遭遇極寒天氣,導(dǎo)致冰封無法運(yùn)轉(zhuǎn),成為電網(wǎng)的累贅,進(jìn)而拖累整個(gè)得州電網(wǎng)崩潰,讓得州2000萬人陷入黑暗當(dāng)中,平均停電49個(gè)小時(shí)。
隨著用電量、能源多樣性和電網(wǎng)復(fù)雜程度的增加,在未來的日子里,人類遭遇的大停電恐怕只會(huì)越來越多。
來源:Vista世界派
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