Что будет, если все люди одновременно включат свет: выдержат ли сети и что станет с планетой

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Представьте на мгновение: семь миллиардов человек одновременно протягивают руку к выключателю. В один и тот же момент планета, погружённая во тьму, вспыхивает огнями. Звучит как сценарий для фильма-катастрофы, не так ли? Но этот, казалось бы, простой мысленный эксперимент — нечто большее, чем просто повод для фантазий. Он вскрывает два фундаментальных аспекта нашей цивилизации: поразительную сложность и скрытую хрупкость наших энергосистем, а также цену, которую мы платим за победу над ночью.

Так что же, наступит глобальный блэкаут? Или наша технологическая мощь выдержит этот удар? Ответ, как это часто бывает в науке, куда интереснее простого «да» или «нет».

Световое загрязнение
Световое загрязнение
Автор: by Mike Knell, CC BY-SA 2.0 Источник: www.flickr.com
Битва за баланс: выдержит ли мировая энергосистема?

Чтобы понять суть проблемы, нужно представить себе мировую энергосистему не как бездонный колодец, а как натянутый канат, по которому идёт канатоходец. В любой момент времени количество энергии, которое вбрасывается в сеть (генерация), должно с ювелирной точностью соответствовать количеству энергии, которое из неё забирают (потребление). Малейший дисбаланс, даже на несколько секунд, — и наш канатоходец теряет равновесие, что приводит к каскадным сбоям и массовым отключениям.

Когда мы все вместе включим свет, мы создадим не просто нагрузку, а настоящий «удар молота» по этому канату — колоссальный и почти мгновенный скачок спроса. И тут в игру вступают «бойцы» энергосистемы — электростанции. Но действуют они совершенно по-разному.

  • Тяжеловесы (угольные и атомные станции): Это основа основ, настоящие мастодонты энергетики. Они вырабатывают огромное количество дешёвой энергии, но крайне неповоротливы. Они не могут быстро нарастить мощность, а их запуск после остановки — это процесс, занимающий долгие часы, а то и дни. В нашем сценарии они — надёжный, но медлительный тыл.
  • Спринтеры (газовые станции): Вот кто первым бросится в бой. Электростанции, работающие на природном газе, гораздо более манёвренны. Они могут быстро запускаться и подстраиваться под пиковые нагрузки, именно поэтому их так активно задействуют в жаркие летние дни, когда все включают кондиционеры. Они — наш отряд быстрого реагирования.
  • Непредсказуемые союзники (возобновляемые источники): Солнце и ветер — мощные, но капризные силы. Они дают чистую энергию, но по своему собственному расписанию. На них нельзя положиться в конкретный момент времени. Гидроэлектростанции здесь выглядят более надёжными: некоторые из них умеют «запасать» энергию, закачивая воду в водохранилища, чтобы потом сбросить её в час пик.

Итак, наша армия готова. Сможет ли она отразить атаку? Вероятно, да. И вот почему.

Два спасательных круга, о которых мы не задумываемся

К счастью для нашей цивилизации, существуют два мощных фактора, которые не дадут системе рухнуть как карточный домик.

Во-первых, у нас нет единой «мировой розетки». На планете не существует глобальной энергосети. Вместо этого мир поделен на множество независимых, хотя порой и связанных друг с другом, региональных систем. Сеть Северной Америки отделена от европейской, а та — от азиатской. Это как на корабле с герметичными отсеками: если в одном начнётся пожар, его можно изолировать, не дав огню распространиться по всему судну. Даже если бы гипотетический скачок спроса обрушил энергосистему, скажем, в Европе, сети в других частях света могли бы это пережить.

Во-вторых, в наших люстрах произошла тихая революция. За последние пару десятилетий мы массово перешли с прожорливых ламп накаливания на светодиоды (LED). Это не просто смена лампочки, это фундаментальный технологический сдвиг. Старая лампа — это, по сути, маленький обогреватель, который попутно ещё и светит, превращая в тепло до 90% потребляемой энергии. Светодиод же почти всю энергию преобразует в свет. Благодаря этому для освещения теперь требуется в разы меньше электричества. Эта «революция» уже снизила базовую нагрузку на сети настолько, что наш гипотетический скачок, хоть и будет огромным, окажется далеко не таким катастрофическим, каким мог бы быть ещё 20 лет назад.

Значит, всё в порядке? Энергосистема выстоит, свет будет гореть. Но давайте посмотрим на другую сторону этой вспышки.

Световое загрязнение
Световое загрязнение
Автор: by Brian, CC BY 2.0 Источник: www.flickr.com
Когда победа над тьмой оборачивается поражением

Давайте на чистоту: даже если сети выдержат, последствия всё равно будут. И мы их не столько почувствуем, сколько увидим. Или, вернее, не увидим. Речь идёт о световом загрязнении.

В момент, когда миллиарды огней зажгутся одновременно, ночное небо над нашими городами превратится в огромный, мутный световой купол. Этот эффект, называемый «небесным свечением», возникает, когда свет от фонарей, окон и рекламных вывесок рассеивается в атмосфере, отражаясь от частиц пыли и влаги. Он буквально стирает звёзды с небосвода.

Проблема не только в эстетике. Мы часто забываем, что темнота — это не просто отсутствие света, а важнейший природный ресурс.

  • Для человека: Световое загрязнение сбивает наши внутренние часы — циркадные ритмы, — нарушая выработку мелатонина и приводя к проблемам со сном и здоровьем.
  • Для природы: Ночные животные, от насекомых до перелётных птиц и морских черепах, теряют ориентацию. Для них искусственный свет — это смертельная ловушка, сбивающая с миграционных путей и нарушающая естественные циклы жизни.

Наш мысленный эксперимент лишь гиперболизирует то, что происходит каждую ночь: мы бездумно заливаем светом пустые офисы и направляем уличные фонари в небо, а не на тротуары.

Так что в итоге?

Вопрос «что будет, если все включат свет?» раскрывает удивительный парадокс. С одной стороны, он демонстрирует невероятную устойчивость и продуманность наших технологий — систем, которые, скорее всего, справятся даже с таким экстремальным вызовом. С другой — он подсвечивает нашу экологическую близорукость.

Глобального апокалипсиса не случится. Но мы на одно мгновение увидим мир, в котором окончательно победили искусственный свет, — и в этом мире больше нет места звёздам. Возможно, этот мысленный эксперимент нужен нам не для того, чтобы бояться блэкаута, а чтобы задуматься: а не слишком ли дорогую цену мы платим за нашу ярко освещённую ночь?

Изображение в превью:
Автор: by Mike Knell, CC BY-SA 2.0
Источник: www.flickr.com

5 комментариев

Добавить комментарий

k
Какая дичь… Даже во времена ламп накаливания одновременное включение света не повлияло бы вообще ни на что. Ну просто потому что мощность не та...
Вот одновременное включение на всю катушку электроплит к последствиям приведет, да… Правда последствия будут весьма локальными — домовой ВРУ отключится и до приезда аварийки будете всем домом сидеть без света. При сильно неудачном стечении обстоятельств (криворукие электрики) что-то где-то отгорит. Тогда будете сидеть без света дольше.
А цирк с всеобщим отключением электричества начинается не с той стороны — для этого где-то должна отвалиться нагруженная магистраль. Тогда в результате переключения нагруженных линий вышибает еще более нагруженные и так пока весь взаимосвязанный сегмент не отвалится.
m
Какая тупость…
скрытую хрупкость наших энергосистем
Только тех, которые проектировали неучи…
Для начала вопрос — какой процент электроэнергии расходуется на освещение?
мировая энергосистема
Ее нет… Есть автономные системы…
которое из неё забирают (потребление).
А потери при транспортировке?
— колоссальный и почти мгновенный скачок спроса.
Не такой уж и колоссальный..
и в этом мире больше нет места звёздам

Что за Звезда Смерти? Которая уничтожает все звезды? Место звездам все равно будет, но условия наблюдения ухудшатся, особенно в города… В центре, например Восточной Сибири, Каракумов, Атакамы — нормально они будут видны… Да и Ашальфа фильтры будут рулить…
Как бы отключить бредогенератор на Хоботе…
a
В середине прошлого века на главных щитах управления электростанциями сидели операторы и вручную регулировали подачу электроэнергии. «Поехал электровоз — выросла нагрузка, остановился — сброс нагрузки, это потом уже поставили автоматику и реле», — рассказывали родители-энергетики. И никакие электростанции «медлительные» или «спринтеры» тут не при чем.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

✦ ИИ  Три кадра одного ИИ-ролика: почему товар похож, а задача всё равно не выполнена

Разбираем три кадра одного нейросетевого ролика: что меняется между сценами, почему похожий силуэт ещё не доказывает сохранность товара и как проверить результат перед монтажом.

Величественный OLED Tuvio 55": полный обзор и видеообзор почти идеального телевизора за разумные деньги

Сегодня расскажу про OLED-телевизор, который действительно заслуживает отдельного внимания. Речь идёт о Tuvio T55UFGCV51 OLED с диагональю 55 дюймов. Это далеко не самый известный телевизор на...

Что будет, если возвести бесконечность в степень бесконечности? Вековую проблему решили с помощью игры для двоих

В основе современной математики лежит теория множеств — дисциплина, которая изучает совокупности объектов и их размеры. Когда речь идет о конечных наборах предметов, определить их размер...

Как работает память осьминога: ученые нашли в его мозге механизм, которого нет у человека

Осьминоги считаются одними из самых сообразительных животных на планете. В лабораториях и в дикой природе они решают сложные задачи, вскрывают закрытые контейнеры с едой, запоминают расположение...

Мы проводим 10% дня с закрытыми глазами: почему моргание не мешает нам видеть мир

Человек моргает каждые несколько секунд. Если сложить длительность всех этих коротких пауз за день, окажется, что до 10% времени бодрствования мы проводим с полностью закрытыми глазами. При...

Перфокарты считают население: как машина Холлерита обрабатывала перепись США 1890 года

В 1890 году в Вашингтоне происходило странное превращение. Миллионы ответов, записанных переписчиками на бумажных бланках, переносили на плотные карточки. Вместо фамилий и предложений на них...