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如果停电一天世界会变成什么样

2020-10-22 20:57:26
如果停电一天,世界会变成什么样?

出品:科普中国

制作:KLGP团队

电力行业—停电不停工(by 牛奔,电力工程师)

作为电力行业中的发电和输变电企业来说,停电一整天并不会带来什么毁灭性打击,无非是少燃烧一些有机燃料、少利用一些自然能源而已。电能的使用有一个特点,就是电能生产、传输和使用是连续性的,每一时刻需要使用多少电能就会相应生产多少电能。所以全球停电一整天这件事,对电力行业的来说,就是所有电厂一整天都不生产,所有输变电设备一整天都不运行,在外部看来就像是工厂停产放假一样,但在电力行业内部可是另一番景象。

首先,发、变、输、配电设备在运行状态时,是无法开展大型检修的。如果停电一天,所有发电厂、输变电企业、城市配电网检修公司都将充分的利用这一天开展设备检修工作,确保停电这天以后,设备尽量长时间持续运行,提高电力企业效益,毕竟卖的电多了赚的钱也就多了。

500千伏变电站设备停电检修现场

其次,各发电机组的启动需要一定的准备时间,整体电力输变电网络逐步恢复运行,乃至全部用电负荷与发电负荷重新达到平衡需要一系列电力调度下的操作,大电网完全恢复正常运行方式,可能需要经历几天的时间,也就是说有些人可不只是停一天电。

航拍500千伏变电站

不过,各行各业对于失电的难受劲就不多说了,要是真突然停了电,各行各业、政府乃至老百姓都会扎堆找供电企业了解情况,而且通讯蓄电池消耗完后,电话都没法打通。到时候必然有大量企业会因为突然的非计划停电向供电企业索要赔偿。

航拍500千伏同塔双回线路

撇开突然停电给用电客户带来的不便,电力企业倒是还挺欢迎停电的,正所谓“背黑锅我来,送死你去”

在这停电的一天里,电力、电网企业就像是坐在擂台角落擦血、补水、揉腿的拳手,充分利用好这个间隙,一会儿上场再放大招。

500千伏变电站500千伏设备区

本来就对电能无欲无求—乐观的资源勘查专业(by 荆博,地质工程师)

对于资源勘查工来说,停电一天好像完全没有什么影响,毕竟、罗盘、手簿才是立身之本。作为一名地质工,野外面对停电的情况还少么?只要是不住老乡家的野外不都是自带发电机的么,而且即便住在老乡家,山野也会经常遇到变压器被雷击毁的情况,停电貌似不是什么多大问题。

地质工常用工具,罗盘和手持机

不过如果是全球范围的停电,那么对于勘探行业还是有影响的。毕竟如今的地质勘探领域已经完全无法离开全球定位的协助,而一旦停电,这些定位就将无法再发挥效能了。以踏勘阶段为例,现在已经很少见扯皮尺跑线的技术,随着GPS等电子设备的普及,直接定位成为可能。以前使用GPS定位还需要到工区进行校正,手持机除了精度不高,扛干扰能力也差。再加上美国限制探查精度,高程(某点沿铅垂线方向到绝对基面的距离)基本就是借鉴性参数。

地质学专业的学生正在进行地质实习

但随着我国北斗定位的覆盖率提升,GNSS(全球导航卫星)落地推进,使用北斗模块的手持机具备自动连接基准站的功能,单点定位同样准确,这样就让我们少了单机定位这个最头疼的校正问题。由俭入奢易,由奢入俭难,一旦习惯了便捷的工具,如果没有了定位帮助,大家宁肯停工一天也不会强行上工。

野外勘探的地表露头

而工作进入到普查、详查和勘探阶段,就需要有勘探工程进行辅助,而勘探工程的工作量是非常巨大的。比如,以前槽探工程还可以使用工人进行人工开挖,挖到基岩上后,在岩体上手工刻样。刻样之前是个手艺活,一般需要垂直于地层刻一个深5cm,宽10cm的样槽取样,需要找村里的石匠才能做的比较好;而使用无齿锯后,这个工作就变成有把子力气就可以完美完成的非技术工种了。

用无齿锯刻的样槽

不仅如此,现阶段随着大量农民进城工作,致使我们很难雇佣到青壮劳动力,人工成本提高不少。解决的方案就是使用大型工程机械代替人工,半天能干一个月的工作量,或者以钻代槽,用钻探机替代传统的手工或挖机挖槽,实现绿色勘探。

而说到钻探,则完全离不开电,大部分钻机都要使用电力驱动。电力驱动与机械驱动相比具有调速特性好、经济性能高、可靠性强、故障率低、操作更方便灵活等一系列的优越性。而且配套的绞车、转盘、钻井泵可以使用同一套电力就可以满足了钻井工艺要求,大大提升了工作效益。

人力挖掘的深槽

钻探工程是勘探工程里的核心部分,无论是工作量还是预算经费都超过整个勘探工程的一半以上,整个项目的工期设计也是围绕钻探工程展开的,一旦钻探停止了,必然会影响工程进度。所幸一天没电还不至于遭受严重困扰,毕竟钻机配套的发电机也有停机歇菜的时候,真要停电一天,那整个队伍就只能停工一天整理内务了。

原野上的钻探工程

井下开采行业遭受 (by 地质时代,地质工)

如果停电一天,井下矿产开采遭受的打击将会十分严重。以完全依赖电力的通风为例,未加装通风设备的井下开采基本不能超过50米,而且这仅仅是斜距。煤矿的通风条件则更为苛刻,不互联的水平巷道超过3米就需要加装送风设备,防止瓦斯堆积。一旦通风设备停止,在井下的作业人员就像遭受透水事故一样,氧气告急而有害气体增多,情况万分危急。

如果此时恰好发生矿难,一旦没有电力供给,工人甚至无法找到救生舱的位置。即便找到救生舱,也可能因为有没有电力供应而无法发挥其一成的效力,只能孤立无援的在极端黑暗中无助等待。

2010年科皮亚波矿难中成功升井的逃生舱

大型矿山的产能对于国际市场有决定性的作用,停电一天就将对国际煤炭、贵重金属的行情会造成巨大的冲击。唯一值得欣慰的是,大型矿山一般采用8小时三班或者6小时4班工作制,理论上只有一少部分人会遭受矿难影响。

石油开采行业—中东表示无压力,我国略有困扰 (by 石油民工,石油人)

生产石油的油井大部分不能停产,至少不能长时间停产,否则会导致油井报废。那么停电一天会对油井产生什么影响呢?原则上来说一天时间油井还不至于报废,不过停产一天会影响含油层油气运输节奏。中东地区的轻质油、自流油油井对此可能毫无压力,但对于我国则会有较大程度的影响。我国的稠油油田比例较高,稠油资源也相对丰富,已在12个盆地发现了70多个重质油田,所以稠油开采技术在我国也备受重视。上世纪80年代就着眼对稠油资源进行研究和。其中,胜利油田的热采、注蒸汽、电加温、化学降黏等技术,辽河油田的中深层稠油,大港油田的化学辅助甜吞吐技术,新疆油田的浅层稠油面积驱技术等均处于国内领先水平。

稠油生产结构

我国稠油开采90%以上依靠蒸汽吞吐或蒸汽驱动,采收率能达到30%左右,所以,一旦停电,热力开采方式必然中断,虽然油井报废的几率不大,但在一段时间内油井的产量都会降低,而推而广之到全球范围内,油价必然大涨,一段时期的油荒不可避免。

相应地,下游正在炼制油气的工厂也会突然遭受影响,部分产品炼制中断,重质油油温下降致使管道出现堵塞,届时清理管道等工作就需要耗费不少时间。极端情况下将可能导致油荒情况加剧,战略储备甚至出现见底的情况。

制造业生产线—停电一秒都嫌长(by 可可,电子封装工程博士)

在制造业各大门类中,不少生产线的停止和启动都可能花费高昂的成本。以堪称当代工业文明至高点的半导体制造业为例,其对电力供应连续性的依赖程度极高,电力中断发生后的损失程度又极为惨重。不要说停电一天,即使只是短时间内的电力供应中断,甚至仅仅是电压瞬时过低,就能让全世界半导体产业遭受沉重打击。

2010年12月8日清晨,负责生产NAND闪存的东芝四日市工厂遭遇了瞬间电压低下的供电事故。中部电力公司称,当天5点21分,爱知县西部、三重县北部、岐阜县西部发生了持续时间为0.07秒的电压瞬间低下事故。然而,就是这短短的百分之七秒间,该工厂的多台设备就停止了运行。直到12月10日,生产线才得以逐步重启。此事件对东芝的NAND产能造成了严重冲击,导致2011年1月产能下降了将近20%,直接经济损失达到200亿日元。

三星电子位于西安的NAND生产线投产初期纪念照片

2018年3月9日上午11时30分,三星电子平泽工厂发生了持续40分钟的停电事故。虽然在断电瞬间,应急电源供应UPS就紧急启动,然而在20分钟不到的时间里,UPS就停止了工作。也就是说,至少有20分钟的时间工厂的电力供给被完全切断。

发生事故的产线主要担负着最先进的64层3D NAND闪存的生产任务,在这次事故中,三星电子共损失了3万到6万片300毫米晶圆。若以6万片计算,这次事故令平泽工厂损失了每月产量的三分之二左右,占到了三星电子每月3D NAND产能的20%。直接经济损失在3亿以上。由于三星电子在NAND闪存领域具有压倒性的产能和技术优势,6万片晶圆已经达到了全世界每月NAND产能的4%左右,世界市场发生短期价格波动将无法避免。

一片300毫米硅晶圆可以生产出数百颗NAND闪存

为什么半导体工厂如此惧怕停电呢?这是因为半导体工厂超净间的无尘环境严重依赖于电力供应,一旦电力供应出现问题,环境中的灰尘将迅速污染线上产品。同时,半导体制造工艺中非常关键的气相沉积和磁控溅射工艺也具有一旦开始就必须持续进行,直到镀膜工艺彻底完成的特点。这是因为一旦中断,持续生长的薄膜就将出现断层,这对产品性能的影响无疑是灾难性的。

建设中的微电子工厂超净间

通信行业—尚不至于彻底瘫痪,至少我们还有局域网 (by 王轩,通信工程博士)

此时应打开手机飞行模式,因为如果手机检测不到基站的网络信号,会认为周围基站较远或信号不好,为了搜索到信号,会自动提高手机天线功率,大幅增加电量消耗,让本来就没法充电的手机更快耗尽电量。而如果打开飞行模式,手机跟网络相关的功能会被关闭,可以让手机获得比平时更长的使用时间。

两座伪装成树的GSM通讯基站

同时,应该尽量选择稍暗一点的地方玩手机,这样可以调低手机屏幕亮度,进一步延长使用时间。也尽量不要玩大型3D游戏(没网时也基本没有3D游戏能玩)因为3D游戏需要芯片以高功率工作,耗电速度过快。

与手机类似,笔记本电脑还可以继续使用,但因为路由器和交换机断电宕机,所以只能单机使用。所幸的是,如果懂一些专业知识或者有对应软件可以用一台笔记本作为路由器连接其他笔记本,可以玩玩局域网游戏。

生物医学实验室—全体狂怒,按期毕业依赖人品(by 夏至,免疫学博士)

在生物医学实验室,如果完全没电用,科研工作将基本停滞。后果的严重与否,则要看停电有没有计划。

场景一:计划性停电

20天~7天前:所有人调整实验安排,将37˚C/5%二氧化碳环境的细胞培养箱中的细胞系冷冻保存在液氮中,停电之前不会使用的原代细胞不再培养。预定干冰。

1天前:干冰送达,塞进从4˚C到-80˚C各种冰箱冰柜的合适位置,尽量维持原温度不会有太动。补充液氮罐中的液氮。细胞培养箱此时应已清空。

停电当天:所有冰箱禁止开门,如果是冬天,还要将窗户要全部打开以维持室内的低温。

停电结束(无论是几点)重新启动冰箱,检查温度,如有异常需要抢救样品,将其移动到合适的温度下。此时会有各种冰箱的高温报警声此起彼伏,需要时不时跑去关掉警报。

停电次日:启动细胞培养箱, 检查其他所有仪器,重新开始细胞培养,逐渐回到正轨。

场景二:预料外停电

早上7点:第一个到达实验室的人发现红外线自动门没有自动打开。换一个需要刷卡的门,发现刷卡器不响应。在继续寻找其他门和寻找保安的过程中,越来越多的人聚集在实验楼下,被挡在门外,一片哀嚎。

哀嚎一:前天复苏的细胞系白费了…幸好液氮罐里有冻存。

哀嚎二:养了两个星期的原代细胞废掉了…幸好老鼠还活着。

庆幸三:昨晚摇的大肠杆菌应该还能抢救一下…

痛心疾首× ˚C/-30˚C/-80˚C 里面还放着好几年收集的xxx样品/斥巨资买的试剂盒…

停电结束:各种冰箱都有不同程度的升温,其中的样品还能不能用就只能靠祈祷。细胞培养箱中大部分细胞都奄奄一息,极少数坚强的癌细胞系还活着,但是因为培养条件的改变无法保证数据的真实性所以惨遭丢弃。大肠杆菌只是长得慢了一点。老鼠房因为换气空调罢工所以很臭,只能等半天之后再进去检查。

实验的小鼠,祈盼他一生平安喜乐,千万别遇上停电

突然的停电已经足够让人头痛了,如果要停一天的话,全体生物狗都将因此而狂怒。各种学生要不要因此而延期毕业全凭积攒下来的人品,当然平时养成良好的操作习惯还是有希望令你在危难中化险为夷。

文章中的实例告诉我们,停电不到一秒钟,一间半导体工厂的损失就能达到好几十个亿。如果全球停电一天,那么这个画面将实在太过血腥震撼。由此看来,整个人类社会在停电一天后都需要承受随之而来的后续影响。那么说停电一天,痛苦一年可能一点不夸张。

本文相关词条概念解析:

停电

停电,指停止电力传送,使用电器无法获取外部电源。突然停电可能会毁坏电器,并直接影响人们的正常生活。停电,即停止电力传送,使电器无法获取外部电源。可包括人为停电(如:维修线路、错峰用电、拉闸限电、拖欠电费等)、保护停电(如:防雷击、防止电器过载等)、意外停电(如:人为破坏、恶劣天气、电路短路、意外断路等)。

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