突然冻结：它们造成的连锁问题

突然的严寒：引发的连锁问题

美国遭受的北极寒流特别重创了得克萨斯州。
得克萨斯州气候温暖，很少出现寒冷天气。
然而，这次寒流打破了所有纪录，连续五天出现零度以下的天气。
这种突如其来的寒冷天气引发了一系列连锁问题，首先是停电。

得克萨斯州的电力公司在极端天气事件中的紧急维修经验丰富，试图尽快恢复供电。
然而，过去十多年来，重大停电事件的发生率一直在上升，天气事件是主要原因。

在这次寒潮中，大约540万人断电，其中约430万人在得克萨斯州，主要集中在主要人口中心。
那么，为什么孤星州会遭受如此严重的打击呢？实际上，并没有什么可以指责的。

系统设计和计划制定时会考虑风险因素。
这些风险因素影响了广泛的设计决策，例如设备必须在什么温度下工作。
这是一种必要的成本控制方法。
在系统或结构中增加任何特定的抗灾能力都会增加成本，无论是抵抗风、地震还是寒冷。
因此，不太可能发生的极端情况被忽略，导致任何超出设计范围的极端事件都更有可能引发问题。

这次，极地涡旋给得克萨斯州带来的天气是百年一遇的事件。
电力基础设施并未为此设计，导致大量连锁故障。
有趣的是，这些故障确实发生了连锁反应，向我们展示了在更大规模的电网相关灾难中可能发生的情况。

事件的大致顺序

首先，得克萨斯州在风能方面领先全国，约20%的电力来自风能。
为了满足联邦法规，决定关闭一些较旧、不太环保的发电厂。

与此同时，ERCOT（得克萨斯州电力可靠性委员会）决定减少该州的能源储备容量，作为增加可再生能源比例的一部分。
他们的想法是，如果需要额外的能源，州里总是可以从周边州购买。

除了更多地转向风能外，得克萨斯州电网的另一个重大变化是天然气发电厂的大幅增加。
现在，约48%的电力来自这些发电厂，因为它们燃烧非常干净。

在寒流来临之前，许多发电厂因维护而停机。
这是常有的事，但这次时机不幸，因为降温导致人们使用更多能源取暖。
产能和消费之间的差距变得非常小。

然后寒流来袭，带来了冻雨。
首先受到寒冷影响的是风力涡轮机。
西得克萨斯的风力涡轮机叶片上积满了冻雨，使这些设备失去平衡。
为了避免涡轮机的损坏，它们自动关闭。
大约一半的风力涡轮机发生了这种情况，导致该州的电力总产量减少了10%。

在寒冷气候中制造的风力涡轮机具有内置的除冰功能，就像飞机一样。
但由于得克萨斯州涡轮机叶片结冰的可能性很低，因此没有安装这种措施。

与此同时，天然气消耗量增加，因为人们试图保持家中温暖。
得克萨斯州的暖通空调系统的供暖能力比北方家庭安装的要小，因为几乎不需要任何形式的供暖。
因此，大多数家庭的炉子在前四天24小时不间断运行。
我的炉子在前四天内只停过一次，大约一个小时。

这种天然气使用量的大幅增加与管道冻结相结合（是的，天然气管道也会冻结，无论是因为管道中的水还是水合物）。
这并没有完全阻塞管道，但确实限制了流量。
这导致一些天然气发电厂的产量减少，其他发电厂则关闭。
这可能是由于发电厂内的仪器冻结造成的。
同样，由于寒冷罕见，这些仪器没有防寒保护。

在危机初期，ERCOT以通常接受的方式对整个得克萨斯州电网实施轮流停电。
这对一些已经停电的地区没有帮助，但确实防止了整个电网的崩溃。
如果他们再等几分钟才开始实施轮流停电，那么修复损坏可能需要数月时间。

在实施轮流停电时，似乎忽视了天然气泵站和发电厂的位置。
因此，在某些情况下，由于缺乏电力，天然气流动停止。
这反过来导致更多天然气发电厂关闭，加剧了问题。
这些发电厂一旦关闭，需要时间才能重新启动。

那么，为什么ERCOT没有按照计划从周边州购买电力呢？我还没有看到任何明确的解释，但我猜想，由于严寒影响了整个国家，没有人有多余的电力可以出售。
电力公司可能都在满负荷生产，只是试图满足增加的需求。

到目前为止，连锁反应仅限于电网；但它并没有停留在那里。

接下来受到影响的是全州的城市供水。
与发电厂一样，水处理厂也没有设计成能够承受几天的零度以下温度，即使在该州的北部地区也是如此。

城市供水部门同时面临两个问题：电力不足或没有电力，以及寒冷天气。
按照规定，他们必须有备用电力和冗余备用电力，以确保在停电时能够供水。

但在我居住的城市，这并没有起到作用。
当水处理厂没有得到所需的电力时，发电机自动启动。
但所有四台发电机很快就关闭了。
它们是柴油发电机，我猜想柴油燃料没有经过足够的防寒处理。
柴油对温度敏感，在大约零度时，柴油中的石蜡开始凝固，使其变得浑浊。
如果他们拉出喷油器，我会惊讶地发现它们被石蜡堵塞。

得克萨斯州的水管埋得没有北方州那么深。
在北方，常见的建筑规范要求水管安装在地面以下六英尺，但在得克萨斯州，通常在地面以下两英尺。
因此，极端寒冷使霜冻线下降到水管以下，导致全州水管破裂。
许多家庭、企业和商业设施的水管破裂，城市供水管道也破裂。

我居住的城市有一个每分钟30,000加仑的破裂，花了四天多才找到。
我们社区医院的一栋建筑的主进水口破裂，数百加仑的水洒在地上，我发现了它（我只是碰巧是第一个看到的）。
我试图购买的一栋家庭的水管冻结并破裂，即使水龙头一直开着。

全州的水流量减少或更少。
由于水压过低，整个州都发布了烧水令，因为他们无法确定是否有东西泄漏到管道中。
杂货店和其他销售点在第二天就卖光了水。

购买水可能引发了连锁反应的下一阶段，因为杂货店空了，就像COVID-19疫情初期一样。
一些商店排队的人绕着街区转，人们在寒冷中等待进入商店，因为社交距离规则限制了允许进入商店的购物者数量。
加油站挂出牌子说他们没油了。

整个州在几天内从正常状态变为没有电、没有水、没有食物。
如果这不是短期事件，比如ERCOT没有实施轮流停电，那么结果将是灾难性的。

责备游戏的时间

像这种情况通常发生的那样，责备游戏开始的时间比那些处理问题的人，甚至开始实施解决方案的人要少得多。
有些人出于政治原因而指责，而另一些人则是因为他们想为他们的麻烦找到一个替罪羊。
无论如何，那些指责的人最好利用所有的热空气来取暖。

实际上，唯一可以指责的是天气。
在过去100年中，得克萨斯州没有发生过这样的冻结。
因此，我们的基础设施没有设计成能够承受它是不足为奇的。
花钱在我们的系统中构建这种能力就像买雪犁一样，得克萨斯州也没有雪犁。

那些向政府和ERCOT抱怨的人忘记了设计和建造能够抵御任何可能灾难的系统是昂贵的。
设计这些系统的工程师和拥有它们的公司必须考虑财务实际。
在避免服务丢失的成本和花费过多金钱在可能永远不会使用的能力建设之间，这是一个微妙的平衡行为。
不可避免的是，这是一个无胜之局。

我们美国人已经变得娇生惯养。
我们习惯于一切都存在，当事情不按我们认为的方式运作时，我们的第一反应是抱怨。
但事实是，它们永远不会完全按照我们的想法运作。
总会有事情发生，因为我们无法有效地为每一个可能的意外情况做计划。

为连锁事件做准备

作为一个案例研究，这非常有用。
它特别清楚地展示了一个事件如何引发连锁反应，将一个问题变成几个问题。
在COVID-19疫情的早期阶段也发生了同样的情况，尽管那些主要是供应相关的。
然而，仅仅知道它们如何在危机中连锁反应，就有助于我们的规划和准备。

但这不仅限于重大事件。
自然灾害也会导致连锁故障。
飓风通常会带来停电和水资源短缺。
同时，由于通常会出现物资短缺，价格欺诈也存在。
只需看看波多黎各在飓风艾尔玛和玛丽亚的双重打击后发生了什么。

现在看来，任何重大事件都将伴随这些连锁效应。
因此，我们必须为它们的发生做计划，不允许我们将任何灾难视为单一维度的。

那些使用TEOTWAWKI事件（如EMP）作为其准备计划基本轮廓的人做得对。
虽然我们可能永远不会看到那个EMP，但我们可以期望看到多件事同时出错。
构建我们的准备计划和储备，以应对同时发生的多重故障是有道理的。

引用：https://www.survivopedia.com/sudden-freezes-the-cascading-problems-they-cause/
原文: https://s6.tttl.online/blog/1736459817/