אפילה ופחד בניו יורק- על הפסקות חשמל

כתב: רן לוי

ה-13 ביולי, 1977, החל כערב שגרתי למדי עבור תושבי העיר ניו-יורק. החיים במטרופולין הענקי התנהלו כסדרם: המסעדות ובתי הקפה בגריניץ' ווילג' שקקו חיים, שחקנים דיקלמו מונולוגים על בימות התיאטרון, אנשים אכלו ארוחת ערב וצפו בטלוויזיה. הם לא שיערו לעצמם שלמחרת בבוקר שום דבר לא יהיה כשהיה.

חברת החשמל של ניו-יורק, קון אדיסון, ייצרה בעצמה רק חלק קטן יחסית מהחשמל שהיא מספקת לעיר. קשה לבנות תחנות כוח בלב המטרופולין הצפוף, וקון אדיסון העדיפה לרכוש חלק ניכר מאספקת החשמל מתחנות רחוקות ולהוליך אותו לתוך העיר על גבי קווי מתח ארוכים.

בשעה 8.37 בערב פגע ברק באחד מאותם קווי מתח המזינים את העיר. על כל הקווים מותקנות מערכות הגנה כנגד ברקים, אבל דווקא על הקו הזה המערכת כשלה- והזרם פסק. מספר דקות לאחר מכן, בצירוף מקרים חסר מזל, פגע ברק נוסף בשני קווי מתח אחרים. באחד מהם פעלה מערכת ההגנה כשורה. בשני- לא.

צריכת החשמל נמדדת בואטים. נורת ליבון רגילה, למשל, צורכת 60 ואט בכל שנייה. צריכת החשמל של העיר ניו-יורק באותו הערב הייתה 5800 מיליון ואט, או 5800 מגה-ואט. שני קווי המתח שנפלו בעקבות פגיעות הברקים היו אמורים להזרים כמה מאות מגה-ואט, אבל כעת נאלצו כל שאר הקווים להתחלק בנטל אספקת החשמל. עוצמת הזרמים בקווי המתח החלה מתקרבת בצורה מסוכנת אל קצה גבול יכולת ההולכה של הכבלים.ואז…שוב מכת ברק, באותו האזור! הפגיעה שיתקה תחנת כוח גדולה והוציאה אותה מהמשחק.

השעה הייתה כעת תשע בערב ומהנדסים במרכז הבקרה של קון אדיסון החלו קולטים את גודל הצרה אליה נקלעו. בתוך פחות מחצי שעה איבדה ניו-יורק כמחצית מאספקת החשמל החיצונית שלה- אבל לאף אחד מתושבי העיר לא היה מושג. המזגנים, המנורות והתנורים המשיכו לזלול חשמל בקצב הקבוע שלהם.

לקון אדיסון היה גלגל הצלה: רשת החשמל של ניו-יורק הייתה מחוברת לרשתות חשמל של ניו ג'רזי, לונג איילנד וניו-אינגלנד. החיבור ביניהם איפשר לרשתות לגבות אחת את השניה ולתגבר את אספקת החשמל במקרה הצורך.

אבל כאן כבר לא היה מדובר בתגבור שגרתי. ניו-יורק הגדולה הייתה מורעבת לאנרגיה וקווי המתח המועטים שנשארו לה לא הצליחו להשביע את רעבונה של המפלצת האדירה. היא החלה שותה בצמא כמויות אדירות של אנרגיה מהרשתות השכנות, שכל אחת מהן הייתה צריכה לספק גם את צרכי תושביה שלה. לאף אחת מהן לא הייתה את היכולת להתמודד עם העומס הפתאומי. קון אדיסון הייתה, הלכה למעשה, משקולת כבדה שאיימה להטביע את כל חברות החשמל האחרות שסביבה.

אל חדר הבקרה של קון אדיסון החלו זורמות שיחות טלפון מבוהלות מחדרי הבקרה של חברות החשמל האחרות. לכולן הייתה אותה הדרישה: תפסיקו את החשמל לניו-יורק עכשיו, או שאנחנו נעשה את זה בשבילכם. אבל אף אחד לא יכול לקבל החלטה להוריד את השאלטר לעיר הגדולה ביותר בארצות הברית בלי לשקול את זה טוב טוב. כפתרון ביניים, החלו המהנדסים של קון אדיסון להפחית את המתח שמגיע לעיר בשמונה אחוזים. לרוע מזלם, הטבע התערב וקבע עובדות בשטח.

בתשע ועשרים שוב פגע ברק, רביעי במספר, ושיתק קו מתח גבוה נוסף. מערכות ההגנה האוטומטיות של ניו-ג'רזי וניו-אינגלנד עשו את מה שהיו חייבות לעשות כדי למנוע מרשתות החשמל שלהן לקרוס: הם ניתקו את ניו-יורק מהזרם. עכשיו נותרה רק לונג-איילנד לבדה במערכה, ולמהנדסים שלה לא הייתה ברירה. הם ניתקו את קון אדיסון מהרשת, והעיר ניו-יורק על כל שמונה מיליון תושביה, צללה אל תוך האפלה.

זו לא הייתה הפסקת החשמל הראשונה של ניו-יורק. שתים-עשרה שנים קודם לכן, ב-1965, ארעה הפסקת חשמל ענקית בכל צפון מזרח ארצות הברית. הניו-יורקים זכרו את הפסקת החשמל הזו בחיבה נוסטלגית כמאורע שאיחד את כל תושבי התפוח הגדול והוציא מהם את הטוב שבהם. שכנים עזרו זה לזה. אנשים חילקו שתיה וממתקים אחד לשני. תושבים נמרצים ירדו אל הצמתים והחלו מכוונים את התנועה בהתנדבות. אחווה ורעות שררו בכל מקום.

אבל ניו-יורק של 1977 לא הייתה ניו-יורק של 1965. ב-1977 העיר הייתה שרויה במשבר כלכלי קשה, ורמות האבטלה היו מהגבוהות בתולדותיה. הלחצים החברתיים שהתפתחו בשכונות השחורות והעניות נבנו בהתמדה במשך השנים ולתסכול של השכבות החלשות לא היה לאן לברוח. אחווה ורעות לא היו בלקסיקון שלהם. היה הבדל נוסף בין שתי הפסקות החשמל- אולי אפילו ההבדל המשמעותי ביותר. הפסקת החשמל של 1965 התרחשה בשעות הצהריים, בעוד שזו של 1977 התרחשה בלילה.

באיזורים הטובים יותר של העיר התושבים קיבלו את הפסקת החשמל ברוח טובה. בגריניץ' ווילג', למשל, הפכו הרחובות לפסטיבל מאולתר ובעלי המסעדות חילקו כוסות שמפניה בחינם. באחת מהצגות התיאטרון הוכיחו השחקנים שההצגה חייבת להימשך וסיימו את ההופעה לאור נרות.

בברוקלין, בברונקס והארלם התמונה הייתה שונה לגמרי. המונים הסתערו על החנויות, שברו את חלונות הראווה ובזזו מכל הבא ליד. צעירים תלשו את סורגי החלונות של חנויות תכשיטים ורוקנו אותן. חמישים מכוניות פונטיאק חדשות נגנבו מסוכנות רכב. מאות מבנים הוצתו. משפחות מבוהלות השליכו כמה בגדים אל תא-המטען של המכוניות שלהן, ונמלטו מהשכונות. השוטרים היו חסרי אונים. הם היו במיעוט ניכר: עשרת אלפים לובשי מדים נגד עשרות אלפי מתפרעים, ובנוסף גם לא ראו כלום. כשהשוטרים נכנסו לחנות אחת כדי לעצור את הבוזזים, עשר חנויות סמוכות נשדדו באותו הרגע.

כשזרחה השמש למחרת, העיר הייתה אפופה בעשן של למעלה מאלף שריפות. 4500 איש נעצרו.  בית כלא ישן נפתח מחדש רק כדי לשכן את אלפי העצורים. הנזקים המיידיים לעסקים נאמדו בשישים מיליוני דולרים. הנזק העקיף לכלכלה נאמד בכמיליארד דולר. המציאות העגומה של עיר שסועה ומפולגת שדי בלילה אחד נטול-חשמל כדי להשליך אותה אל זרועותיו של הכאוס, נחשפה לעיני כל. החשמל חזר אל העיר כעבור עשרים וחמש שעות לערך, אבל בזמן הקצר הזה הפכה ניו-יורק לעיר אפלה, מסוכנת וקרת לב.

איך עושים חשמל

הסיפור האחרון מדגים לנו היטב עד כמה תלויה החברה המודרנית באספקה סדירה של חשמל. כל התשתיות שלנו, החל ממים ודלק וכלה בתקשורת, תלויות בו לחלוטין. הפסקת חשמל ארוכה מחזירה אותנו בבת אחת מאתיים שנים לאחור. השאלה המתבקשת היא עד כמה ניתן לסמוך על אספקת החשמל? כדי לענות עליה, כדאי להכיר טוב יותר את רשת החשמל והגורמים המשפיעים עליה.

מקור האנרגיה לייצור חשמל בישראל הוא לרוב פחם, ובמידה פחותה גז טבעי ודלקים נוזליים. בתחנת כוח טיפוסית, כמו זו שבחדרה למשל, שורפים את הפחם כדי לחמם מים ולהפוך אותם לקיטור. הקיטור נע במעגל סגור ודוחף טורבינה. הטורבינה מסובבת חוט מוליך בתוך שדה מגנטי. כשמוליך חשמלי נע בתוך שדה מגנטי נוצרים בתוכו זרמי חשמל, ואלו הזרמים שמוסעים החוצה מתחנת הכוח אל הצרכנים. זו כמובן הפשטה של התהליך המורכב המתרחש במציאות, אבל ברמה העקרונית תחנת כוח אינה שונה בהרבה מגנרטור קטן, כזה שעובד על בנזין.

מהם 'מתח' ו'זרם חשמלי'? נניח שהחשמל הוא נהר של מים זורמים. כדי להפיק אנרגיה מנהר, צריך שיפוע: המים צריכים לנוע ממקום גבוה למקום נמוך, וכשהם זורמים במהירות ניתן להעזר בהם כדי לסובב גלגל כפות, למשל. הזרם החשמלי, אם כן, הוא המים שבנהר- והמתח הוא כמו הפרש הגבהים. כדי לסובב גלגל כפות גדול וכבד במיוחד, אפשר לבחור נהר איטי אבל שיש בו המון מים, או נהר פחות שופע אבל בעל שיפוע גדול, כזה שהמים זורמים בו מהר יותר. באותו האופן, ניתן להוליך את החשמל בכבלים בזרם גבוה ומתח נמוך, או בזרם נמוך- ומתח גבוה.

ביציאה מתחנת הכוח, אם כן, החשמל מומר למתח גבוה מאוד, כ-400 אלף וולט ( 400 'קילו-וולט'). ההמרה למתח גבוה נעשית כדי שהזרם יהיה נמוך מאוד, והיא הכרחית כדי להעביר את האנרגיה החשמלית למרחקים ארוכים באופן מעשי. קווי ה-400 קילו-וולט מכונים 'קווי מתח על', והם מחברים בין תחנות הכוח השונות. אם תחנה אחת מועמסת באופן יוצא דופן, שאר התחנות יזרימו חשמל אליה דרך קווי מתח העל ויגבו אותה.

מתח העל מומר למתח עליון, שהוא 161 קילו-וולט, וקווים אלו יוצאים מתחנת הכוח בדרך אל הערים והישובים השונים. בקרבת הישובים הם מומרים למתח גבוה- 33 קילו-וולט. לבסוף, לא רחוק מהבית, הם מומרים שוב- הפעם ל-220 וולט, המתח שאנחנו מקבלים בשקעים. התמונה המתקבלת היא כמו זו של מפל מדרגות, כשבכל מדרגה הנהר מתפצל לנחלים ויובלים קטנים ושקטים יותר. אבל אל תתנו למטאפורה של 'הנחל השקט' להטעות אתכם. גם המתח שמגיע לצרכן הסופי הוא די והותר כדי להרוג אם לא נוקטים בזהירות הנדרשת. הסיפור הבא ידגים זאת היטב, והוא לקוח דווקא מעולם הרוק.

התחשמלות

לזלי 'לס' הארווי היה הגיטריסט המוביל של הלהקה הסקוטית Stone The Crows. לס היה גיטריסט מצוין: בלהקה הקודמת שלו הוא אפילו חימם את לד זפלין הגדולה באחד ממסעי ההופעות שלה. אומרים (טוב, וויקיפדיה אומרת) שלס הצליח להרשים אפילו את ג'ימי פ'ייג, הגיטריסט המיתולוגי של לד זפלין. ב-1972, בזמן הופעה חיה על הבמה, ניגש לס אל המיקרופון. הוא אחז בו, מוכן לתת את השואו הטיפוסי של הופעת רוק טובה- ולנגד עיניהם של הצופים המבועתים התחשמל ונהרג במקום.

מה קרה שם, על הבמה? יש כאלה שטוענים שמדובר בסוג של מזימה, או לכל הפחות גורל. לס היה בן 27 במותו, ובעולם הרוק הגיל הזה הוא בעייתי במיוחד. ג'ימי הנדריקס נחנק מהקיא של עצמו אחרי לילה של סמים ואלכוהול- בגיל 27. ג'ניס גופלין הזריקה לעצמה מנת יתר קטלנית- בגיל 27. ג'ים מוריסון מה-Doors נמצא מת באמבטיה, מהתקף לב או אולי ממנת יתר- בגיל 27. קורט קוביין, הסולן המיתולוגי של נירוונה, החליט לגמור עניין עם רובה- בגיל 27. אולי היה זה גורלו של לס להיות חבר במועדון היוקרתי הזה.

או אולי הסיבה היא קצת פחות מיסטית.

הזרם החשמלי שעוזב את תחנת הכוח חייב גם לחזור אליה: זהו טיבו של מעגל חשמלי- וזו הסיבה שקוראים לו 'מעגל חשמלי'. הזרם מגיע אל הצרכנים על כבלי החשמל, עובר דרך המזגן, הטלוויזיה או אחד המכשירים האחרים- וחוזר בחזרה דרך הקרקע, האדמה שעליה אנחנו דורכים. בשקע הביתי, זה קורה דרך שני החורים העליונים: חור אחד דרכו הזרם נכנס למכשיר, וחור שני שדרכו הוא עוזב אותו.

אבל מה קורה אם ישנה תקלה, והמתח שמגיע מהשקע נוגע בכיסוי המתכתי של המכשיר? כאן נכנס לתמונה החור השלישי בשקע, החור התחתון. החור התחתון הוא 'הארקה', והוא מחובר לאדמה. הכיסוי המתכתי של המכשיר מחובר אליו- כך שאם המתח מהשקע נוגע בכיסוי המכשיר הזרם מייד מוארק לאדמה לפני שמישהו מספיק לגעת במכשיר ולהתחשמל.

המיקרופון של לס הארווי היה מחובר אל מגבר שהיו בו שתי תקלות קריטיות. הראשונה היא שמתח מהשקע הגיע אל הגוף המתכתי של המגבר, והשנייה שאותו גוף מתכתי לא היה מחובר להארקה כפי שצריך להיות. המתח מהשקע עבר דרך הכבל אל המיקרופון. כשלס נגע במיקרופון, הזרם עבר דרכו אל האדמה- ומשם בחזרה אל חברת חשמל.

אולי תופתעו לגלות שדי בזרם חלש מאוד, זרם שאפילו לא היה מספיק כדי להאיר נורה קטנטונת, כדי להרוג. הדופק שלנו נשלט על ידי אותות חשמליים שמגיעים אל הלב. הזרם שמגיע מבחוץ מפריע לאותות החשמליים האלה והתוצאה היא פרפורים בלב ואולי אפילו דום לב.

כיצד ניתן להתגונן מפני התחשמלות? קחו דוגמא מהציפורים. ציפור יכולה לשבת על קו מתח גבוה שמספיק, עקרונית, כדי לגרום לה לצייץ את התקווה ברוורס – אבל שום דבר לא קורה לה. מדוע? מכיוון שהציפור נוגעת אך ורק בכבל אחד. זכרו שהזרם חייב תמיד לחזור אל חברת חשמל, ואם הציפור נוגעת בכבל בודד לזרם אין דרך חזרה- ולכן הוא לא זורם דרכה כלל. לנשרים, לעומת זאת, יש פחות מזל: להם יש כנפיים ארוכות מספיק כדי לגעת בשני כבלים בו זמנית ובכך לסגור את המעגל החשמלי. בחברת חשמל יודעים שהם חייבים לכסות את עמודי החשמל היטב באזורים שבהם מקננים נשרים, אחרת התוצאות יהיו עגומות.

ייצור חשמל

החשמל, כמוצר תעשייתי, הוא בעייתי מאוד. אי אפשר לאגור אותו בכמות משמעותית- אין אבקת חשמל שניתן לשמור במחסנים. כל מה שתחנת הכוח מייצרת חייב להגיע מייד אל הלקוח, ואם הלקוח רוצה יותר חשמל- תחנת הכוח חייבת להיות מסוגלת לספק אותו באותו הרגע.

אבל מה קורה אם ביום חם במיוחד, כל התושבים מחליטים להדליק מזגנים בו זמנית? זו בעיה. על פי אחת ההערכות שנתקלתי בהן, מזגנים מהווים כמעט ארבעים אחוזים מסך כל צריכת החשמל בישראל. המתכננים של רשת החשמל חייבים לקחת מקרים כאלה בחשבון ולהקים תחנות כוח גדולות וחזקות מספיק כדי לעמוד בביקוש גם במצבים נדירים וקיצוניים יחסית.

אבל הקמה של תחנת כוח זה סיפור יקר. אף אחד לא רוצה לבנות תחנת כוח רבת-עוצמה בשביל יום או יומיים חמים במיוחד במשך שנה שלמה. מדינות רבות ברחבי העולם פותרות את הבעיה הזו על ידי חיבור של רשתות החשמל שלהן זו לזו. באופן זה כל אחת יכולה למשוך חשמל ממדינה סמוכה במקרה הצורך, ובכך להימנע מאחזקה של תחנות כוח גדולות ויקרות שלא עושות כלום רוב הזמן. זו הייתה גם שיטת הפעולה של קון-אדיסון בניו-יורק, שכזכור הייתה מחוברת לרשתות של ניו-ג'רזי, לונג-איילנד וכולי.

לנו, בישראל, יש בעיה: אין לנו ממי למשוך חשמל. אפשר לנסות לבקש מהחיזבאללה, אבל הם כבר הוכיחו לנו שהם דורשים מחירים גבוהים תמורת מה שיש להם ביד. המקסימום שהעזתים יכולים לעשות זה להדביק כמה סוללות לכל קסאם. לכן לחברת החשמל אין ברירה אלא להשקיע הרבה כסף בהקמה ואחזקה של תחנות כוח למקרה חירום. בעצם יש להם ברירה…הם לא משקיעים את הכסף. יכולת ייצור החשמל המקסימלית של חברת החשמל היא 11 אלף מגה-ואט, ובימים חמים במיוחד אזרחי המדינה צורכים 10,500 מגה-ואט. המונח המקצועי של מהנדסי החשמל למצב הזה הוא- אנחנו על הקשקש.

ובאמת, ביוני 2006 נפלנו מהקשקש. אותו חודש יוני היה חם במיוחד וכולם הדליקו מזגנים. בנוסף, תחנת הכוח ברידינג נסגרה מכיוון שלא עברה לייצור באמצעות גז בזמן, ושתי תחנות כוח ליד רמלה ובאלון תבור נסגרו בגלל סכסוך עבודה עם הועד. חברת חשמל לא עמדה בעומס והחלה מנתקת צרכנים מהרשת באופן יזום. עשרות אנשים נתקעו במעליות, ציוד אלקטרוני עדין נהרס ומוקדי השירות של החברה קרסו תחת מבול של שיחות טלפון נזעמות. הפתרון היחיד, נכון לעכשיו, הוא לנסות ולחנך את הציבור לחסוך בחשמל ולהפעיל את מכונות הכביסה רק בשעות הלילה, כשהצריכה הכללית נמוכה יותר.

אבל לא רק אצלנו המצב עגום. ניתן היה לצפות שהאמריקנים המסודרים והיסודיים, למודי ניסיון משתי הפסקות חשמל ענקיות בארבעים השנים האחרונות, יקחו את העניינים לידיים וישפרו את רשת החשמל שלהם כדי שמקרים כאלה לא יחזרו על עצמם.

הפסקת החשמל הגדולה של צפון מזרח ארה"ב

אבל ב-14 באוגוסט, 2003, זה קרה להם שוב.

גל חום פקד את צפון מזרח ארצות הברית והביא לצריכה מוגברת של חשמל- עבור המזגנים, כמובן. בשעה 12.15 בצהריים ארעה תקלה בתחנת כוח שהייתה שייכת לחברת FirstEnergy באוהיו. זה בסדר, אין סיבה לדאגה: רשת החשמל של פירסט-אנרג'י מחוברת אל כל שאר הרשתות של צפון ארצות הברית ומזרח קנדה. אבל הזרם הרב שזרם עכשיו בכבלי החשמל של אוהיו חימם אותם, וכשמתכת מתחממת- היא מתרחבת. הכבלים התארכו והתארכו והחלו מקבלים 'בטן' כלפי מטה. אחד הכבלים התקרב יותר מדי אל עץ ו…זאפ! הבזק מסנוור של קשת חשמלית, כמו זו של רתכת, שרף אותו והשבית אותו.

התקלה החדשה הגבירה את העומס על חלקיה האחרים של הרשת, אבל בחדר הבקרה של פירסט-אנרג'י איש לא הבחין בכך. תקלת תוכנה במחשב שאמור היה להתריע על עומס יתר גרמה לכך ששום אזעקה לא הבהבה והטכנאים לא נקטו בשום פעולת מנע.

עוד כבלי מתח גבוה החלו מתחממים, מתארכים ומתעגלים. בשעה שלוש אחרי הצהריים נגע כבל נוסף בעץ- ושניהם סיימו את חייהם. בשלב זה החלו הטכנאים בחדרי הבקרה של חברות החשמל השונות להבחין בשינויי מתח פתאומיים על קווי החשמל, וכולם ניסו בקדחתנות להבין מה בדיוק קורה. ואז, בשלוש וחצי- עוד כבל נגע בעץ.

כמו גולש סקי שאיבד שליטה, העניינים הלכו והסתבכו בקצב הולך וגובר. העומס האדיר על חלקיה התקינים של הרשת החל לתת את אותותיו על תחנות הכוח. מערכות ההגנה האוטומטיות החלו להשבית תחנה אחר תחנה כדי למנוע מהן נזק קטסטרופלי, וכל תחנת כוח שהושבתה רק הגבירה את הלחץ והעומס על שאר התחנות וזירזה את קריסתן. בשעה ארבע וחמש דקות, כבר היו חלק גדול מתחנות הכוח מושבתות. החלק הצפוני-מזרחי של אמריקה הצפונית היה בצרות צרורות. האירועים התרחשו כעת בקצב כה מסחרר עד שאיש לא היה מסוגל להגיב להן.

רישומי המחשב הראו כי בשעה 4.10 ושלושים ותשע שניות זרמו 3.7 גיגה-ואט של אנרגיה ממזרח למערב. כעבור שנייה שינו הזרמים כיוון: שני גיגה-ואט זרמו כעת מזרחה- שינוי של 5.7 גיגה-ואט בתוך שנייה אחת! חצי שניה מאוחר יותר, היפוך נוסף. השינויים הללו היו תוצאה של ניסיונותיהן של המערכות האוטומטיות לחלץ את עצמן מהמצוקה אליה נקלעה הרשת.

ההשתוללות האימתנית הזו הייתה יותר מדי, וכל שאר תחנות הכוח נותקו מהרשת מייד. עשרות מיליוני בני אדם בניו-יורק, דטרויט, טורונטו, ניו-ג'רזי ועוד אלפי ישובים גדולים אחרים, נותרו ללא חשמל. תשתיות המים, התחבורה והתקשורת הושבתו. במנהטן לבדה נתקעו נוסעי מעליות בשש מאות רבי קומות. הנזק הכלכלי נאמד בשישה מיליארד דולר. למרבה המזל, לא נרשמו אירועים אלימים חריגים. רק בבוקר שלמחרת חזר החשמל אל הבתים.

האם ניתן למנוע הפסקות חשמל?

איך יכול להיות שהפסקת חשמל כה גדולה התרחשה למרות כל אמצעי ההגנה האוטומטיים והלקחים שהופקו מאירועי העבר? האם המהנדסים והטכנאים של חברות החשמל האמריקניות הם עד כדי כך חסרי כישורים? יכול להיות שלא. מחקרים שנערכו בשנים האחרונות מעלים את האפשרות שהפסקות חשמל רחבות-היקף הן, עד כמה שזה נשמע מוזר, בלתי נמנעות.

אחד מתחומי המחקר המסקרנים של השנים האחרונות הוא חקר מערכות מורכבות. מערכת מורכבת היא אוסף של המוני פרטים בודדים שמשפיעים זה על זה: למשל, מסלוליהם של אינספור הכוכבים שבגלקסיה, או החיכוך בתוך ערימה של גרגרי חול.

אם רוצים לנתח את האופן שבו נוצרת גלקסיה, אפשר להתחיל לחשב את תנועתו של כל כוכב בפני עצמו ואת ההשפעה שלו על כוכבים שכנים. השיטה הזו היא לא מעשית: ישנם כל כך הרבה כוכבים בגלקסיה וכל כך הרבה השפעות הדדיות ותתי-השפעות ותתי-תתי השפעות, עד שאין מחשב שמסוגל לבצע את החישוב הזה. מטרתם של המדענים החוקרים את המערכות המורכבות היא למצוא את הכללים ששולטים בהתנהגותן, אבל לא ברמת המיקרו אלא ברמת המאקרו: לנתח את הפרטים כקבוצה, ולא כבודדים.

הנה דוגמא. קחו מלוא החופן חול, והתחילו לטפטף אותו על השולחן. לאט לאט נוצרת ערימה קטנה של חול, והיא הולכת וגובהת ככל שמוסיפים עליה עוד גרגירים. אבל בשלב מסוים השיפוע של הערימה הופך להיות תלול מדי והערימה קורסת. אם ממשיכים להוסיף חול היא חוזרת לגבוה, עד שהשיפוע שוב מגיע לזווית התלולה, ואז היא קורסת תחת משקלה- וחוזר חלילה.

ערימת החול נתונה בשני לחצים מנוגדים. מצד אחד מוסיפים לה חול מלמעלה כל הזמן, דבר שגורם לה לגבוה. מצד שני, כוח המשיכה מנסה למשוך את הגרגירים למטה. מה שמשפיע על הזווית שבה קורס השיפוע הוא שיווי המשקל שנוצר בין שני גורמים מנוגדים אלה, שיווי משקל שתלוי בחיכוך שבין גרגירי החול. יותר חיכוך- שיפוע תלול יותר, פחות חיכוך- שיפוע מתון. הדוגמא הזו מראה שאפשר לנתח את התנהגותה של מערכת מסובכת כמו ערימת חול, שמורכבת ממיליוני פרטים קטנים, על סמך תכונה פשוטה אחת: החיכוך שמפעילים הגרגירים זה על זה. אין צורך במחשבי על ומיליארדי חישובים מסובכים.

ערימת גרגירי החול היא מסוג 'מערכת בעלת ארגון-עצמי סביב נקודה קריטית'. ב'ארגון עצמי' הכוונה היא שהמערכת נוטה להסתדר מעצמה, ללא התערבות חיצונית, למצב מסוים אחד- במקרה הזה, לצורה של ערימה. 'נקודה קריטית' היא נקודת מעבר בין שני מצבים. השיפוע של ערימת החול הוא נקודה קריטית כזו: קצת פחות שיפוע והערימה נותרת יציבה, קצת יותר שיפוע- והיא קורסת תחת משקלה. ערימת החול מסתובבת תמיד סביב הנקודה הקריטית הזו, חוצה אותה הלוך ושוב.

המדענים גילו כי לכל המערכות הקריטיות, ולא משנה באיזו מערכת מדובר, ישנה תכונה משותפת: ההסתברות לחציית הנקודה הקריטית תחת תנאים מסויימים, זהה תמיד. זאת אומרת, מעצם היותה של המערכת 'בעלת ארגון עצמי סביב נקודה קריטית', כבר אפשר לדעת עליה משהו אפילו מבלי לדעת ממה היא עשויה.

ולמה אני מספר לכם את כל זה? מכיוון שרשת אספקת החשמל- כל רשת אספקת חשמל- היא גם מערכת בעלת ארגון-עצמי סביב נקודה קריטית. כמו ערימת החול, גם רשת החשמל נמצאת בשני לחצים מנוגדים. מצד אחד הביקוש לחשמל הולך וגדל בכל שנה. בהקבלה לערימת החול, זהו כוח המשיכה שמנסה לפרק את הערימה. מצד שני, כשמתרחשת הפסקת חשמל גדולה לחברות החשמל אין ברירה והן חייבות לשפר את התשתית שלהם – אחרת הם מסתכנים בלינץ' ציבורי. אלו גרגירי החול שנוחתים על הערימה מלמעלה ומנסים לבנות אותה. ה'חיכוך', בדוגמא הזו, היא כמות הכסף שחברות מוכנות לשלם כדי לבנות תחנות כוח גדולות יותר. יותר כסף- הרשת יציבה יותר. פחות כסף- והפסקות החשמל מתרבות.

התוצאה היא שרשת החשמל נמצאת כל הזמן על הנקודה הקריטית, סף הכאוס. במצב כזה ישנה הסתברות ברורה ומוכרת, אותה ההסתברות המשותפת לכל המערכות הקריטיות, לתקלה קריטית שתשבית את רשת החשמל. המדענים שבחנו את המידע ההיסטורי על הפסקות חשמל לאורך השנים גילו בדיוק את אותה ההסתברות מופיעה שוב ושוב, לא משנה באיזו רשת חשמל ובאיזו חברה.

המסקנה הנובעת מכך היא מדהימה. אם התיאוריה נכונה, אזי אין שום דרך להמנע מהפסקות חשמל גדולות. הסברה היא, וזו רק סברה בינתיים, שהחיבורים בין רשתות החשמל השונות- שכזכור נועדו כדי לייצב את אספקת החשמל- הן אלו שגורמות לה להיות בלתי יציבה. עצם העובדה שכל כך הרבה תחנות כוח מחוברות זו לזו הופכת את רשת החשמל למערכת מורכבת שבה כל אירוע וכל תקלה משפיע על המערכת כולה, כמו תזוזה של גרגיר חול בודד שגורמת לתגובת שרשרת שמפרקת בסופו של דבר את הערימה.

אבל יש משהו שעשוי בכל זאת לשנות את חוקי המשחק. בכל זאת, לנו יש משהו שלגרגירי החול אין: אינטליגנציה. קוראים לזה 'הרשת החכמה', והיא יכולה- אולי- למנוע את הפסקת החשמל הבאה. מהנדסים ברחבי העולם מתכננים חיישנים מתוחכמים שמסוגלים לאסוף מידע מכל רחבי רשת החשמל, כולל נתוני מיקום מבוססי-GPS ושינויים זעירים ברמות המתחים, ולהזרים אותו בזמן אמת אל מערכות מחשב. בעזרת אינטליגנציה מלאכותית יוכלו מערכות המחשב לקבל החלטות במהירות וביעילות שאף בן אנוש אינו מסוגל להן. רשת חכמה שכזו תוכל לנטר את עצמה כל העת, לזהות בעיות ולעקוף אותן, ובמקרה הצורך לתקן את עצמה במהירות. ומתי יתממש חזון הרשת החכמה? לא בעשר השנים הקרובות, כנראה. ההשקעה ברשת החשמל היא מהנמוכות מבין כל ענפי התעשייה במשק האמריקני, כמו גם במדינות אחרות. נכון להיום גם אין לנו מערכות בעלות אינטליגנציה מלאכותית מתוחכמת מספיק.

אוף….חם פה, אלוהים. תנו לי רגע להדליק מזגן.

(רעש של נפילת מתח)

אופס…מה זה החושך הזה…(פתיחת חלון)…זה בכל העיר….אהממ….סליחה ח'ברה, טעות שלי! היה לי חם, באמת, לא התכוונתי!…


לרכישת הפרק •  הרשמה לעדכונים בדוא"ל על פרקים חדשים


קרא עוד בנושאים דומים:

אודות:

ספריו של רן:

2 Responses

  1. ירון הגיב:

    מתי תפורסם גרסה קולית לפרק?

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.