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倫敦機場因變電站火警癱瘓,全球最繁忙機場怎麼如此脆弱?

一場變電站火警竟然導致全球最繁忙的機場之一倫敦希斯洛機場整個停擺,到底發生什麼事?希斯洛機場像是一個警世故事,揭示當工程師最害怕的單點故障和墨菲定律同時發生,會是什麼個情況。

倫敦機場-希斯洛機場-充電站-機場-墨菲定律 圖片來源:美聯社
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有些旅客準備奔赴親友一生一次的大喜之日,有些人是要送親友最後一程。但當歐洲最繁忙機場希斯洛機場(Heathrow Airport)因火警斷電,不得不全面關閉,遠方的目的地彷彿更遠了。

由美國華盛頓特區起飛前往倫敦的一架班機,甚至從高空中的大西洋半途折返。

倫敦消防單位週四深夜11點接獲報案,海耶斯(Hayes)變電站發生大火,導致數千戶民宅停電。沒過多久,重度仰賴海耶斯變電站的希斯洛機場宣布停擺。

消防局出動超過70名消防員,火勢在週五早上8點獲得控制。火災的原因尚不清楚,但變壓器中超過兩萬公升的冷卻油著火,進一步加劇了火勢。

倫敦時間週五接近傍晚時分,機場部份區域恢復電力,但火警總計影響1300多個班次,和多達十萬旅客。

機場剛宣佈關閉時,飛機停飛,剩下謠言漫天飛舞。英國首相官邸唐寧街呼籲民眾調查出爐前,不要臆測或造謠。

有些人急的哭了;獨自搭機81歲印度老奶奶本來要到英國與孫子會合,但飛機轉降德國慕尼克機場,不會說德語和英語的她恐慌症發作。

警方和安全單位暫時排除惡意行為,但考量變電站的位置以及這起事件對國家關鍵基礎設施的影響,倫敦員警廳的反恐指揮部現在正在領導調查。

維護變電站的國家電網(National Grid)表示,變電站火災「極為罕見」,目前無法「排除任何可能性」。

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全球最繁忙機場之一,怎麼如此脆弱?

在慌亂、震驚之外,希斯洛機場及整個英國面臨更多的是質疑:去年服務8390萬人次的全球第四繁忙機場,怎麼會如此不堪一擊?

國際航空運輸協會(IATA)表示,「希斯洛機場再一次讓旅客和航空公司失望。難道這樣的關鍵基礎設施完全依賴於單一電力來源而沒有備用方案嗎?」

希斯洛機場確實有多個電力來源。國家電網內部人士告訴BBC,但這次火災損壞了「特別重要的部份」,導致備用系統無法有效運作。

火勢席捲了用於將高壓電轉換為較低、更安全電壓的變電站。這個過程會產生大量熱量,而為了散熱,變電站使用了易燃的冷卻油,這正是火勢如此迅速蔓延的原因。

變電箱使用易燃的冷卻油主要是因為這種油具有優異的電絕緣和冷卻性能。雖具有易燃性,但在正常運行條件下,不易點燃。然而,在過熱或故障的情況下,這些油可能會變得易燃,從而引發火災或爆炸。

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希斯洛機場從英國電網的兩個主要連接點獲取電力,其中發生火災的海耶斯變電站提供了機場的大部份電力需求。另一個連接點位在艾弗(Iver)變電站,但希斯洛的能耗與一個小城市相當,艾弗變電站根本無法承擔整個機場的用電負荷量。

希斯洛機場為某些關鍵系統設有備用方案,備用柴油發電機和不間斷電源(UPS)都按預期運作,可以讓跑道燈和航空導航設備運作數小時,但並不足以支撐整個機場營運一整天。

機場屋頂結構還有一些太陽能板,但目前產生的電量還很雞肋,週五陰鬱的天氣,更是一封對墨菲定律的邀請函。

當墨菲定律遇上單點故障

每位工程師都深知,任何可能出錯的事情終將會出錯。

正如墨菲定律揭示的,故障會在最壞的時間點,用最令人痛苦的方式發生。這就是為什麼工程師們會全力避免所謂的單點故障,也就是系統中某單一組件的崩潰可能導致整個系統癱瘓。

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彭博社專欄作家布拉斯(Javier Blas)寫到,倫敦希斯洛機場正示範著,當墨菲定律與單點故障相碰撞時會發生什麼,答案是一片混亂。

英國多年來最嚴重的航空旅行中斷事件,怎麼發生的?一切都歸結於成本。諷刺的是,如果希斯羅是一座現在當紅的資料中心,那麼就算國家電網斷電,還是有足夠的備用電力,雲端巨頭就是如此周到地服務客戶。

但作為歐洲最繁忙、全球輸送量第四大機場的希斯洛,卻還沒有同等級的基礎建設。原因是,建立冗餘電力的成本非常昂貴,但目前的事件說明,系統故障的成本更高,並且難堪。

供電的最後一哩路

布拉斯認為,這次危機提供幾個教訓。

多年來,各國在關鍵基礎設施上都走捷徑,進行成本效益分析時一次又一次過分強調節省成本,卻忽視了韌性。

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與此同時,隨著能源消耗由石化向電力轉移,更需要在電力系統中最不引人矚目的部份投入資金,那便是供電的最後一哩路──超級變壓器、變電站和地下電纜網路。因為高壓電流正是在這最後
一哩路的地方,轉換為中壓電,供應企業和家庭。(看更多:電力超級週期啟動,誰是最大贏家

無奈的是,布拉斯說,目前的辯論大多還是放在綠色或化石燃料能源。政治家們願意為風能和太陽能,或是煤炭和天然氣而戰,卻忘了加強最後一哩路的電纜和設備韌性。

不要怪水逆,人為的忽視才是對墨菲定律的誠摯邀請。

(資料來源:The Guardian, NYT, BBC, Reuters, Bloomberg Opinion)

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