上述电网故障事件的直接后果显然令人不快。人们被困在电梯里,或者如果不走下长长的楼梯,人们就无法离开高层建筑。通常,地下和其他铁路系统变成了“监狱”,在没有主电源的情况下,电力供应切断了交通控制和通信系统以及燃料泵系统,污水泵送和处理系统也同样停止运转。移动电话系统有时会幸免于难,但是由于现代手机需要相对频繁地充电,仅仅断电两天就可能产生灾难性的影响。在大多数国家,犯罪活动会利用警报失效和报警超负荷的“良机”。从财政角度来看,我所引用的短期例子——工业损失及商品供应链中断等,估计损失金额通常以数十亿为单位。可以作为财务影响参考的是,即使美国平均每位消费者每年仅遭受9小时的因小规模电力中断而造成的电力故障,每年的经济损失也高达1500亿美元。
城市神话可能有一定的现实元素。在长时间停电后,人们会被困在电梯和火车中,或没有家庭娱乐,随之9个月后就会出现婴儿潮。我引用的例子大多为大范围、短时间(不到一天)的电力故障。然而,对于持续数周的断电事故,婴儿潮效应可能会变得更加明显,尽管到目前为止这种长期故障主要波及小社区。
电网系统的电缆网络大多暴露在空气中,高压电力传输线搭设在塔架上。这些天线规模庞大,效率颇高。许多线路在单个链路(即非常长的天线)中的电力传输路径长达千里,而相互连接的电网布局的天线长度则更长。因此,极光事件在这种网络线路中引起的附加电压和电流大到令人错愕。虽然电源电压在欧洲是240伏,在北美是110伏,但长距离传输损耗很严重。因此,电网的工作电压高于100000伏特,因为电压越高,功率损耗越小。实际数字对于这一灾难情节来说并不重要,但有些系统的电压高达750千伏。英国电网的高电压部分的工作电压通常为275千伏或400千伏。这一数字远远超过240伏,因此将此电压降低到我们日常所使用的电压极其复杂。更为复杂的是保持恒定频率(例如英国的50赫兹)。能够完成所有这些工作的设备非常重要且价格昂贵,所以一旦其任何部分被破坏,它就会立即对替代路径施加更高的电压。这是一项伟大的技术,但是它在电气极端过载的情况下可能会崩溃。
尽管有高质量的工程设计,但是太阳异常事件引起的电压和功率波动可能会使电网进入过载模式,由此造成的过载引起的损坏情况很多且有详尽的记录。电缆可能会熔化或弧形落地,可能导致塔架坍塌。或者,电涌可能穿过变电站,额外的电力足以烧毁变压器和频率控制电路。
在21世纪,电力电缆系统变得更长、更复杂,而且连通性更强,结果是即使小型太阳耀斑也会造成停电并摧毁变压器和其他设备。过去的15年里发生了许多事故,特别是在瑞典和加拿大等高纬度国家。这是可以预料的,因为极光效应在那里最为明显,但是真正的巨型太阳耀斑在远离两极的地方都可以观测到,它们会引起更大的电气干扰。人类已经在高纬度地区采取了一些预防措施,但是在极光干扰罕见的低纬度地区,人类还没有尝试采取足够的防耀斑干扰措施。对于电力系统相互连接的地区和国家,该系统受其电力供应链最薄弱环节的威胁。
如果庞大的网络中单个变压器发生损坏,可以通过替代路径的方式重新布局以达到修复网络的效果。如果电网的多个部分关闭,替代路径就无济于事了。这种情况曾经发生在美国,由于电网过载跳闸,美国大面积地区出现了全面停电。当多个变压器单元被摧毁时(太阳耀斑时可能会发生)会出现严重的长期问题,更换变压器单元要难得多,因为电力公司没有足够的备件(备件品种繁多,价格高昂)。因此,单个变压器损失导致的问题可能需要几个月来修复。然而,多重损失将集灾难性和长期性于一身,因为它们可能导致大范围的电力故障。在极端情况下,整个国家将没有能力生产替代品,该国将完全依赖外国供应商,这样也就容易遭受剥削或入侵。