اگر تمام چراغ‌های دنیا همزمان روشن شوند، چه اتفاقی می‌افتد؟

افزایش ناگهانی تقاضا برای برق

یکی از بزرگ‌ترین پیامدهای روشن شدن همزمان تمام چراغ‌های جهان، افزایش ناگهانی و عظیم تقاضا برای برق خواهد بود. نیروگاه‌ها، با استفاده از منابعی چون زغال‌سنگ، گاز طبیعی، اورانیوم، جریان آب، باد و نور خورشید، برق تولید کرده و آن را از طریق شبکه برق به مصرف‌کنندگان می‌رسانند. برای حفظ پایداری این شبکه، تولید برق باید همواره با میزان مصرف مطابقت داشته باشد. هرگونه عدم تعادل، حتی برای چند ثانیه، می‌تواند به خاموشی گسترده منجر شود.

اپراتورهای شبکه از سامانه‌های حسگر و رایانه‌های پیشرفته برای رصد لحظه‌ای تقاضا استفاده می‌کنند تا تولید را بر اساس نیاز افزایش یا کاهش دهند. میزان کل مصرف برق که به آن «بار» گفته می‌شود، در ساعات مختلف روز و فصل‌های گوناگون به طور قابل توجهی تغییر می‌کند.

پاسخ نیروگاه‌ها به جهش تقاضا

اگر همه مردم جهان لامپ‌های خود را به طور هم‌زمان روشن کنند، فشار عظیمی بر شبکه برق وارد می‌شود. در این شرایط، نیروگاه‌ها باید با سرعت بسیار بالا تولید را افزایش دهند تا از فروپاشی سیستم جلوگیری کنند، اما توانایی پاسخ‌گویی نیروگاه‌ها متفاوت است:

• نیروگاه‌های زغال‌سنگ و هسته‌ای: این نیروگاه‌ها قادرند حجم زیادی از برق را تأمین کنند، اما در برابر تغییرات سریع بار واکنش کندی دارند و در صورت خروج از مدار، ساعت‌ها طول می‌کشد تا دوباره عملیاتی شوند.
• نیروگاه‌های گاز طبیعی: این نیروگاه‌ها توانایی بیشتری در پاسخ‌گویی به نوسانات بار دارند و معمولاً برای تأمین نیازهای پیک مصرف استفاده می‌شوند.
• منابع تجدیدپذیر (خورشیدی، بادی، آبی): اگرچه آلودگی کمتری تولید می‌کنند، اما میزان تولید آن‌ها قابل کنترل نیست و به شرایط طبیعی وابسته است.

مدیران شبکه از باتری‌های بزرگ برای تنظیم جریان برق استفاده می‌کنند، اما ذخیره‌سازی برق در حدی که بتواند یک شهر کامل را تأمین کند، از نظر اقتصادی و فنی مقرون‌به‌صرفه نیست. برخی نیروگاه‌های آبی نیز می‌توانند در زمان کم‌مصرف، آب را به مخازن بالادستی پمپاژ کرده و در اوج مصرف، با عبور دادن آن از توربین‌ها برق تولید کنند.

دو عامل بازدارنده از فروپاشی کامل

خوشبختانه، دو عامل اصلی مانع از فروپاشی کامل شبکه برق در صورت روشن شدن همزمان تمام چراغ‌ها می‌شوند:

1. عدم وجود شبکه برق جهانی واحد: اکثر کشورها دارای شبکه‌های ملی یا منطقه‌ای مستقل هستند. شبکه‌های مجاور ممکن است به هم متصل باشند، اما این اتصال‌ها در صورت لزوم به سرعت قابل قطع هستند. بنابراین، حتی اگر در مناطقی خاموشی رخ دهد، احتمال فروپاشی همزمان همه شبکه‌ها بسیار اندک است.
2. گسترش لامپ‌های LED: طی دو دهه گذشته، لامپ‌های LED جایگزین بسیاری از لامپ‌های قدیمی‌تر شده‌اند. این لامپ‌ها با مصرف برق بسیار کمتر، نور بیشتری تولید می‌کنند و فشار کمتری به شبکه وارد می‌آورند. بر اساس داده‌های وزارت انرژی ایالات متحده، استفاده از لامپ‌های LED به طور میانگین سالانه حدود 225 دلار برای هر خانوار صرفه‌جویی به همراه دارد. تا سال 2020، تقریباً نیمی از خانه‌های آمریکا از LED برای روشنایی استفاده می‌کردند.

افزایش تابش آسمان و کاهش ستارگان

علاوه بر تأمین روشنایی، باید به این پرسش توجه کرد که این نور به کجا خواهد رفت. افزایش ناگهانی و شدید روشنایی باعث تشدید پدیده‌ای به نام «تابش آسمان» می‌شود. این پدیده، درخششی مه‌آلود است که شب‌هنگام بر فراز شهرها مشاهده می‌شود.

تابش آسمان زمانی رخ می‌دهد که نور با ذرات غبار و مه موجود در هوا برخورد کرده و بازتاب می‌کند، سپس باعث پخش نور در آسمان شده، به‌گونه‌ای که درخشش آن، ستارگان را از دید پنهان می‌سازد. کنترل نور بسیار دشوار است، چرا که ممکن است از سطوح درخشان مانند شیشه خودرو یا بتن بازتاب کند.

در بسیاری از مواقع، از نور در شب بیش از اندازه استفاده می‌شود؛ مانند دفاتر کاری خالی که در تمام شب چراغ‌هایشان روشن است یا چراغ‌های خیابانی که به جای تابش به زمین، به آسمان می‌تابند. حتی سامانه‌های روشنایی که به‌خوبی طراحی شده‌اند، می‌توانند به افزایش آلودگی نوری دامن بزنند، به طوری که از فضا قابل رؤیت شوند و در عین حال ستارگان را از دید ساکنان زمین پنهان کنند. این نوع آلودگی نوری می‌تواند به سلامت انسان آسیب برساند، زیرا چرخه طبیعی خواب و بیداری بدن را مختل می‌کند. همچنین ممکن است باعث سردرگمی حشرات، پرندگان، لاک‌پشت‌های دریایی و دیگر جانوران شود.

در نهایت، اگر همزمان در سراسر جهان همه چراغ‌ها روشن شوند، مصرف برق فقط افزایش نسبتاً اندکی خواهد داشت، اما تابش آسمانی بسیار شدید و آسمانی بدون ستاره خواهیم داشت؛ منظره‌ای که چندان خوشایند نیست.