Solen slår ut allt elektriskt

Strax efter klockan 19, kvällen den 20 oktober 2014 går ett larm på Institutet för rymdfysik i Lund. De satelliter som registrerar aktivitet från solen visar plötsligt rekordnivåer. Sedan försvinner signalen helt. Forskare världen över ringer varandra och skriker upphetsat i luren om liknande erfarenheter. Alla är eniga: det plasmamoln från solen som de visserligen hade vetat var på väg och hade förberett sig på visade sig vara ännu större och ännu mer kraftfullt än de någonsin hade kunnat förutspå.

Det handlar om en så kallad koronal massutkastning – ett utbrott från solens yttersta atmosfär där ett plasmamoln med partiklar med stor elektromagnetisk strålning skickas i hög hastighet mot jorden. Ibland kallas fenomenet för solstorm. Om molnet på sin framsida har ett magnetfält motsatt till jordens kan dessa sammansmälta när det når jordatmosfären. Därmed kan energin överföras till jordens magnetiska fält och strömsystem, där det på breddgrader nära polerna kan bildas en jordmagnetisk ström som ger enorma påfrestningar för elnätet.

De svenska myndigheterna och kraftbolagen hade vidtagit förberedelser och säkerhetssystem finns redan på plats. Men trycket är helt enkelt för stort. Flera transformatorer hinner stängas av men inte alla. Ett antal av Svenska Kraftnäts större knutpunkter smäller. Bara några minuter senare ligger i princip hela det svenska elnätet helt nere, främst på grund av skyddsystemen men också på grund av skadorna på transformatorerna. Och inte bara i Sverige. Stora delar av övriga norra Europa och Nordamerika är släckt.

Alla svenska kraftverk som producerar el stängs av omedelbart. Tack vare säkerhetssystem undviks olyckor på kärnkraftverken.

Dieseldrivna reservaggregat går igång på flera ställen, för att driva samhällsviktiga instanser som sjukhus, vattenreningsverk, flygplatser och serverhallar. På sina håll lyckas man också återstarta elnäten i vissa, på förhand, slutna system. Men nödupplägget klarar bara ett minimum. Flera sjukhem och andra vårdinstanser står utan viktiga funktioner. Internet fungerar, men eftersom så många servrar ligger utanför nödsystemen går det trögt. Mobiltelefoner fungerar emellanåt, men även här med stora variationer.

Arlanda och de större svenska flygfälten lyckas få ned samtliga plan på marken, med ett undantag. Ett privatplan som i nattmörkret inte kunde hitta den lokalflygplats som det skulle landa på. Nödlandning på ett fält misslyckas och alla fyra ombord dör. Flygtrafiken stängs därefter omedelbart. Flygplatserna går visserligen på nödström, men flera satelliter som används för kommunikation och navigation har slagits ut av solutbrottet. Varken de svenska eller europeiska flygmyndigheterna vågar hålla planen i luften, annat än några utvalda transportplan.

Paniken är utbredd. Stora delar av allmänheten kan de första timmarna inte få information då de flesta informationssystem är baserade på elektricitet. Först ett halvt dygn senare har allmänheten via improviserade massmöten och flygblad informerats om vad som exakt har hänt med förhållningsregler om mat- och vattendistribution. Det stora problemet blir dock att förklara vad som hänt och få förståelse bland befolkningen för åtgärderna som vidtas.

Ett oväntat problem har varit att stora tekniksystem, såsom dammluckor i vattenkraftverken i Norrland, styrs via elektroniska nätverk som legat nere i flera timmar och därmed inte kunnat anpassas efter krissituationen.

Efter två dagar har delar av landets elnät kommit i gång hjälpligt, och en del av produktionen kopplats på igen. Men på flera ställen har transformatorerna helt enkelt förstörts och måste ersättas, vilket tar månader. Hundratusentals hushåll i stora delar Sverige saknar fortfarande ström. Flera städers spårvagnsnät ligger fortfarande nere, liksom trafikljus på andra platser än de absolut nödvändiga.

Det stora problemet för privatpersoner är hanteringen av mat och kylvaror. Dagligvaruaffärer slumpar bort kött och andra varor, men det gör ingen skillnad då privatpersonernas kylskåp inte fungerar.

En stor tur i oturen med strömkollapsen är tidpunkten på året. I oktober är värmebehovet inte så stort som under vintern. Men det är samtidigt tillräckligt långt från sommaren för att maten inte ska ruttna, vilket gör att befolkningen klarar sig under de fem dagar som strömmen ska visa sig vara borta för den delen av landet som drabbas.

På morgonen den sjätte dagen är det bara enstaka fickor i landet som inte har ström. Tidningarna som kommer ut igen summerar läget. Bortsett från de fyra som omkom i flygkraschen har ingen i Sverige dött som en direkt konsekvens av solutbrottet och strömavbrottet. En man som fått en hjärtattack fick omdirigeras till ett större sjukhus och hann avlida under transporten. I USA och flera andra länder noteras ett flertal dödsfall, men inga enorma tal.

Sammantaget är det de materiella skadorna som är störst, de ekonomiska förlusterna summeras till över 100 miljarder kronor bara i Sverige. Regeringen har fått gå in med nödlån till ett flertal företag.

Skildringen ovan är hypotetisk. Men solutbrott med långtgående konsekvenser för elförsörjningen i norra Europa och Nordamerika är ett högst påtagligt hot. Och ju närmare jordens poler länderna är belägna, som Sverige, desto större är faran.

Ett riktigt stort utbrott kan få enorma konsekvenser för samhället, följder som är långt större än för bara några decennier sedan. Dels är elnäten i dag både större och mer ihopbyggda än någonsin förut. Dels har samhällets beroende av elektricitet ökat hysteriskt bara de sista decennierna.

Faktum är att svenska Myndigheten för samhällsskydd och beredskap, MSB, bara för två månader sedan var i USA och ihop med amerikanska myndigheter övade för just konsekvenserna av ett större solutbrott. Slutsatserna från den workshop som då hölls kommer att publiceras inom kort.

Effekter på elnätet av solens beteende är något som återkommer frekvent och är en realitet som kraftbolagen följer noggrant och justerar för hela tiden. I oktober 2003 orsakade till exempel en solmagnetisk störning ett timslångt strömavbrott för 50 000 hushåll i Malmö. I mars 1989 gjorde en större incident att strömmen försvann för sex miljoner hushåll i nio timmar i Quebec med omnejd i Kanada. I maj 1921 inträffade en geomagnetisk storm i USA som var tio gånger starkare än den kanadensiska med omfattande skador på elektrisk infrastruktur.

Dessa är dock små i jämförelse med historiens hittills största kända incident. På sensommaren 1859 drabbades stora delar av jordklotet av en geomagnetisk impuls som uppskattas till 50 procent större än händelsen år 1921. Utbrottet, som går under namnet Carringtonincidenten, var så starkt att i princip all befintlig elektrisk infrastruktur, som telegrafstationer, inom vissa områden brann upp. På himlen kunde man se norrsken så långt söderut som vid ekvatorn.

De tämligen frekventa, mindre solutbrotten har gjort att forskare, kraftbolag och myndigheter i dag är både väl informerade och väl förberedda på företeelsen. Men det gäller just för de mindre incidententerna. Hur en storm i Carringtonklassen påverkar dagens samhälle är i princip oöverblickbart.

Häromåret publicerade den amerikanska vetenskapsakademin NAS en stor rapport om solens väder och eventuella konsekvenser. Ett av momenten var att simulera konsekvenserna av hur ett utbrott av 1921 års omfattning skulle påverka dagens USA. Författarna kom fram till att över 350 transformatorer riskerade att få permanenta skador, vilket skulle leda till långvarigt strömavbrott för 130 miljoner människor – halva USA:s befolkning – med enorma konsekvenser för dagligvaror, mediciner, vattendistribution, ventilation, värme, avlopp, telefon, bränsleförsörjning bland mycket annat.

Delvis som en följd av Sveriges relativt utsatta läge för solväder har vi en av världens främsta experter i form av professor Henrik Lundstedt, vid Institutet för rymdfysik.

– De mindre incidenterna har vi lärt oss att förutspå och hantera, men de riktigt stora är vi dåligt förberedda på, säger Henrik Lundstedt.

Han är vice ordförande i ett internationellt nätverk som följer solaktivitet. Institutet i Lund är ett av 13 regionala varningscenter som samarbetar för att kunna slå larm om allvarliga solhändelser.

Enligt Henrik Lundstedt är det i princip omöjligt att uttala sig om sannolikheten för en större. Solen är en så komplex och kraftfull företeelse att det inte går att förutspå. Bara konstatera att de har förekommit och det förmodligen kommer att hända igen.

Tack vare varningssystemen har vi i dag i alla fall minst 17 timmars förvarning om att något större kan vara på väg från solen, som kan få kraftbolag och nätoperatörer att förbereda sig på olika sätt, och myndigheter att förvarna om att strömavbrott kan vara på väg. Men det är svårt att i förväg veta hur stark den elektromagnetiska vågen blir när den väl slår till. En rad faktorer påverkar processen hela vägen från solen tills vågen möter jordens magnetfält och omvandlas.

Helt klart är att en händelse av Carringtonklass eller större skulle få omfattande konsekvenser för samhället, även om vi får varningar i hyfsad tid. Nätens kapacitet är begränsad och når strömstyrkan en viss nivå blir det med säkerhet skador. Energibolagen jobbar kontinuerligt med att förbättra sina transformatorer, inte minst med tanke på den här typen av incidenter, men det är ett arbete som är både dyrt och omfattande. Och inte ens med den senaste tekniken är man helt skyddad.

Så drabbar solutbrottet

Ett hypotetiskt scenario:

1. Solutbrott
Ett utbrott av plasma från solens yttre atmosfär når jorden och ger upphov till en enorm ström på miljontals ampere.

2. Elnätet slås ut
När strömmen går igenom elnätet räcker kapaciteten inte till, och leder till att transformatorer slås ut. Säkerhetssystem gör också att andra delar av nätet stängs ned.

3. Ett mörklagt Sverige
Konsekvensen kan bli frånvaro av elektricitet i flera dagar, vilket får effekter på i princip alla delar av det svenska samhället.

Text:

Toppbild: David Dahlberg