Pubblicato in: Armamenti, Problemi militari

L’America potrebbe non sopravvivere ad un attacco al grid.

Giuseppe Sandro Mela.

2018-2-28.

Views Of A Dynergy Inc. Power Plant Ahead of Earns Reports

Il termine sassone blackout indica una interruzione del servizio di corrente elettrica.

Nel mondo occidentale una sospensione di questa tipologia di servizio potrebbe dapprima generare un consistente chaos, quindi una paralisi a livello nazionale. Tutte le reti ad alta tensione sono infatti interconnesse e la corrente immessa nel sistema secondo necessità. Per un qualsiasi malfunzionamento, le reti si staccano automaticamente, generando blackout a valle.

A seguito riportiamo le cronache di alcuni blackout per chiarire meglio il problema.

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2006-11-05. Energia: mezza Europa al buio per blackout

«Tutta l’Europa occidentale – compresa l’Italia – per un totale di 10 milioni di persone, è stata colpita sabato sera da blackout elettrici, originati in Germania, dove si è lamentata un’improvvisa diminuzione della produzione di energia. Secondo il gestore della rete francese Rte, i circa 5 milioni di utenze lasciate al buio in Francia corrispondono a circa il 10% della popolazione francese. Il black-out è cominciato in Francia alle 21 circa. Secondo la fonte, le utenze francesi sono state «progressivamente rialimentate tra le 22,30 e le 23». In particolare sono stati colpiti i dipartimenti Rodano, Isere, Loira, Ain e Saona e Loira. In Germania – Paese all’origine del blocco – è stata colpita soprattutto la zona di Colonia, nel land della Renania del Nord-Westfalia. È stato colpito per breve tempo anche l’aeroporto di Colonia, ma l’entrata in funzione dei generatori ha permesso la ripresa dell’attività. Colpiti anche Belgio (ma non Bruxelles) e Spagna, dove ci sono stati blackout nelle regioni di Madrid, Catalogna, Valencia e Castiglia-La Mancia. Fonti della Rete elettrica della Spagna (Ree) hanno precisato che l’incidente ha provocato una reazione a catena con la perdita totale di 2.500 megawatt. Secondo la Ree, la corrente è mancata dalle 22,05 alle 22,40.

Secondo il ministero regionale dell’Energia del Nordreno-Vestfalia un contributo al blackout è stato dato anche dagli impianti di produzione dell’energia eolica. Quanta più corrente viene immessa dagli impianti eolici, tanto più va ridotta la quota proveniente da altre fonti, …. Sabato c’è stata una forte immissione di corrente elettrica eolica, ma sembra che non sia stata adeguatamente ridotta quella di altre fonti.»

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2003-09-28. Black-out in Italia del 2003

«Il black-out del sistema elettrico italiano del 28 settembre 2003 fu il più importante incidente di tale genere nella storia del Paese. Ebbe inizio alle 3:30 locali di domenica 28 settembre 2003 e interessò tutta l’Italia continentale e peninsulare e la Sicilia. ….

L’incidente fu dovuto ad una serie di eventi scatenati dalla scarica verso terra tramite un albero eccessivamente vicino della linea svizzera ad altissima tensione Lavorgo-Mettlen alle ore 03:01. Il carico si redistribuì automaticamente sulle altre linee, che a loro volta andarono oltre i limiti di sicurezza e si aprirono. In particolare l’unica altra linea da cui l’Italia importa corrente elettrica dalla Svizzera, tramite il passo del San Bernardino: l’allungamento dei conduttori per dilatazione termica causata da correnti elevate determinò l’apertura degli interruttori di protezione e non risultò possibile reinserirla.

In quel momento, l’Italia stava importando dall’estero il 25% del carico totale.

Alle 3:11 gli operatori svizzeri ETRANS chiesero agli operatori italiani di rientrare nei carichi contrattualizzati, rimuovendo i circa 300 MW di sovraconsumo. L’operazione venne eseguita dal gestore della rete italiana GRTN alle 3:21, secondo gli svizzeri troppo lentamente, ed inoltre nei minuti successivi la richiesta di corrente elettrica tornò nuovamente ad aumentare.

A partire dalle 3:25, tutte le linee ad alta portata Svizzera-Italia si aprirono in successione, alcune per sovraccarico, altre per scarica a terra. Il transito proveniente dall’Europa venne ripartito pertanto sulle linee di collegamento con la Francia, che però anch’esse a loro volta andarono in sovraccarico e si aprirono.

In seguito a questo calo della potenza disponibile, nel sistema elettrico italiano iniziarono forti instabilità di tensione, seguite da progressiva perdita di passo: la frequenza nominale di rete di 50 Hz prese a scendere, attivando le diverse protezioni previste dal Piano Difesa del GRTN: ….

Si innescò così una reazione a catena che nel giro di circa 2 minuti e 30 secondi mandò fuori uso l’intero sistema elettrico italiano.»

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Blackout di 11 ore all’aeroporto di Atlanta, caos ai gate e 1000 voli cancellati

«Gigantesco black-out nell’aeroporto più trafficato del mondo, quello della città americana di Atlanta, nello Stato della Georgia, e per 11 ore è stato il caos. Decine di migliaia di persone sono rimaste al buio, oltre 1000 i voli bloccati a terra, molti dirottati, schermi «muti», la sicurezza affidata alla buona sorte. Nella tarda notte locale, all’alba italiana, la luce elettrica è tornata all’aeroporto Hartsfield-Jackson. Ma ci vorranno ore prima che la situazione torni alla normalità. 

Il calo di tensione, come informano le autorità aeroportuali, è iniziato alle 19 ora italiana di domenica. Lo scalo dovrebbe tornare a pieno regime alle 12 italiane di oggi, lunedì. La Georgia Power, che fornisce l’energia elettrica all’aeroporto, ha detto che a causare il danno è stato probabilmente un incendio all’impianto elettrico sotterraneo, che potrebbe essere stato generato da un corto circuito.»

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Queste cronache ci rendono edotti su di un fatto usualmente ben poco valutato. Il grid, ossia la rete di distribuzione dell’energia elettrica, è un network molto delicato. Basta un intoppo apparentemente ridicolo, un albero troppo vicino ad una linea sovraccarica, per determinare un blackout a livello nazionale, da cui la nazione emerge dopo alcuni giorni di intenso lavoro. Il danno è smisurato rispetto la causa efficiente scatenante.

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Bene.

Adesso pensiamo invece alla concreta possibilità di un attacco militare ben pianificato alla rete di distribuzione.

Per una nazione come l’Italia sarebbe sufficiente una decina di sabotatori che facessero saltare ciascuno tre o quatto tralicci di alta tensione contigui, scaglionando i sabotaggi nel tempo. Non solo si resterebbe senza corrente per illuminazione e lavorazione industriale, ma anche tutte le telecomunicazioni sarebbero azzerate: le colonnine dei cellulari sono infatti in gran parte alimentate a rete ed i cellulari hanno batterie ricaricabili. Dieci giorni senza corrente elettrica porterebbero la nazione alla fame: si tenga presente che anche le pompe di benzina funzionano se alimentate dalla corrente elettrica. In pochi giorni i mezzi di trasporto sarebbero bloccati per mancanza di carburante.

L’intera nazione risulterebbe essere bloccata e precipitata in una terrificante confusione per decine di giorni.

Sicuramente i militari dispongono di una loro propria rete elettrica. Ma non ci si dovrebbe fare poi troppo affidamento. Anche perché i gruppi elettrogeni hanno una autonomia di funzionamento alquanto limitata, e sono ben poche le unità militare che ne sono dotate.

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Pensiamo adesso ad un attacco in grande stile.

Trump. Contro la Korea del Nord potrebbe usare le bombe Champs.

Bombe Champs sono presenti negli arsenali di tutte le potenze militari. Ma si tenga presente che anche un modestissimo cruise che colpisca una centrale di trasformazione potrebbe arrecare danni inenarrabili.

Il blackout sarebbe generalizzato e potrebbe durare mesi.

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Se è vero che il grande incubo è la guerra termonucleare, il blocco del grid non sarebbe poi molto da meno.

Non a caso paesi come la Russia e la Cina hanno progettato la propria rete distributiva in modo che fosse in grado di sopportare un certo numero simultaneo di interruzioni locali di servizio.


Bloomberg. 2017-12-24. Can America’s Power Grid Survive an Electromagnetic Attack?

The threat of nuclear war with North Korea has raised the stakes when it comes to defending against EMPs.

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Last month, federal agencies and utility executives held GridEx IV, a biennial event where officials responsible for hundreds of local utilities game out scenarios in which North America’s power grid could fail. Potential calamities both physical and cyber are reviewed, with participant responses analyzed to better prepare for any future attack.

This year, the event took on an added urgency given growing concern with a weapon straight out of the Cold War: an electromagnetic pulse, or EMP, emanating from a nuclear blast—specifically, one delivered by a North Korean missile or satellite detonated miles above the Earth. Though GridEx IV didn’t pose this exact scenario, industry experts concede there’s no clear plan to deal with it.

An EMP could damage electronic circuits over large areas, depending on the configuration of the weapon and how high it was detonated, though there’s disagreement over how effective such a tactic would be. Scientists also emphasize that a nuclear bomb that hits a ground target is much more worrisome. Nevertheless, with North Korea’s increasingly successful missile and warhead tests in mind, Congress moved to renew funding for the Commission to Assess the Threat to the U.S. from Electromagnetic Pulse Attack as part of the National Defense Authorization Act.

In September, the commission’s top officials warned lawmakers that the threat of an EMP attack from a rogue nation “becomes one of the few ways that such a country could inflict devastating damage to the U.S.”

GridEx IV participants said the use of an EMP, however improbable, has been very much on their radar. Lisa Barton, executive vice president of Columbus, Ohio-based American Electric Power Co.’s transmission unit, said the Electric Power Research Institute, an industry research arm, was analyzing the risk. An EPRI report published this week emphasized that widespread damage was indeed possible from such an attack.

“It’s certainly more about North Korea now,” said Rob Manning, vice president of transmission and distribution infrastructure for EPRI. “In the past it was more about multiple potential threats.”

The new challenge comes as the industry grapples with a host of costs tied to keeping the lights on in extreme weather, and bouncing back when there’s an outage. In the past five years, Superstorm Sandy, tornadoes, hurricanes and intense cold have all tested grids in unprecedented fashion. Regulators are seeking ways to improve reliability and resiliency, including a potential multibillion dollar payout to coal and nuclear generators to keep plants online as grids add gas, wind and solar.

John Norden, director of operations at ISO New England Inc., which manages a grid serving six states, said the industry is unprepared for a full-scale electromagnetic attack. The power industry doesn’t really have any standards or tools to handle “black sky events’’ such as an extreme cyber or EMP attack, or even conventional war, Norden said at a recent conference.




“I don’t think we have an illusion we will prevent it. That’s really the government’s job”


GridEx IV involved 6,300 participants from 450 organizations, including utilities, government agencies, financial services firms, telecommunications companies, and gas, water and supply chain industries, said Kimberly Mielcarek of the North American Electric Reliability Corp., a non-profit that develops standards for grid reliability and oversees the excercise. Cybersecurity has grown to rival physical infrastructure attacks as a focus of the event, and a new scenario introduced this year involved false reports, or “fake news.” But the best experience utilities have had in preparing for an EMP is tied to a natural phenomenon: solar flares.

While astronomers can see solar events, such as a coronal mass ejection, they don’t have a true picture of its magnitude until it’s about 90 minutes from Earth. The U.S. Space Weather Prediction Center will issue solar storm warnings in anticipation of these events. Grids are alerted to dangerous solar activity and geomagnetic storm watches are called. But with so little time to react, hardening networks ahead of time is more practical.

PJM Interconnection LLC, operator of the power grid serving one-fifth of America’s population, has a lot of experience protecting systems against solar activity. PJM has also been working with transmission owners to protect against other threats, many of which have two specific characteristics: low probability and high potential for catastrophe, said Mike Bryson, vice president of operations for the Valley Forge, Pennsylvania-based operator. An EMP is one of them.

Power companies have made a few moves to protect against electromagnetic interference. Some grid operators and transmission infrastructure owners are putting in place so-called Faraday enclosures, shields of conductive material used to protect electronic equipment and facilities. Utilities have also started stockpiling spare parts to replace any that are damaged by an EMP event, storms or other disasters.

“I don’t think we have an illusion we will prevent it,” Bryson said in an interview. “That’s really the government’s job.”

During the Cold War, a blast and EMP high over the U.S., either on its own or as a prelude to a first strike by the Soviet Union, was seen as a very real threat. But back then, priority was given to hardening military infrastructure to maintain the promise of retaliation. Duke Energy Corp., one of the country’s largest utility owners, has been working with EPRI to study its threat to civilian infrastructure. Lee Mazzocchi, Duke’s senior vice president of grid solutions, said “we really want to use science and research to validate if and how much an EMP threat there could be.”

Jon Rogers, a scientist at Sandia National Laboratories, has been studying the threat since the 1990s. The lab has been looking at how automated control systems could help systems recover. Rogers noted that the grid already has lightning surge arrestors to protect against strikes, which could potentially be useful in case of an EMP. “There are open questions,” he said.

“Back in the Cold War, we worried about massive exchanges at the time with the Soviet bloc,” Rogers said. “There seems to be reduced concern about that and increased concern about a single or smaller surges and what that could mean.” Targeted attacks on specific elements of infrastructure are seen as more likely, including “using an EMP without going nuclear,” added Jeff Engle, vice president of government and legal affairs for United Data Technologies, a security services firm.

“EMP technology itself has been advancing with devices becoming smaller, more effective,” said Engle, who declined to give specific examples. Along these lines, the industry’s stance has been to prepare for less-intense EMPs from irregular lightning strikes, solar flares—and possibly localized attacks.

For EMPs resulting from nuclear blasts, the Edison Electric Institute, an industry group, said the possible effects aren’t fully understood and proposed fixes remain unproven and impractical. 

“Other sectors of the economy likely will be affected by a nuclear EMP attack, including other critical infrastructure sectors upon which the electric sector depends,” the group said in a 2015 paper titled Electromagnetic Pulses (EMPs): Myths vs. Facts. “It makes little sense to protect the electric grid while ignoring these other critical infrastructure sectors.”

Still, the EPRI report paints a picture that’s hard to ignore. Simulations showed that detonating a nuclear weapon about 250 miles above the Earth using a 1.4 megaton bomb, almost 100 times more powerful than the one dropped on Hiroshima, would likely collapse voltage regionally, affecting several states but not the entire eastern or western networks. “None of the scenarios that were evaluated resulted in a nationwide grid collapse,” the report stated. Recovery time from a high-altitude EMP would depend on equipment damage, something the EPRI said it plans to study next year and “develop cost-effective options for mitigating.”

Richard Mroz, president of the New Jersey Board of Public Utilities, warned the cost of preventing widespread failures from an EMP would “be astronomical.” Placing transformers or a substations in shielded cages would cost hundreds of millions of dollars, he said, while protecting critical assets on a distribution system like New Jersey’s could reach into the billions of dollars.

“Managing that kind of threat right now—no one really has the resources to do that,” Mroz said. 

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