Rješavanje zastoja: Prilika američkog lanca opskrbe električnom energijom

Danas se mreža suočava s ozbiljnim ograničenjima u lancu opskrbe, a proizvodni kapaciteti u SAD-u i dalje su ograničeni.

Potražnja za mrežnom opremom naglo je porasla posljednjih godina (Prilog 2), što je rezultiralo dugim rokovima isporuke (Prilog 3) i povišenim cijenama (Prilog 4). Cijena kabela za dalekovode, na primjer, porasla je udvostručio se od 2019., a cijene energetskih transformatora porasle su za oko 75%. Rastuće cijene mrežne opreme mogu imati domino učinak na troškovi električne energije za poslovne i kućanske potrošače. Prema analiza Prema podacima Nacionalnog laboratorija Lawrence Berkeley, troškovi distribucije i prijenosa, na koje utječu ograničenja u lancu opskrbe, pridonijeli su nedavnom povećanju računa za električnu energiju potrošača.

Prilog 2

Unatoč određenom napretku u vraćanju na tržište, potrebne su daljnje akcije kako bi se osigurao američki lanac opskrbe elektroenergetskom mrežom.

Proizvođači počinju reagirati na nedostatke u lancu opskrbe mreže s nekoliko nedavnih najava za nove ili proširene proizvodne kapacitete u Sjedinjenim Državama. Na primjer, Hitachi Energy najavio je Ulaganje od milijardu dolara u proizvodnju transformatora i mrežne opreme s novom tvornicom u Virginiji i Siemens Energy cilja na novi kapacitet transformatora u SAD-u do 2027.. The Okvirni sporazum između SAD-a i Japana pregovarano 2025. također uključuje obveze ulaganja u mrežnu opremu.

Ovi događaji, iako ohrabrujući, nisu dovoljni za smanjenje jaza u lancu opskrbe do 2030. Proizvođači su do sada zauzeli relativno oprezan pristup novim ulaganjima, s povijesni ciklusi procvata i padova što navodi rukovoditelje da se pitaju hoće li potražnja potrajati. Osim toga, Sjedinjene Države moraju prevladati izazove u lancu opskrbe povezane s materijalnim inputima, kapacitetom radne snage i nabavom komunalnih usluga:

• Ulazni materijali: Nedavna ulaganja usmjerena su na završnu montažu mrežne opreme, ali malo čine za rješavanje kapaciteta ili ovisnosti u specijaliziranom čeliku, bakru i aluminiju. Sjedinjene Države imaju ograničene domaće kapacitete za rafiniranje bakra i samo dva komercijalna dobavljača elektrotehničkog čelika s zrnima i bez zrna (GOES i NOES), kao i samo jednog domaćeg dobavljača amorfnog metala, alternative elektrotehničkom čeliku s poboljšanim svojstvima materijala.
• Radna snaga: Izvješće proizvođača mrežne opreme izazovi u zapošljavanju i zadržavanju kvalificiranih radnika, navodeći nedostatak tehničke radne snage kao jednu od najvećih prepreka proširenju kapaciteta.
• Nabava komunalnih usluga: Komunalna poduzeća imaju prilagođene dizajne transformatora s različitim veličinama i naponskim zahtjevima za opskrbu potrošača. Visok stupanj prilagodbe dizajna (npr. preko 80.000 vrsta transformatora) ograničava sposobnost industrije da skalira proizvodnju i izgradi otpornost lanca opskrbe u svim projektnim portfeljima. Prakse nabave komunalnih usluga oko preferirani dobavljači također može otežati novim proizvođačima dobivanje certifikata.

Posljedično, Sjedinjene Države i dalje nisu dovoljno opskrbljene. Proizvodnja koja postoji nije cjenovno konkurentna uvozu zbog viših troškova materijala i rada, kao i specijalizacije koja ograničava ekonomije razmjera. Procjenjuje se da su, na primjer, domaće proizvedeni transformatori 10%–25% skuplji od uvoznih transformatora. Ciljane intervencije politika, o kojima će biti riječi u sljedećem odjeljku, mogu pomoći u izgradnji kapaciteta, poboljšanju koordinacije i smanjenju troškova.

Bez političkih intervencija, Sjedinjene Države će se teško zadovoljiti potražnju za mrežnom opremom, što predstavlja ozbiljne prijetnje elektroenergetskom sustavu i gospodarstvu. Srećom, postoji niz potencijalnih rješenja za jačanje američkih lanaca opskrbe u mreži, a savezni kreatori politike počinju reagirati.

U siječnju 2026. godine, Ured za električnu energiju Ministarstva energetike (DOE) dobio je 375 milijuna dolara kako bi se poboljšao domaći lanac opskrbe transformatorima i drugim komponentama i materijalima električne mreže. U memorandumu upućenom Ministarstvu energetike SAD-a iz travnja 2026., Trumpova administracija donijela je odluku u skladu s Zakon o obrambenoj proizvodnji (DPA) za proširenje kapaciteta domaćeg lanca opskrbe mreže, opisanog kao „opasno ograničenog“. DPA odobrava širok raspon alata, uključujući kupnje, obveze kupnje i financijsku potporu za proizvodnju, iako će financiranje izvršenja djelomično ovisiti o budućim akcijama Kongresa.

U nastavku su navedena politička rješenja koja bi Ministarstvo energetike moglo razmotriti dok agencija koristi novo financiranje opskrbnog lanca mreže i provodi DPA, kao i daljnji koraci koje bi Kongres mogao poduzeti kako bi se suočio s ovim izazovom. Političke intervencije organizirane su u tri dijela: (1) ublažavanje kratkoročnih uskih grla, (2) proširenje domaćih kapaciteta i (3) promicanje inovacija. Iako će se koristi od ovih intervencija materijalizirati u različitim vremenskim okvirima, kreatori politika trebali bi razmotriti strategije u sva tri dijela.

Strategije za ublažavanje kratkoročnih uskih grla u lancu opskrbe mreže

U bliskoj budućnosti, kreatori politika trebali bi se usredotočiti na optimizaciju postojećih kapaciteta mreže, partnerstvo sa savezničkim zemljama, povećanje proizvodnje u postojećim postrojenjima i poboljšanje suradnje s industrijom. Uz pomoć nedavnih odobrenih sredstava, Ministarstvo energetike može provesti nekoliko preporuka u nastavku. Ciklus odobrenih sredstava za fiskalnu godinu 2027. mogao bi osigurati više sredstava za ublažavanje kratkoročnih uskih grla, dok ponovno odobrenje Zakona o energetici iz 2020. predstavlja priliku za kodifikaciju programa opskrbnog lanca mreže Ministarstva energetike SAD-a.

• Promicati alternativna mrežna rješenja. Postoji nekoliko kratkoročna rješenja što može pomoći komunalnim preduzećima da učinkovitije koriste postojeću infrastrukturu kako bi odgodili kupnju nove opreme za prijenos i distribuciju. To uključuje virtualne elektrane, napredne tehnologije prijenosa, fleksibilnost potražnje i čisto obnavljanje snageSavezni kreatori politika trebali bi se usredotočiti na rješenja za smanjenje prepreka za primjenu i razmotriti paralelne napore za poboljšanje pristupačnost električne energije.
• Težiti partnerstvima sa savezničkim zemljama. Nadovezujući se na okvir SAD-a i Japana, kreatori politika mogli bi integrirati mrežnu opremu u trgovinske sporazume kako bi osigurali kratkoročnu opskrbu. Unatoč globalnim nestašicama, neke pojedinačne zemlje su slobodni proizvodni kapaciteti, a Ministarstvo energetike moglo bi igrati ulogu u olakšavanju novih odnosa s dobavljačima kako bi se izgradilo povjerenje između komunalnih poduzeća i globalnih proizvođača izvan njihovog trenutnog popisa preferiranih dobavljača.
• Povećajte postojeću proizvodnju. Povećanje proizvodnje u postojećim tvornicama mrežne opreme može ublažiti nestašice brže nego greenfield ulaganja. Proizvođači bi mogli povećati smjene, ulagati u inicijative za produktivnost i proširiti proizvodne linije. Ako neizvjesnost početnog kapitala, rada ili potražnje ostane prepreka širenju, Ministarstvo energetike SAD-a moglo bi pružiti podršku kroz kreditna poboljšanja, inicijative za razvoj radne snage ili koordinaciju prodaje.
• Poboljšati suradnju industrije. Ministarstvo energetike SAD-a (DOE) moglo bi iskoristiti svoje ovlasti sazivanja kako bi okupilo proizvođače mrežnih komponenti, komunalne tvrtke i druge industrijske kupce s ciljem poboljšanja razumijevanja rizika u lancu opskrbe i omogućavanja suradnje u rješavanju problema. Sazivanja DOE-a ili oživljena tim tigrova u lancu opskrbe, moglo bi olakšati sporazumi o međusobnoj podjeli između komunalnih poduzeća s rezervnim zalihama kako bi se prevladala kratkoročna uska grla. Sastanci bi također mogli pomoći industriji da se uskladi s dugoročnijim količinama, standardizira dizajn i surađuje na razvoju radne snage kako bi proizvođačima pružili sigurnost koja im je potrebna za ulaganje u nove kapacitete.
• Osigurajte kritične materijalne ulaze. Uprava bi mogla iskoristiti novostvoreni Trezor projekta, zalihe podržane od strane EXIM-a, za ublažavanje izazova s ​​dostupnošću materijala i nestabilnih tržišta roba za specijalizirani čelik i druge kritične materijale.

Strategije za proširenje domaće proizvodnje kritičnih komponenti mreže

Greenfield postrojenjima može trebati nekoliko godina da dostignu punu proizvodnju, ali ulaganje u ta postrojenja danas ključno je za održavanje stabilnosti i rasta američke električne mreže, ublažavanje izloženosti budućim poremećajima u lancu opskrbe i iskorištavanje ekonomske prilike domaće proizvodnje. Donositelji politika trebali bi razmotriti sljedeće strategije za poticanje ulaganja u nove proizvodne kapacitete, dajući prioritet komponentama mreže i materijalima s najvećim rizikom.

• Proširiti porezne olakšice za proizvodnjuKongres bi mogao proširiti postojeće porezne olakšice za naprednu proizvodnju i ulaganja na lanac opskrbe mreže. Porezni poticaji pomogli bi u smanjenju jaza u troškovima proizvodnje s uvozom i potaknuli ulaganja u nove proizvodne kapacitete povećanjem povrata projekata. Porezni krediti za lanac opskrbe mreže trebali bi biti osmišljeni tako da podrže inženjerske materijale i gotove proizvode, uključujući komponente sljedeće generacije. Jedan pristup bio bi stvaranje poreznog kredita za ulaganja za nove proizvodne pogone (npr. dodjeljivanje sredstava programu 48C za koji je mrežna oprema već prihvatljiva), uz istovremeno pružanje poreznog kredita za proizvodnju za ulazne materijale i komponente (npr. dodavanje lanca opskrbe mreže u 45 puta). Ova bi struktura potaknula ulaganja u nove proizvodne kapacitete, a istovremeno bi se riješila ograničenja sirovina u uzvodnim fazama.
• Osigurati pristup jeftinom kapitalu za skaliranjeSavezni programi zajmova mogu osigurati jeftin kapital za povećanje proizvodnje i poboljšanje konkurentnosti. Na primjer, DOE-ovi Program financiranja energetske dominacije mogao bi osigurati jeftine kredite i jamstva za kredite za proizvodnju opreme i materijala za mrežu. Osim toga, DPA Title III može se koristiti za financiranje izgradnje ili proširenja postrojenja putem bespovratnih sredstava, kredita i jamstava za kredite za proizvodnju proizvoda koji su deficitarni, a ključni su za nacionalnu obranu i energetsku sigurnost. Kongres bi mogao podržati proizvodnju u mreži putem ponovno ovlaštenje DPA-a i dodjeljivanje sredstava Fondu DPA.
• Rješavanje netroškovnih prepreka proizvodnji. Osim poreznih olakšica i zajmova, kreatori politika trebali bi se pozabaviti i drugim preprekama proizvodnji, kao što su dostupnost radne snage, visok stupanj prilagodbe i neizvjesnost potražnje. Ministarstvo energetike moglo bi surađivati ​​s privatnim sektorom na razvoju radne snage i standardizaciji opreme te razmotriti olakšavanje obveza vezanih količina između komunalnih poduzeća i proizvođača. U mjeri u kojoj neizvjesnost potražnje ometa nova ulaganja u proizvodnju, savezna vlada mogla bi se uključiti kao sidro kupca ili kupac u krajnjoj nuždi, koristeći ovlasti DPA-a ili druge ovlasti Ministarstva energetike za transakcije kako bi stvorilo... virtualna strateška rezerva transformatora, što pomaže ublažiti cikluse procvata i padova te promicati standardizaciju opreme. Kako bi se poboljšala konkurentnost proizvodnje, savezna vlada također bi mogla razmotriti programe poticanja napredne tehnike proizvodnje i promicati industrijsko klasteriranje koji daju prioritet postojećim gospodarskim sposobnostima i industrijskim snagama regija.

Strategije za promicanje inovacija u grid tehnologiji

Grid hardver se brzo razvija, s tehnologije sljedeće generacije koje se pojavljuju od inovativnih LPT-ova i trafostanica s čvrstim stanjem do HVDC prijenosa i visokoučinkovitih vodiča. Nekoliko američkih startupova gradi mrežnu opremu koja poboljšava performanse, zaobilazi ograničenja sirovina i ima fleksibilne, interoperabilne dizajne. Kreatori politika mogu pomoći u poticanju i komercijalizaciji ovih inovacija u Sjedinjenim Državama.

• Uložite u istraživanje, razvoj i demonstracije (RD&D) za lance opskrbe mrežeMinistarstvo energetike, u partnerstvu s Nacionalnim laboratorijskim sustavom, moglo bi podržati privatni sektor u razvoju i testiranju mrežnih komponenti sljedeće generacije putem programa poput Otpornost transformatora i napredne komponente, Istraživanje inovacija za mala poduzeća, transfer tehnologije za mala poduzeća, i druge nagrade i natjecanja. Kongres bi također mogao razmotriti izdvajanje dodatnih sredstava za istraživanje i razvoj mrežne opreme.
• Olakšajte pilotima komunalne uslugeMinistarstvo energetike SAD-a moglo bi ubrzati usvajanje naprednih mrežnih komponenti financiranjem pilot i demonstracijskih programa s komunalnim poduzećima kako bi se smanjio rizik prve primjene naprednih tehnologija, nadograđujući se na nedavne... Programi inovacija mreže.
• Podržati ranu komercijalizacijuKako bi podržao proizvodnju mrežnih komponenti u ranoj fazi, Ministarstvo energetike moglo bi proširiti pristup pilotnim proizvodnim linijama i proizvodnji u demonstracijskim razmjerima putem programa poput ARPA-E SCALEUP ili Fond za komercijalizaciju tehnologije.

Jačanje lanca opskrbe mreže stvorilo bi priliku za gospodarski rast u državama i regijama diljem zemlje. Na primjer, nedavna analiza u Kaliforniji utvrđeno je da bi, ako bi proizvodnja u državi zadovoljila 30% potražnje za mrežnom opremom, stvorila do 12 000 trajnih radnih mjesta s punim radnim vremenom. Kako bi pozicionirali svoje regije za privlačenje ulaganja u proizvodnju, državni i regionalni kreatori politika i čelnici gospodarskog razvoja mogu učiniti sljedeće:

• Mapirajte preklapanja između industrijske baze njihove regije i proizvodnih procesa za različite vrste mrežne opreme. Ova vježba gradi okvir visoke razine referenci o vrstama proizvodnje mrežne opreme, kako u fazi tehnologije tako i u fazi lanca opskrbe, koji se najviše podudaraju s akumuliranim snagama regionalne radne snage. Na primjer, klasteri proizvodnje transformatora često se nalaze zajedno s proizvodnjom mazivih ulja. To vjerojatno odražava upotrebu izolacijskih materijala u lancu opskrbe za konvencionalne velike energetske transformatore.
• Olakšati razvoj prilagođenih programa osposobljavanja radne snage. Kao i mnogi brzorastući elektroindustrijski sektorima, proizvođači mrežne opreme navode stalne izazove u pronalaženju kvalificiranih tehničkih radnika. Posljedično, proizvođači su navedeni programi fleksibilne radne snage kao ključni faktor u odlučivanju gdje u zemlji locirati nove projekte. Vodeći nacionalni programi razvoja radne snage preko jugoistoka dio su razloga zašto su države poput Sjeverne Karoline, Južne Karoline, Tennesseeja i Virginije prednjačile u privlačenju ulaganja u mrežnu proizvodnju tijekom proteklog desetljeća. Prilagođeni i fleksibilni programi razvoja radne snage omogućuju državama da se natječu za vrste sidrenih projekata koji mogu katalizirati nove proizvodne klastere.

Prilog 8

Sada je vrijeme za jačanje američkih lanaca opskrbe energijom