Rozwiązanie impasu: szansa dla amerykańskiego łańcucha dostaw energii elektrycznej

Obecnie sieć energetyczna zmaga się z poważnymi ograniczeniami łańcucha dostaw, a zdolności produkcyjne w USA pozostają ograniczone.

W ostatnich latach gwałtownie wzrósł popyt na urządzenia sieciowe (Wykres 2), co skutkuje długimi terminami realizacji (Wykres 3) i wysokimi cenami (Wykres 4). Na przykład, koszt kabli do linii energetycznych podwoiła się od 2019 r., a ceny transformatorów mocy wzrosły o około 75%. Rosnące ceny urządzeń sieciowych mogą mieć efekt domina na koszty energii elektrycznej dla przedsiębiorstw i odbiorców indywidualnych. Według analiza Jak wynika z badań Lawrence Berkeley National Laboratory, wydatki na dystrybucję i przesył, na które wpływają ograniczenia łańcucha dostaw, przyczyniły się do niedawnego wzrostu rachunków za energię elektryczną wśród konsumentów.

Załącznik 2

Pomimo pewnych postępów w przenoszeniu produkcji z powrotem do kraju, konieczne są dalsze działania w celu zabezpieczenia łańcucha dostaw do amerykańskiej sieci elektroenergetycznej.

Producenci zaczynają reagować na niedobory w łańcuchu dostaw sieci, ogłaszając ostatnio kilka nowych lub rozszerzonych mocy produkcyjnych w Stanach Zjednoczonych. Na przykład Hitachi Energy ogłosiło Inwestycja w wysokości 1 miliarda dolarów w produkcję transformatorów i urządzeń sieciowych z nową fabryką w Wirginii i Siemens Energy planuje zwiększyć moc transformatorów w USA do 2027 r.. Ten Umowa ramowa USA-Japonia wynegocjowane w 2025 r. obejmują również zobowiązania dotyczące inwestycji w urządzenia sieciowe.

Choć te zmiany są zachęcające, nie wystarczą, aby zamknąć luki w łańcuchu dostaw do 2030 r. Producenci dotychczas podchodzili do nowych inwestycji stosunkowo ostrożnie, historyczne cykle rozkwitu i upadku Kadra kierownicza zastanawia się, czy popyt się utrzyma. Ponadto Stany Zjednoczone muszą stawić czoła wyzwaniom w łańcuchu dostaw związanym z dostawami materiałów, potencjałem siły roboczej i zaopatrzeniem w media:

• Materiały wejściowe: Ostatnie inwestycje koncentrują się na końcowym montażu urządzeń sieciowych, ale niewiele robią, aby rozwiązać problem przepustowości lub zależności od specjalistycznej stali, miedzi i aluminium. Stany Zjednoczone dysponują ograniczonymi krajowymi mocami przerobowymi w zakresie rafinacji miedzi i tylko dwoma komercyjnymi dostawcami stali elektrotechnicznej o ziarnie zorientowanym i nieorientowanym (GOES i NOES), a także tylko jednym krajowym dostawcą metali amorficznych, alternatywy dla stali elektrotechnicznej o ulepszonych właściwościach materiałowych.
• Siła robocza: Producenci urządzeń sieciowych zgłaszają wyzwania związane z rekrutacją i utrzymaniem wykwalifikowanych pracowników, podając niedobory kadrowe jako jedną z największych przeszkód w zwiększaniu mocy produkcyjnych.
• Zamówienia publiczne: Zakłady użyteczności publicznej stosują niestandardowe projekty transformatorów o różnych rozmiarach i wymaganiach napięciowych, aby sprostać obciążeniom klientów. Wysoki stopień personalizacji projektu (np. 80 000 typów transformatorów) ogranicza zdolność branży do skalowania produkcji i budowania odporności łańcucha dostaw w ramach portfeli projektów. Praktyki w zakresie zamówień publicznych na całym świecie preferowani dostawcy może również utrudniać nowym producentom uzyskanie certyfikatu.

W rezultacie Stany Zjednoczone nadal borykają się z niedoborem podaży. Istniejąca produkcja nie jest konkurencyjna cenowo w stosunku do importu ze względu na wyższe koszty materiałów i robocizny, a także specjalizację, która ogranicza korzyści skali. Szacuje się na przykład, że krajowe transformatory… O 10%–25% droższe od transformatorów importowanych. Skierowane interwencje polityczne, omówione w następnej sekcji, mogą pomóc w budowaniu potencjału, poprawie koordynacji i obniżeniu kosztów.

Bez interwencji politycznej Stany Zjednoczone będą miały trudności z zaspokojeniem zapotrzebowania na urządzenia sieciowe, co stanowi poważne zagrożenie dla systemu elektroenergetycznego i gospodarki. Na szczęście istnieje szereg potencjalnych rozwiązań wzmacniających amerykańskie łańcuchy dostaw energii elektrycznej, a decydenci federalni zaczynają na nie reagować.

W styczniu 2026 r. Biuro ds. Energii Elektrycznej Departamentu Energii (DOE) otrzymało 375 milionów dolarów w celu usprawnienia krajowego łańcucha dostaw transformatorów oraz innych komponentów i materiałów sieci elektroenergetycznej. W memorandum z kwietnia 2026 r. skierowanym do Departamentu Energii (DOE) administracja Trumpa podjęła decyzję, zgodnie z którą Ustawa o produkcji obronnej (DPA) ma na celu rozszerzenie przepustowości krajowego łańcucha dostaw do sieci, określanego jako „niebezpiecznie ograniczony”. DPA autoryzuje szeroki zakres narzędzi, w tym zakupy, zobowiązania zakupowe i wsparcie finansowe dla produkcji, choć finansowanie realizacji będzie częściowo uzależnione od przyszłych działań Kongresu.

Poniżej przedstawiono rozwiązania polityczne, które DOE może rozważyć, wdrażając nowe finansowanie łańcucha dostaw sieci elektroenergetycznej i DPA, a także dalsze kroki, jakie Kongres mógłby podjąć w celu sprostania temu wyzwaniu. Interwencje polityczne podzielono na trzy sekcje: (1) łagodzenie krótkoterminowych wąskich gardeł, (2) zwiększanie krajowych mocy wytwórczych oraz (3) promowanie innowacji. Chociaż korzyści z tych interwencji będą widoczne w różnych ramach czasowych, decydenci powinni rozważyć strategie we wszystkich trzech sekcjach.

Strategie łagodzenia krótkoterminowych wąskich gardeł w łańcuchu dostaw sieci

W najbliższej przyszłości decydenci powinni skupić się na optymalizacji istniejącej mocy sieci, partnerstwie z krajami sojuszniczymi, zwiększeniu produkcji w istniejących obiektach oraz zacieśnieniu współpracy z przemysłem. Dzięki niedawnym przyznanym środkom, Departament Energii może wdrożyć kilka z poniższych zaleceń. Cykl przyznawania środków na rok fiskalny 2027 mógłby zapewnić więcej środków na złagodzenie krótkoterminowych wąskich gardeł, jednocześnie ponowna autoryzacja ustawy o energii z 2020 r. przedstawia okazję do skodyfikowania programu łańcucha dostaw sieci DOE.

• Promuj alternatywne rozwiązania sieciowe. Jest kilka rozwiązania krótkoterminowe które mogą pomóc przedsiębiorstwom użyteczności publicznej efektywniej wykorzystać istniejącą infrastrukturę, aby opóźnić zakup nowego sprzętu przesyłowego i dystrybucyjnego. Należą do nich: wirtualne elektrownie, zaawansowane technologie transmisyjne, elastyczność popytu i czyste odnawianieDecydenci polityczni na szczeblu federalnym powinni skupić się na rozwiązaniach mających na celu zmniejszenie barier wdrażania i rozważyć równoległe działania mające na celu poprawę przystępność cenowa energii elektrycznej.
• Dążyć do partnerstwa z krajami sojuszniczymi. Opierając się na ramach porozumienia amerykańsko-japońskiego, decydenci mogliby włączyć urządzenia sieciowe do umów handlowych, aby pomóc w zabezpieczeniu dostaw w krótkim terminie. Pomimo globalnych niedoborów, niektóre kraje… wolne moce produkcyjne, a DOE mogłoby ułatwić nawiązywanie nowych relacji z dostawcami, co pomogłoby w budowaniu zaufania między przedsiębiorstwami użyteczności publicznej a światowymi producentami spoza ich obecnej listy preferowanych dostawców.
• Zwiększenie istniejącej produkcji. Zwiększenie produkcji w istniejących fabrykach sprzętu sieciowego może złagodzić niedobory szybciej niż inwestycje typu greenfield. Producenci mogliby wydłużyć zmiany, inwestować w inicjatywy dotyczące produktywności i rozbudowywać linie produkcyjne. Jeśli początkowy kapitał, siła robocza lub niepewność popytu nadal będą stanowić barierę dla ekspansji, DOE mogłoby zapewnić wsparcie poprzez poprawę warunków kredytowych, inicjatywy rozwoju siły roboczej lub koordynację odbioru.
• Poprawa współpracy branżowej. DOE może wykorzystać swoje uprawnienia do zwoływania spotkań, aby zgromadzić producentów komponentów sieciowych, przedsiębiorstwa użyteczności publicznej i innych klientów przemysłowych w celu lepszego zrozumienia ryzyka związanego z łańcuchem dostaw i umożliwienia wspólnego rozwiązywania problemów. Spotkania DOE, czyli odnowione zespół tygrysów łańcucha dostaw, mogłoby ułatwić wzajemne umowy o dzieleniu się między przedsiębiorstwami użyteczności publicznej dysponującymi zapasami, aby pokonać krótkoterminowe wąskie gardła. Spotkania mogłyby również pomóc branży w dostosowaniu się do długoterminowych wolumenów, standaryzacji projektów i współpracy w zakresie rozwoju kadr, aby dać producentom pewność potrzebną do inwestowania w nowe moce produkcyjne.
• Zabezpiecz krytyczne dostawy materiałów. Administracja mogłaby wykorzystać nowo utworzone Projekt Vaultzapasy wspierane przez EXIM, mające na celu złagodzenie problemów z dostępnością materiałów i zmienności rynków towarowych dla specjalistycznej stali i innych kluczowych materiałów.

Strategie rozszerzania krajowej produkcji krytycznych elementów sieci

Osiągnięcie pełnej produkcji w zakładach typu greenfield może zająć wiele lat, ale dokonanie tych inwestycji już dziś jest kluczowe dla utrzymania stabilności i rozwoju amerykańskiej sieci elektroenergetycznej, ograniczenia narażenia na przyszłe zakłócenia w łańcuchu dostaw oraz wykorzystania potencjału gospodarczego krajowego przemysłu wytwórczego. Decydenci polityczni powinni rozważyć poniższe strategie, aby zachęcić do inwestowania w nowe moce produkcyjne, priorytetowo traktując komponenty i materiały sieciowe o najwyższym ryzyku.

• Rozszerzenie zachęt podatkowych dla produkcjiKongres mógłby rozszerzyć istniejące ulgi podatkowe na produkcję i inwestycje zaawansowanych technologii w łańcuch dostaw sieci elektroenergetycznych. Ulgi podatkowe pomogłyby zniwelować różnicę między kosztami produkcji a importem i pobudzić inwestycje w nowe moce produkcyjne poprzez zwiększenie zwrotów z projektów. Ulgi podatkowe dla łańcucha dostaw sieci elektroenergetycznych powinny być zaprojektowane tak, aby wspierać materiały inżynieryjne i produkty gotowe, w tym komponenty nowej generacji. Jednym z rozwiązań byłoby stworzenie ulgi podatkowej na inwestycje w nowe zakłady produkcyjne (np. przeznaczenie środków na program 48C, do którego sprzęt sieciowy jest już uprawniony), jednocześnie zapewniając ulgę podatkową na produkcję na materiały i komponenty (np. dodanie łańcucha dostaw sieci elektroenergetycznych do… 45X). Taka struktura umożliwiłaby inwestycje w nowe moce produkcyjne, a jednocześnie rozwiązałaby problemy z ograniczeniami surowcowymi na wcześniejszych etapach łańcucha dostaw.
• Zapewnij dostęp do taniego kapitału skalowalnegoFederalne programy pożyczkowe mogą zapewnić tani kapitał na skalowanie produkcji i poprawę konkurencyjności. Na przykład programy DOE Program finansowania dominacji energetycznej Mogłaby zapewnić tanie pożyczki i gwarancje kredytowe na produkcję sprzętu i materiałów sieciowych. Ponadto, tytuł III ustawy DPA może być wykorzystany do finansowania budowy lub rozbudowy zakładów poprzez dotacje, pożyczki i gwarancje kredytowe, aby wytwarzać produkty, których brakuje, a które mają kluczowe znaczenie dla obronności kraju i bezpieczeństwa energetycznego. Kongres mógłby wesprzeć produkcję sieciową poprzez: ponowna autoryzacja DPA i dokonywanie wpłat na Fundusz DPA.
• Rozwiąż problemy związane z barierami produkcyjnymi niezwiązanymi z kosztami. Poza ulgami podatkowymi i pożyczkami, decydenci polityczni powinni zająć się innymi barierami dla produkcji, takimi jak dostępność siły roboczej, wysoki stopień personalizacji i niepewność popytu. Departament Energii (DOE) mógłby nawiązać współpracę z sektorem prywatnym w zakresie rozwoju siły roboczej i standaryzacji sprzętu oraz rozważyć ułatwienie zobowiązań dotyczących wolumenów wiążących między przedsiębiorstwami użyteczności publicznej a producentami. W zakresie, w jakim niepewność popytu utrudnia nowe inwestycje w produkcję, rząd federalny mógłby działać jako główny nabywca lub nabywca ostatniej szansy, korzystając z uprawnień DPA lub innych uprawnień transakcyjnych DOE, aby stworzyć wirtualna strategiczna rezerwa transformatorowa, pomagając złagodzić cykle prosperity i kryzysu oraz promując standaryzację sprzętu. Aby poprawić konkurencyjność produkcji, rząd federalny mógłby również rozważyć programy zachęcające zaawansowane techniki produkcyjne I promować klastrowanie przemysłowe które priorytetowo traktują istniejący potencjał gospodarczy i mocne strony przemysłowe regionów.

Strategie promujące innowacje w zakresie technologii sieciowych

Sprzęt sieciowy rozwija się szybko, pojawiają się technologie nowej generacji od innowacyjnych LPT i podstacji półprzewodnikowych po przesył HVDC i wysokowydajne przewody. Kilka amerykańskich start-upów tworzy sprzęt sieciowy, który poprawia wydajność, omija ograniczenia surowcowe i charakteryzuje się elastycznymi, interoperacyjnymi konstrukcjami. Decydenci polityczni mogą pomóc w promowaniu i komercjalizacji tych innowacji w Stanach Zjednoczonych.

• Inwestuj w badania, rozwój i demonstracje (RD&D) dla łańcuchów dostaw sieciowych. DOE we współpracy z systemem laboratoriów krajowych może wspierać sektor prywatny w opracowywaniu i testowaniu komponentów sieciowych nowej generacji za pośrednictwem programów takich jak Odporność transformatora i zaawansowane komponenty, Badania innowacyjne dla małych firm, transfer technologii dla małych firmoraz inne nagrody i konkursy. Kongres mógłby również rozważyć przeznaczenie dodatkowych środków na badania i rozwój sprzętu sieciowego.
• Ułatwianie pilotom korzystania z narzędziDOE może przyspieszyć wdrażanie zaawansowanych komponentów sieciowych, finansując programy pilotażowe i demonstracyjne z przedsiębiorstwami użyteczności publicznej, aby zmniejszyć ryzyko związane z pierwszym w swoim rodzaju wdrożeniem zaawansowanych technologii, bazując na niedawnych Programy innowacji sieciowych.
• Wspieranie wczesnej komercjalizacjiAby wesprzeć produkcję komponentów sieci na wczesnym etapie, DOE mogłoby rozszerzyć dostęp do pilotażowych linii produkcyjnych i produkcji na skalę demonstracyjną za pośrednictwem programów takich jak Skalowanie ARPA-E lub Fundusz Komercjalizacji Technologii.

Wzmocnienie łańcucha dostaw sieci elektroenergetycznej stworzyłoby możliwości wzrostu gospodarczego w stanach i regionach całego kraju. Na przykład, najnowsza analiza w Kalifornii Stwierdzono, że gdyby produkcja w stanie pokrywała 30% zapotrzebowania na urządzenia sieciowe, powstałoby do 12 000 stałych, pełnoetatowych miejsc pracy. Aby zapewnić regionom odpowiednią pozycję w celu przyciągnięcia inwestycji w produkcję, decydenci na szczeblu stanowym i regionalnym oraz liderzy rozwoju gospodarczego mogą podjąć następujące działania:

• Zmapuj obszary pokrywające się z bazą przemysłową regionu i procesami produkcyjnymi różnych typów urządzeń sieciowych. To ćwiczenie tworzy ogólny punkt odniesienia dla typów produkcji urządzeń sieciowych, zarówno na etapie technologicznym, jak i w łańcuchu dostaw, które najlepiej odpowiadają skumulowanym zasobom siły roboczej w regionie. Na przykład, klastry produkujące transformatory często są zlokalizowane w tym samym miejscu, co zakłady produkujące oleje smarowe. Prawdopodobnie odzwierciedla to wykorzystanie materiałów izolacyjnych w łańcuchu dostaw konwencjonalnych transformatorów dużej mocy.
• Ułatwianie opracowywania spersonalizowanych programów szkoleń pracowniczych. Podobnie jak wiele szybko rozwijających się elektro-przemysłowy W sektorach, producenci urządzeń sieciowych wskazują na ciągłe problemy ze znalezieniem wykwalifikowanych pracowników technicznych. W związku z tym producenci cytowane elastyczne programy pracownicze jako kluczowy czynnik decydujący o tym, gdzie w kraju lokować nowe projekty. Wiodące w kraju programy rozwoju siły roboczej przez południowy wschód To jeden z powodów, dla których stany takie jak Karolina Północna, Karolina Południowa, Tennessee i Wirginia przewodzą w przyciąganiu inwestycji w produkcję sieciową w ciągu ostatniej dekady. Spersonalizowane i elastyczne programy rozwoju siły roboczej pozwalają stanom konkurować o projekty kluczowe, które mogą katalizować powstawanie nowych klastrów produkcyjnych.

Załącznik 8

Nadszedł czas na wzmocnienie amerykańskich łańcuchów dostaw energii