Umpikujan ratkaiseminen: Amerikan sähkötoimitusketjun mahdollisuudet

Nykyään sähköverkko kohtaa vakavia toimitusketjun rajoituksia, ja Yhdysvaltojen tuotantokapasiteetti on edelleen rajallinen.

Sähköverkkolaitteiden kysyntä on kasvanut räjähdysmäisesti viime vuosina (kuva 2), mikä on johtanut pitkiin toimitusaikoihin (kuva 3) ja hintojen nousuun (kuva 4). Esimerkiksi sähkölinjojen kaapeleiden hinta on kaksinkertaistunut vuodesta 2019, ja tehomuuntajien hinnat ovat nousseet noin 75 %. Nousevilla verkkolaitteiden hinnoilla voi olla heijastusvaikutuksia sähkön kustannukset yrityksille ja kotitalouksille. Mukaan analyysi Lawrence Berkeleyn kansallisen laboratorion mukaan jakelu- ja siirtomenot, joihin toimitusketjun rajoitukset vaikuttavat, ovat osaltaan nostaneet kuluttajien sähkölaskuja viime aikoina.

Liite 2

Vaikka sähkön ja kaasun takaisin siirrossa on edistytty jonkin verran, tarvitaan lisätoimia Amerikan sähköverkkojen toimitusketjun turvaamiseksi.

Valmistajat alkavat reagoida sähköverkon toimitusketjun pulaan useilla viimeaikaisilla ilmoituksilla uudesta tai laajennetusta tuotantokapasiteetista Yhdysvalloissa. Esimerkiksi Hitachi Energy ilmoitti Miljardin dollarin investointi muuntajien ja sähköverkkolaitteiden valmistukseen uuden tehtaan kanssa Virginiassa ja Siemens Energy tavoittelee uuden muuntajakapasiteetin rakentamista Yhdysvaltoihin vuoteen 2027 mennessä. The Yhdysvaltojen ja Japanin välinen puitesopimus Vuonna 2025 neuvoteltuun sopimukseen sisältyy myös verkkolaitteiden investointisitoumuksia.

Vaikka nämä kehityskulut ovat rohkaisevia, ne eivät riitä kaventamaan vuoden 2030 toimitusketjun aukkoja. Valmistajat ovat tähän mennessä omaksuneet suhteellisen varovaisen lähestymistavan uusiin investointeihin, ja historialliset nousu- ja laskujaksot mikä saa johtajat kyseenalaistamaan kysynnän jatkumisen. Lisäksi Yhdysvaltojen on voitettava toimitusketjun haasteet, jotka liittyvät materiaalipanoksiin, työvoiman kapasiteettiin ja yleishyödyllisten palvelujen hankintaan:

• Materiaalipanokset: Viimeaikaiset investoinnit keskittyvät sähköverkkolaitteiden loppukokoonpanoon, mutta niillä on tehty vain vähän erikoisteräksen, kuparin ja alumiinin kapasiteettiin tai riippuvuuksiin liittyvien ongelmien ratkaisemiseksi. Yhdysvalloissa on rajallinen kotimainen kuparinjalostuskapasiteetti ja vain kaksi kaupallista rakeisesti ja ei-rakeisesti orientoidun sähköteräksen (GOES ja NOES) toimittajaa sekä vain yksi kotimainen amorfisen metallin toimittaja. Amorfinen metalli on sähköteräksen vaihtoehto, jolla on paremmat materiaaliominaisuudet.
• Työvoima: Verkkolaitteiden valmistajien raportti haasteita osaavien työntekijöiden rekrytoinnissa ja pitämisessä, mainiten teknisen työvoiman pulan yhtenä suurimmista kapasiteetin laajentamisen esteistä.
• Yleishyödyllisten palvelujen hankinta: Sähköyhtiöillä on räätälöityjä muuntajia, joilla on erilaiset koko- ja jännitevaatimukset asiakkaiden kuormituksen palvelemiseksi. Suunnittelun korkea räätälöintiaste (esim. yli 80 000 muuntajatyyppiä) rajoittaa alan kykyä skaalata tuotantoa ja rakentaa toimitusketjun kestävyyttä eri projektiportfolioissa. Yleishyödyllisten palvelujen hankintakäytännöt ensisijaiset toimittajat voi myös vaikeuttaa uusien valmistajien sertifiointia.

Tämän seurauksena Yhdysvalloissa on edelleen alitarjontaa. Olemassa oleva tuotanto ei ole kustannuskilpailukykyistä tuonnin kanssa johtuen korkeammista materiaali- ja työvoimakustannuksista sekä erikoistumisesta, joka rajoittaa mittakaavaetuja. Esimerkiksi kotimaassa valmistettujen muuntajien arvioidaan olevan 10–25 % kalliimpia kuin tuontimuuntajat. Kohdennetut poliittiset toimenpiteet, joita käsitellään seuraavassa osiossa, voivat auttaa rakentamaan valmiuksia, parantamaan koordinointia ja leikkaamaan kustannuksia.

Ilman poliittisia toimia Yhdysvallat kamppailee sähköverkkojen laitteiden kysynnän tyydyttämisen kanssa, mikä aiheuttaa vakavia uhkia sähköjärjestelmälle ja taloudelle. Onneksi on olemassa useita mahdollisia ratkaisuja Amerikan sähköverkkojen toimitusketjujen vahvistamiseksi, ja liittovaltion päättäjät alkavat reagoida.

Tammikuussa 2026 energiaministeriön (DOE) sähkötoimistolle annettiin 375 miljoonaa dollaria parantaakseen muuntajien ja muiden sähköverkkokomponenttien ja -materiaalien kotimaista toimitusketjua. Huhtikuussa 2026 Yhdysvaltain energiaministeriölle lähettämässään muistiossa Trumpin hallinto teki päätöksen puolustustuotantolaki (DPA) laajentaa kotimaisen sähköverkon toimitusketjun kapasiteettia, jota kuvaillaan "vaarallisen rajoitetuksi". DPA valtuuttaa laajan valikoiman työkaluja, mukaan lukien ostot, ostositoumukset ja taloudellisen tuen tuotannolle, vaikka toteutuksen rahoitus riippuu osittain kongressin tulevista toimista.

Alla on esitetty poliittisia ratkaisuja, joita energiaministeriö voisi harkita viraston ottaessa käyttöön uuden sähköverkon toimitusketjun rahoituksen ja paneessaan täytäntöön DPA:ta, sekä jatkotoimia, joita kongressi voisi tehdä tämän haasteen ratkaisemiseksi. Poliittiset toimenpiteet on jaettu kolmeen osioon: (1) lyhyen aikavälin pullonkaulojen lieventäminen, (2) kotimaisen kapasiteetin laajentaminen ja (3) innovaatioiden edistäminen. Vaikka näiden toimenpiteiden hyödyt toteutuvat eri aikaväleillä, päättäjien tulisi harkita strategioita kaikissa kolmessa osiossa.

Strategioita sähköverkon toimitusketjun lyhyen aikavälin pullonkaulojen helpottamiseksi

Lyhyellä aikavälillä päättäjien tulisi keskittyä olemassa olevan sähköverkon kapasiteetin optimointiin, kumppanuuksien luomiseen liittolaismaiden kanssa, tuotannon lisäämiseen olemassa olevissa laitoksissa ja teollisuusyhteistyön tehostamiseen. Viimeaikaisten määrärahojen avulla energiaministeriö voi toteuttaa useita alla olevista suosituksista. Tilivuoden 2027 määrärahakierros voisi tarjota lisää rahoitusta lyhyen aikavälin pullonkaulojen helpottamiseksi, samalla kun vuoden 2020 energialain uudistaminen tarjoaa mahdollisuuden kodifioida energiaministeriön verkkotoimitusketjun ohjelmaa.

• Edistä vaihtoehtoisia verkkoratkaisuja. On olemassa useita lyhyen aikavälin ratkaisut jotka voivat auttaa sähköyhtiöitä käyttämään olemassa olevaa infrastruktuuria tehokkaammin ja lykkäämään uusien siirto- ja jakelulaitteiden hankintaa. Näitä ovat mm. virtuaaliset voimalaitokset, edistyneet siirtotekniikat, vaativat joustavuutta ja puhdas uudelleenkäynnistysLiittovaltion päättäjien tulisi keskittyä ratkaisuihin, joilla vähennetään käyttöönoton esteitä, ja harkita rinnakkaisia ​​​​toimia parantamiseksi. sähkön kohtuuhintaisuus.
• Pyri kumppanuuksiin liittoutuneiden maiden kanssa. Yhdysvaltojen ja Japanin yhteistyökehyksen pohjalta päättäjät voisivat integroida verkkoon laitteiston kauppasopimuksiin lyhyen aikavälin toimitusten turvaamiseksi. Maailmanlaajuisesta pulasta huolimatta jotkut yksittäiset maat ovat... vapaa tuotantokapasiteetti, ja energiaministeriö voisi auttaa uusien toimittajasuhteiden luomisessa luottamuksen rakentamiseksi sähköyhtiöiden ja globaalien valmistajien välille heidän nykyisen ensisijaisten toimittajiensa luettelon ulkopuolella.
• Tehosta olemassa olevaa tuotantoa. Tuotannon lisääminen olemassa olevilla verkkolaitetehtailla voi helpottaa pulaa nopeammin kuin uusinvestoinnit. Valmistajat voisivat lisätä työvuoroja, investoida tuottavuushankkeisiin ja laajentaa tuotantolinjoja. Jos alkupääoman, työvoiman tai kysynnän epävarmuus on edelleen este laajentumiselle, energiaministeriö voisi tarjota tukea luottoluokitusten parantamisen, työvoiman kehittämishankkeiden tai ostojen koordinoinnin avulla.
• Tehosta alan yhteistyötä. Energiaministeriö voisi hyödyntää kokoontumisvaltaansa tuodakseen yhteen verkkokomponenttien valmistajat, sähköyhtiöt ja muut teollisuusasiakkaat parantaakseen ymmärrystä toimitusketjun riskeistä ja mahdollistaakseen yhteistyöhön perustuvan ongelmanratkaisun. Energiaministeriön kokoukset tai elvytetty toimitusketjun tiikeritiimi, voisi helpottaa keskinäiset jakosopimukset varavarastoja omaavien sähköyhtiöiden välillä lyhyen aikavälin pullonkaulojen voittamiseksi. Kokoukset voisivat myös auttaa toimialaa yhdenmukaistamaan pitkän aikavälin volyymeja, standardoimaan suunnitelmia ja tekemään yhteistyötä työvoiman kehittämisessä, jotta valmistajilla olisi tarvittava varmuus investoida uuteen kapasiteettiin.
• Suojaa kriittiset materiaalipanokset. Hallinto voisi hyödyntää vastaperustettua Projektiholvi, EXIMin tukema varasto, helpottaakseen materiaalien saatavuushaasteita ja epävakaita hyödykemarkkinoita erikoisteräkselle ja muille kriittisille materiaaleille.

Strategioita kriittisten verkkokomponenttien kotimaisen tuotannon laajentamiseksi

Uusien laitosten täyden tuotannon saavuttaminen voi kestää useita vuosia, mutta näiden investointien tekeminen tänään on elintärkeää Yhdysvaltain sähköverkon vakauden ja kasvun ylläpitämiseksi, tulevien toimitusketjun häiriöiden lieventämiseksi ja kotimaisen valmistuksen taloudellisten mahdollisuuksien hyödyntämiseksi. Päättäjien tulisi harkita seuraavia strategioita uusien tuotantokapasiteetti-investointien kannustamiseksi priorisoimalla verkkokomponentteja ja -materiaaleja, joilla on suurin riski.

• Laajenna teollisuuden verokannustimiaKongressi voisi laajentaa olemassa olevia edistyneen valmistuksen tuotanto- ja investointiverohyvityksiä koskemaan sähköverkkotoimitusketjua. Verokannustimet auttaisivat kaventamaan tuotantokustannusten ja tuonnin välistä kuilua ja kannustaisivat investointeihin uuteen tuotantokapasiteettiin lisäämällä projektien tuottoja. Sähköverkkotoimitusketjun verohyvitykset tulisi suunnitella tukemaan teknisiä materiaaleja ja valmiita tuotteita, mukaan lukien seuraavan sukupolven komponentit. Yksi lähestymistapa olisi luoda investointiverohyvitys uusille tuotantolaitoksille (esim. osoittamalla varoja 48C-ohjelmaan, johon sähköverkkolaitteet ovat jo oikeutettuja), samalla kun tarjotaan tuotantoverohyvitystä materiaalipanoksille ja komponenteille (esim. lisäämällä sähköverkkotoimitusketju...). 45X). Tämä rakenne edistäisi investointeja uuteen tuotantokapasiteettiin ja samalla ratkaisisi raaka-aineiden rajoitukset tuotantoketjun alkupäässä.
• Varmista pääsy edulliseen skaalautuvaan pääomaanLiittovaltion lainaohjelmat voivat tarjota halpaa pääomaa tuotannon skaalaamiseen ja kilpailukyvyn parantamiseen. Esimerkiksi Yhdysvaltain energiaministeriön (DOE) Energian dominanssin rahoitusohjelma voisi tarjota edullisia lainoja ja lainatakauksia verkkolaitteiden ja -materiaalien tuotantoon. Lisäksi DPA Title III -lain nojalla voidaan rahoittaa laitosten rakentamista tai laajentamista avustusten, lainojen ja lainatakausten avulla sellaisten tuotteiden valmistamiseksi, joista on pulaa ja jotka ovat kriittisiä kansalliselle puolustukselle ja energiaturvallisuudelle. Kongressi voisi tukea verkkovalmistusta DPA:n uudelleenvaltuutus ja DPA-rahaston määrärahojen myöntäminen.
• Puututa kustannuksiin liittymättömiin tuotannon esteisiin. Verohelpotusten ja lainojen lisäksi päättäjien tulisi puuttua muihin tuotannon esteisiin, kuten työvoiman saatavuuteen, korkeaan räätälöintiasteeseen ja kysynnän epävarmuuteen. Energiaministeriö voisi tehdä yhteistyötä yksityisen sektorin kanssa työvoiman kehittämisessä ja laitteiden standardoinnissa ja harkita sitoumusten helpottamista energiayhtiöiden ja valmistajien välillä sitovien määrien osalta. Siltä osin kuin kysynnän epävarmuus estää uusia investointeja valmistusteollisuuteen, liittovaltio voisi toimia ankkuriostajana tai viimeisenä keinona ostajana käyttäen DPA-viranomaisia ​​tai energiaministeriön muita transaktiovaltuuksia luodakseen... virtuaalinen strateginen muuntajareservi, mikä auttaa tasoittamaan nousu- ja laskusuhdanteita ja edistää laitteiden standardointia. Valmistuksen kilpailukyvyn parantamiseksi liittovaltio voisi myös harkita kannustinohjelmia edistyneet valmistustekniikat ja edistää teollista klusterointia jotka asettavat etusijalle alueiden olemassa olevat taloudelliset valmiudet ja teolliset vahvuudet.

Strategiat verkkoteknologian innovaatioiden edistämiseksi

Verkkolaitteisto kehittyy nopeasti, ja seuraavan sukupolven teknologiat nousevat esiin innovatiivisista LPTP- ja puolijohdeasemista HVDC-siirtojärjestelmiin ja tehokkaisiin johtimiin. Useat yhdysvaltalaiset startup-yritykset rakentavat sähköverkkolaitteistoa, joka parantaa suorituskykyä, kiertää raaka-ainerajoituksia ja jolla on joustavat ja yhteentoimivat mallit. Päättäjät voivat auttaa edistämään ja kaupallistamaan näitä innovaatioita Yhdysvalloissa.

• Investoi sähköverkkojen toimitusketjujen tutkimukseen, kehitykseen ja demonstrointiin (T&K)Energiaministeriö voisi yhteistyössä kansallisen laboratoriojärjestelmän kanssa tukea yksityistä sektoria seuraavan sukupolven verkkokomponenttien kehittämisessä ja testaamisessa esimerkiksi seuraavien ohjelmien kautta: Muuntajan vikasietoisuus ja edistyneet komponentit, Pienten yritysten innovaatiotutkimus, pienten yritysten teknologiansiirtoja muita palkintoja ja kilpailuja. Kongressi voisi myös harkita lisävarojen osoittamista verkkolaitteiston tutkimukseen ja kehitykseen.
• Helpottaa pilottihankkeita apuohjelmien avullaEnergiaministeriö voisi nopeuttaa edistyneiden verkkokomponenttien käyttöönottoa rahoittamalla sähköyhtiöiden kanssa toteutettavia pilotti- ja demonstraatio-ohjelmia, joilla vähennetään riskiä edistyneiden teknologioiden käyttöönotolle, viimeaikaisten kokemusten pohjalta. Verkkoinnovaatio-ohjelmat.
• Tue varhaista kaupallistamistaTukeakseen verkkokomponenttien valmistusta alkuvaiheessa, energiaministeriö voisi laajentaa pääsyä pilottituotantolinjoille ja demonstraatiomittakaavan valmistukseen esimerkiksi seuraavien ohjelmien avulla: ARPA-E-SKAALAUS tai Teknologian kaupallistamisrahasto.

Sähköverkon toimitusketjun vahvistaminen loisi mahdollisuuksia talouskasvuun osavaltioissa ja alueilla eri puolilla maata. Esimerkiksi Kaliforniassa tehty tuore analyysi havaittiin, että jos osavaltion sisäinen tuotanto vastaisi 30 % verkkolaitteiden kysynnästä, se loisi jopa 12 000 pysyvää, kokopäiväistä työpaikkaa. Jotta alueensa olisivat houkuttelevia valmistusinvestointeja varten, osavaltioiden ja alueiden päättäjät ja talouskehitysjohtajat voivat tehdä seuraavaa:

• Kartoita alueensa teollisen perustan ja erityyppisten verkkolaitteiden tuotantoprosessien päällekkäisyydet. Tämä harjoitus rakentaa korkean tason viitekehyksen verkkolaitteiden valmistuksen tyypeille sekä teknologia- että toimitusketjuvaiheessa, jotka parhaiten vastaavat kertyneitä alueellisia työvoimavahvuuksia. Esimerkiksi muuntajien valmistusklusterit sijaitsevat usein samoissa paikoissa kuin voiteluöljyjen valmistus. Tämä todennäköisesti heijastaa eristysmateriaalien käyttöä perinteisten suurten muuntajien toimitusketjussa.
• Helpottaa räätälöityjen työvoiman koulutusohjelmien kehittämistä. Kuten monet nopeasti kasvavat sähköteollisuus aloilla verkkolaitevalmistajat mainitsevat jatkuvia haasteita ammattitaitoisten teknisten työntekijöiden löytämisessä. Tämän seurauksena valmistajilla on mainitut joustavat työvoimaohjelmat keskeisenä tekijänä päätettäessä, mihin päin maata uusia hankkeita sijoitetaan. Maan johtavat työvoiman kehittämisohjelmat Kaakkois-Euroopassa ovat osasyy siihen, miksi osavaltiot, kuten Pohjois-Carolina, Etelä-Carolina, Tennessee ja Virginia, ovat olleet edelläkävijöitä verkkopohjaisten valmistusinvestointien houkuttelemisessa viimeisen vuosikymmenen aikana. Räätälöidyt ja joustavat työvoiman kehittämisohjelmat antavat osavaltioille mahdollisuuden kilpailla ankkuriprojekteista, jotka voivat katalysoida uusia valmistusklustereita.

Liite 8

Nyt on aika vahvistaa Amerikan energian toimitusketjuja