Het oplossen van de impasse: de kansen voor de Amerikaanse elektriciteitsvoorzieningsketen

Het elektriciteitsnet kampt momenteel met ernstige problemen in de toeleveringsketen en de Amerikaanse productiecapaciteit blijft beperkt.

De vraag naar netwerkapparatuur is de afgelopen jaren sterk gestegen (zie figuur 2), wat heeft geleid tot lange levertijden (zie figuur 3) en hogere prijzen (zie figuur 4). De kosten van kabels voor elektriciteitsleidingen zijn bijvoorbeeld gestegen. Sinds 2019 is het aantal verdubbeld en de prijzen van stroomtransformatoren zijn met ongeveer 75% gestegen. Stijgende prijzen voor netwerkapparatuur kunnen een domino-effect hebben op de De kosten van elektriciteit voor zakelijke en particuliere consumenten. Volgens analyse Volgens gegevens van het Lawrence Berkeley National Laboratory hebben de distributie- en transmissiekosten, die worden beïnvloed door knelpunten in de toeleveringsketen, bijgedragen aan de recente stijging van de elektriciteitsrekeningen van consumenten.

Tentoonstelling 2

Ondanks enige vooruitgang op het gebied van het terughalen van productie naar eigen land, zijn verdere maatregelen nodig om de Amerikaanse toeleveringsketen voor het elektriciteitsnet te waarborgen.

Fabrikanten beginnen te reageren op tekorten in de toeleveringsketen van het elektriciteitsnet met verschillende recente aankondigingen van nieuwe of uitgebreide productiecapaciteit in de Verenigde Staten. Zo kondigde Hitachi Energy bijvoorbeeld aan... Een investering van 1 miljard dollar in de productie van transformatoren en netwerkapparatuur. met een nieuwe fabriek in Virginia, en Siemens Energy streeft naar nieuwe transformatorcapaciteit in de VS tegen 2027.De Raamovereenkomst tussen de VS en Japan De overeenkomst die in 2025 is gesloten, omvat ook toezeggingen voor investeringen in netwerkapparatuur.

Deze ontwikkelingen zijn weliswaar bemoedigend, maar onvoldoende om de tekortkomingen in de toeleveringsketen in 2030 te dichten. Fabrikanten hebben tot nu toe een relatief voorzichtige houding aangenomen ten aanzien van nieuwe investeringen, met historische cycli van hoogconjunctuur en recessie Dit leidt ertoe dat leidinggevenden zich afvragen of de vraag zal aanhouden. Daarnaast moet de Verenigde Staten de uitdagingen in de toeleveringsketen overwinnen die verband houden met de beschikbaarheid van grondstoffen, de capaciteit van het personeel en de inkoop van nutsvoorzieningen.

• Materiaalinput: Recente investeringen richten zich op de eindassemblage van netwerkapparatuur, maar doen weinig om de capaciteit of afhankelijkheid van gespecialiseerd staal, koper en aluminium aan te pakken. De Verenigde Staten hebben een beperkte binnenlandse koperraffinagecapaciteit en slechts twee commerciële leveranciers van georiënteerd en niet-georiënteerd elektrisch staal (GOES en NOES), evenals slechts één binnenlandse leverancier van amorf metaal, een alternatief voor elektrisch staal met verbeterde materiaaleigenschappen.
• Personeel: Rapport van fabrikanten van netapparatuur uitdagingen bij het werven en behouden van geschoolde werknemerswaarbij het tekort aan technisch personeel wordt genoemd als een van de grootste belemmeringen voor capaciteitsuitbreiding.
• Inkoop van nutsvoorzieningen: Energiebedrijven hebben transformatoren op maat ontworpen met verschillende afmetingen en spanningseisen om aan de vraag van de klant te voldoen. De hoge mate van ontwerpaanpassing (bijvoorbeeld meer dan 80.000 soorten transformatoren) beperkt het vermogen van de industrie om de productie op te schalen en de veerkracht van de toeleveringsketen in projectportfolio's te vergroten. Inkooppraktijken van nutsbedrijven rondom voorkeursleveranciers Dit kan het voor nieuwe fabrikanten ook lastig maken om een ​​certificering te verkrijgen.

Daardoor blijft er in de Verenigde Staten een tekort aan transformatoren bestaan. De bestaande productie is niet kosteneffectief in vergelijking met import vanwege hogere materiaal- en arbeidskosten, en door specialisatie die schaalvoordelen beperkt. De productie van transformatoren in eigen land wordt bijvoorbeeld geschat op... 10%–25% duurder dan geïmporteerde transformatoren. Gerichte beleidsmaatregelen, die in het volgende hoofdstuk worden besproken, kunnen bijdragen aan capaciteitsopbouw, betere coördinatie en kostenbesparing.

Zonder beleidsmaatregelen zullen de Verenigde Staten moeite hebben om aan de vraag naar apparatuur voor het elektriciteitsnet te voldoen, wat een ernstige bedreiging vormt voor het elektriciteitsnet en de economie. Gelukkig zijn er diverse mogelijke oplossingen om de toeleveringsketens van het Amerikaanse elektriciteitsnet te versterken, en federale beleidsmakers beginnen hierop te reageren.

In januari 2026 werd het Bureau voor Elektriciteit van het Ministerie van Energie (DOE) voorzien van $375 miljoen om de binnenlandse toeleveringsketen voor transformatoren en andere componenten en materialen voor het elektriciteitsnet te verbeteren. In een memorandum aan het DOE van april 2026 heeft de regering-Trump een besluit genomen onder de Defensieproductiewet (DPA) om de capaciteit van de binnenlandse toeleveringsketen voor het elektriciteitsnet uit te breiden, die wordt omschreven als "gevaarlijk beperkt". De DPA machtigt een breed scala aan instrumenten, waaronder aankopen, aankoopverplichtingen en financiële steun voor de productie, hoewel de financiering voor de uitvoering deels afhankelijk zal zijn van toekomstige wetgeving door het Congres.

Hieronder staan ​​beleidsoplossingen die het Ministerie van Energie (DOE) zou kunnen overwegen bij de inzet van de nieuwe financiering voor de toeleveringsketen van het elektriciteitsnet en de implementatie van de Defense Production Act (DPA). Ook worden verdere stappen voorgesteld die het Congres zou kunnen nemen om deze uitdaging aan te pakken. De beleidsinterventies zijn onderverdeeld in drie secties: (1) het verlichten van knelpunten op korte termijn, (2) het uitbreiden van de binnenlandse capaciteit en (3) het bevorderen van innovatie. Hoewel de voordelen van deze interventies zich over verschillende tijdsperioden zullen manifesteren, zouden beleidsmakers strategieën in alle drie de secties moeten overwegen.

Strategieën om knelpunten in de toeleveringsketen van het elektriciteitsnet op korte termijn te verlichten.

Op korte termijn zouden beleidsmakers zich moeten richten op het optimaliseren van de bestaande netcapaciteit, het samenwerken met geallieerde landen, het opvoeren van de productie in bestaande installaties en het versterken van de samenwerking in de industrie. Met behulp van recente budgettoewijzingen kan het Ministerie van Energie (DOE) een aantal van de onderstaande aanbevelingen implementeren. De budgetcyclus voor fiscaal jaar 2027 zou meer financiering kunnen opleveren om knelpunten op korte termijn te verlichten, terwijl herziening van de Energiewet van 2020 Dit biedt de mogelijkheid om een ​​programma van het Amerikaanse Ministerie van Energie (DOE) voor de toeleveringsketen van het elektriciteitsnet vast te leggen.

• Bevorder alternatieve oplossingen voor het elektriciteitsnet. Er zijn er verschillende oplossingen voor de korte termijn die nutsbedrijven kunnen helpen om de bestaande infrastructuur efficiënter te gebruiken en de aanschaf van nieuwe transmissie- en distributieapparatuur uit te stellen. Deze omvatten: virtuele energiecentrales, geavanceerde transmissietechnologieën, vraag naar flexibiliteit, en schone hernieuwingFederale beleidsmakers zouden zich moeten richten op oplossingen om belemmeringen voor de inzet te verminderen en parallelle inspanningen moeten overwegen om de situatie te verbeteren. betaalbaarheid van elektriciteit.
• Streef naar partnerschappen met bondgenoten. Voortbouwend op het Amerikaans-Japanse kader zouden beleidsmakers netwerkapparatuur kunnen integreren in handelsakkoppen om de levering op korte termijn te waarborgen. Ondanks wereldwijde tekorten hebben sommige individuele landen reserve productiecapaciteitEn het Ministerie van Energie (DOE) zou een rol kunnen spelen bij het faciliteren van nieuwe leveranciersrelaties om het vertrouwen tussen nutsbedrijven en wereldwijde fabrikanten buiten hun huidige lijst van voorkeursleveranciers te versterken.
• Verhoog de bestaande productie. Het opschalen van de productie in bestaande fabrieken voor netwerkapparatuur kan tekorten sneller verlichten dan investeringen in nieuwe fabrieken. Fabrikanten zouden het aantal ploegen kunnen verhogen, investeren in productiviteitsverbeteringen en productielijnen uitbreiden. Als de initiële kapitaalbehoefte, arbeidskrachten of onzekerheid over de vraag een belemmering vormen voor uitbreiding, kan het Amerikaanse ministerie van Energie (DOE) steun bieden door middel van kredietversterkingen, initiatieven voor de ontwikkeling van de beroepsbevolking of door de afname te coördineren.
• Verbeter de samenwerking binnen de sector. Het Amerikaanse ministerie van Energie (DOE) zou zijn bevoegdheden als organisator kunnen gebruiken om fabrikanten van netwerkcomponenten, nutsbedrijven en andere industriële klanten samen te brengen, om zo het inzicht in risico's in de toeleveringsketen te verbeteren en gezamenlijke probleemoplossing mogelijk te maken. DOE-bijeenkomsten, of een hernieuwde opzet, zouden hierbij een oplossing kunnen bieden. supply chain tiger teamzou kunnen faciliteren overeenkomsten voor wederzijdse winstdeling Tussen nutsbedrijven met reservevoorraden om knelpunten op korte termijn te overbruggen. Bijeenkomsten kunnen de sector ook helpen om de volumes op de lange termijn op elkaar af te stemmen, ontwerpen te standaardiseren en samen te werken aan de ontwikkeling van het personeel, zodat fabrikanten de zekerheid hebben die ze nodig hebben om in nieuwe capaciteit te investeren.
• Beveilig de aanvoer van essentiële materialen. De regering zou gebruik kunnen maken van de nieuw gecreëerde Project Vault, een door EXIM gesteunde voorraad, om de problemen met de beschikbaarheid van materialen en de volatiele grondstoffenmarkten voor gespecialiseerd staal en andere kritieke materialen te verlichten.

Strategieën om de binnenlandse productie van essentiële componenten voor het elektriciteitsnet uit te breiden.

Het kan meerdere jaren duren voordat nieuwe productiefaciliteiten volledig operationeel zijn, maar investeringen in deze faciliteiten zijn nu essentieel om de stabiliteit en groei van het Amerikaanse elektriciteitsnet te waarborgen, de risico's van toekomstige verstoringen in de toeleveringsketen te beperken en te profiteren van de economische kansen die binnenlandse productie biedt. Beleidsmakers zouden de volgende strategieën moeten overwegen om investeringen in nieuwe productiecapaciteit te stimuleren, waarbij prioriteit wordt gegeven aan componenten en materialen voor het elektriciteitsnet met het hoogste risico.

• Vergroot de fiscale stimuleringsmaatregelen voor de maakindustrie.Het Congres zou de bestaande fiscale voordelen voor geavanceerde productie en investeringen kunnen uitbreiden naar de toeleveringsketen van het elektriciteitsnet. Fiscale stimulansen zouden helpen het productiekostenverschil met import te verkleinen en investeringen in nieuwe productiecapaciteit aan te wakkeren door het rendement op projecten te verhogen. Fiscale voordelen voor de toeleveringsketen van het elektriciteitsnet zouden moeten worden ontworpen om technische materialen en eindproducten te ondersteunen, inclusief componenten van de volgende generatie. Een mogelijke aanpak zou zijn om een ​​investeringsbelastingkrediet te creëren voor nieuwe productiefaciliteiten (bijvoorbeeld door middelen toe te wijzen aan het 48C-programma waarvoor apparatuur voor het elektriciteitsnet al in aanmerking komt), terwijl tegelijkertijd een productiebelastingkrediet wordt verstrekt voor de grondstoffen en componenten (bijvoorbeeld door de toeleveringsketen van het elektriciteitsnet toe te voegen aan het 48C-programma). 45XDeze structuur zou investeringen in nieuwe productiecapaciteit stimuleren en tegelijkertijd de knelpunten in de grondstoffenvoorziening aanpakken.
• Zorg voor toegang tot goedkoop schaalkapitaal.Federale leningprogramma's kunnen goedkoop kapitaal verschaffen om de productie op te schalen en de concurrentiepositie te verbeteren. Een voorbeeld hiervan is het programma van het Amerikaanse Ministerie van Energie (DOE). Financieringsprogramma voor energiedominantie zou goedkope leningen en leninggaranties kunnen verstrekken voor de productie van apparatuur en materialen voor het elektriciteitsnet. Daarnaast kan Titel III van de Defense Production Act (DPA) worden gebruikt om de bouw of uitbreiding van fabrieken te financieren via subsidies, leningen en leninggaranties voor de productie van schaarse producten die cruciaal zijn voor de nationale defensie en energiezekerheid. Het Congres zou de productie van apparatuur voor het elektriciteitsnet kunnen ondersteunen door herautorisatie van DPA en het doen van toewijzingen aan het DPA-fonds.
• Pak de niet-kostengerelateerde belemmeringen voor de productie aan. Naast belastingvoordelen en leningen zouden beleidsmakers andere belemmeringen voor de productie moeten aanpakken, zoals de beschikbaarheid van arbeidskrachten, de hoge mate van maatwerk en onzekerheid over de vraag. Het Ministerie van Energie (DOE) zou kunnen samenwerken met de private sector op het gebied van personeelsontwikkeling en standaardisatie van apparatuur en zou kunnen overwegen om afspraken over bindende volumes tussen nutsbedrijven en fabrikanten te faciliteren. Voor zover onzekerheid over de vraag nieuwe investeringen in de maakindustrie belemmert, zou de federale overheid kunnen optreden als ankerkoper of koper van laatste resort, gebruikmakend van de bevoegdheden van de Defense Production Act (DPA) of andere transactiebevoegdheden van het DOE om een ​​dergelijke constructie te creëren. virtuele strategische transformatorreservewaardoor de schommelingen in de economie worden afgevlakt en de standaardisatie van apparatuur wordt bevorderd. Om de concurrentiekracht van de maakindustrie te verbeteren, zou de federale overheid ook programma's kunnen overwegen om de industrie te stimuleren. geavanceerde productietechnieken En het bevorderen van industriële clustering die prioriteit geven aan de bestaande economische mogelijkheden en industriële sterktes van regio's.

Strategieën ter bevordering van innovatie in netwerktechnologie

Grid-hardware ontwikkelt zich snel, met de volgende generatie technologieën in opkomst Van innovatieve LPT's en solid-state onderstations tot HVDC-transmissie en hoogwaardige geleiders. Verschillende Amerikaanse start-ups ontwikkelen netwerkhardware die de prestaties verbetert, beperkingen op het gebied van grondstoffen omzeilt en flexibele, interoperabele ontwerpen heeft. Beleidsmakers kunnen helpen deze innovaties in de Verenigde Staten te stimuleren en te commercialiseren.

• Investeer in onderzoek, ontwikkeling en demonstratie (O&D) voor toeleveringsketens van het elektriciteitsnet.Het Amerikaanse Ministerie van Energie (DOE) zou, in samenwerking met het nationale laboratoriumsysteem, de particuliere sector kunnen ondersteunen bij de ontwikkeling en het testen van de volgende generatie componenten voor het elektriciteitsnet via programma's zoals: Transformatorbestendigheid en geavanceerde componenten, Onderzoek naar innovatie in het mkb, technologieoverdracht in het mkb.en andere prijzen en wedstrijden. Het Congres zou ook kunnen overwegen om extra geld beschikbaar te stellen voor onderzoek en ontwikkeling van hardware voor het elektriciteitsnet.
• Faciliteer pilotprojecten met nutsbedrijven.Het Amerikaanse ministerie van Energie (DOE) zou de invoering van geavanceerde netwerkcomponenten kunnen versnellen door proef- en demonstratieprogramma's met nutsbedrijven te financieren om de risico's van de eerste implementatie van geavanceerde technologieën te verminderen, voortbouwend op recente successen. Innovatieprogramma's voor het elektriciteitsnet.
• Ondersteun vroege commercialiseringOm de productie van componenten voor het elektriciteitsnet in een vroeg stadium te ondersteunen, zou het Amerikaanse ministerie van Energie (DOE) de toegang tot proefproductielijnen en productie op demonstratieschaal kunnen uitbreiden via programma's zoals... ARPA-E OPSCHALING of de Fonds voor de commercialisering van technologie.

Het versterken van de toeleveringsketen van het elektriciteitsnet zou kansen creëren voor economische groei in staten en regio's in het hele land. Bijvoorbeeld: recente analyse in Californië Uit onderzoek is gebleken dat als de productie binnen de staat 30% van de vraag naar elektriciteitsnetapparatuur zou dekken, dit tot 12.000 duurzame, voltijdse banen zou opleveren. Om hun regio's aantrekkelijker te maken voor investeringen in de maakindustrie, kunnen beleidsmakers op staats- en regionaal niveau en leiders op het gebied van economische ontwikkeling het volgende doen:

• Breng de overlappingen in kaart tussen de industriële basis van hun regio en de productieprocessen voor verschillende soorten netwerkapparatuur. Deze oefening schetst een algemeen beeld van de soorten productie van netwerkapparatuur, zowel qua technologie als qua toeleveringsketen, die het beste aansluiten bij de regionale personeelssterkte. Zo bevinden transformatorproductieclusters zich vaak op dezelfde locaties als smeerolieproductie. Dit weerspiegelt waarschijnlijk het gebruik van isolatiematerialen in de toeleveringsketen voor conventionele, grote transformatoren.
• Faciliteer de ontwikkeling van op maat gemaakte trainingsprogramma's voor het personeel. Net als veel snelgroeiende bedrijven elektro-industrieel In de sector melden fabrikanten van netwerkapparatuur aanhoudende problemen met het vinden van gekwalificeerde technische medewerkers. Als gevolg hiervan hebben fabrikanten noemden flexibele arbeidsprogramma's als een belangrijke factor bij de beslissing waar in het land nieuwe projecten gevestigd moeten worden. Toonaangevende programma's voor de ontwikkeling van de beroepsbevolking. in het hele zuidoosten Dit is mede de reden waarom staten als North Carolina, South Carolina, Tennessee en Virginia de afgelopen tien jaar voorop hebben gelopen bij het aantrekken van investeringen in de maakindustrie. Op maat gemaakte en flexibele programma's voor de ontwikkeling van de beroepsbevolking stellen staten in staat te concurreren voor de soorten projecten die nieuwe productieclusters kunnen stimuleren.

Tentoonstelling 8

Nu is het moment om de Amerikaanse energievoorzieningsketens te versterken.