פתרון הקיפאון: הזדמנות שרשרת האספקה ​​החשמלית של אמריקה

כיום, רשת החשמל מתמודדת עם אילוצים חמורים בשרשרת האספקה, ויכולת הייצור בארה"ב נותרה מוגבלת.

הביקוש לציוד רשת חשמל זינק בשנים האחרונות (מוצג 2), וכתוצאה מכך זמני אספקה ​​ארוכים (מוצג 3) ומחירים גבוהים (מוצג 4). עלות הכבלים לקווי חשמל, לדוגמה, עלתה. הוכפל מאז 2019, ומחירי שנאי החשמל עלו בכ-75%. עליית מחירי ציוד הרשת יכולה להשפיע רבות על עלויות החשמל עבור צרכנים עסקיים ופרטיים. לְפִי אָנָלִיזָה מהמעבדה הלאומית לורנס ברקלי, הוצאות החלוקה וההולכה, שהושפעו מאילוצי שרשרת האספקה, תרמו לעלייה האחרונה בחשבונות החשמל של הצרכנים.

מוצג 2

למרות התקדמות מסוימת בהעברה מחדש של רשת החשמל, נדרשת פעולה נוספת כדי לאבטח את שרשרת האספקה ​​של רשת החשמל של אמריקה.

יצרנים מתחילים להגיב למחסור בשרשרת האספקה ​​של רשת החשמל עם מספר הכרזות אחרונות על כושר ייצור חדש או מורחב בארצות הברית. לדוגמה, חברת היטאצ'י אנרג'י הכריזה על... השקעה של מיליארד דולר בייצור שנאים וציוד רשת עם מפעל חדש בווירג'יניה, ו סימנס אנרג'י שואפת להגדיל את קיבולת השנאים בארה"ב עד 2027ה- הסכם מסגרת ארה"ב-יפן ההסכם שנשאם ב-2025 כולל גם התחייבויות להשקעה בציוד רשת.

התפתחויות אלו, למרות שהן מעודדות, אינן מספיקות כדי לסגור את הפערים בשרשרת האספקה ​​של 2030. היצרנים נקטו עד כה גישה זהירה יחסית להשקעות חדשות, כאשר מחזורי גאות ושפל היסטוריים מנהלים מובילים מפקפקים האם הביקוש יימשך. בנוסף, ארצות הברית חייבת להתגבר על אתגרי שרשרת האספקה ​​הקשורים לתשומות חומריות, קיבולת כוח אדם ורכש שירותים:

• תשומות חומריות: השקעות אחרונות מתמקדות בהרכבה סופית של ציוד רשת חשמל, אך עושות מעט כדי לטפל בקיבולת או בתלות בפלדה מיוחדת, נחושת ואלומיניום. לארצות הברית קיבולת זיקוק נחושת מקומית מוגבלת ורק שני ספקים מסחריים של פלדה חשמלית מוכוונת גרגרים ולא גרגרים (GOES ו-NOES), כמו גם ספק מקומי אחד בלבד של מתכת אמורפית, חלופה לפלדה חשמלית עם תכונות חומר משופרות.
• כוח אדם: דו"ח יצרני ציוד רשת אתגרים בגיוס ושימור עובדים מיומניםוציין מחסור בכוח אדם טכני כאחד המכשולים הגדולים ביותר להרחבת הקיבולת.
• רכש שירותים: לחברות החשמל יש עיצובים מותאמים אישית של שנאים עם דרישות גודל ומתח שונות כדי לשרת את עומס הלקוח. רמת ההתאמה האישית הגבוהה של העיצוב (למשל, מעל 80,000 סוגי שנאים) מגביל את יכולתה של התעשייה להגדיל את הייצור ולבנות חוסן שרשרת האספקה ​​​​בתיקי פרויקטים שונים. שיטות רכש של שירותים סביב ספקים מועדפים יכול גם להקשות על יצרנים חדשים לקבל הסמכה.

כתוצאה מכך, ארצות הברית נותרה חסרת אספקה. הייצור הקיים אינו תחרותי מבחינת עלויות מול יבוא עקב עלויות גבוהות יותר של חומרים ועבודה, כמו גם התמחות המגבילה את יתרונות הגודל. שנאים המיוצרים באופן מקומי, לדוגמה, מוערכים ב... יקר יותר ב-10%–25% משנאים מיובאים. התערבויות מדיניות ממוקדות, שיידונו בסעיף הבא, יכולות לסייע בבניית יכולת, בשיפור התיאום ובקיצוץ בעלויות.

ללא התערבויות מדיניות, ארצות הברית תתקשה לעמוד בביקוש לציוד רשת החשמל, מה שיהווה איום חמור על מערכת החשמל והכלכלה. למרבה המזל, קיימים מגוון פתרונות פוטנציאליים לחיזוק שרשראות האספקה ​​של רשת החשמל של אמריקה, וקובעי מדיניות פדרליים מתחילים להגיב.

בינואר 2026, משרד החשמל של משרד האנרגיה (DOE) קיבל 375 מיליון דולר כדי לשפר את שרשרת האספקה ​​המקומית של שנאים ורכיבים וחומרים אחרים של רשת החשמל. בתזכיר מאפריל 2026 למשרד האנרגיה האמריקאי, ממשל טראמפ קבע במסגרת חוק הייצור הביטחוני (DPA) להרחבת קיבולת שרשרת האספקה ​​של רשת החשמל המקומית, המתוארת כ"מוגבלת באופן מסוכן". DPA מאשרת מגוון רחב של כלים, כולל רכישות, התחייבויות רכישה ותמיכה כספית לייצור, אם כי המימון לביצוע יהיה תלוי בחלקו בפעולות עתידיות של הקונגרס.

להלן פתרונות מדיניות שמשרד האנרגיה האמריקאי (DOE) יכול לשקול כאשר הסוכנות משתמשת במימון שרשרת האספקה ​​החדש של הרשת ומיישמת את חוק ניהול זכויות האדם (DPA), וכן צעדים נוספים שהקונגרס יכול לנקוט כדי להתמודד עם אתגר זה. התערבויות המדיניות מאורגנות לשלושה חלקים: (1) הקלה על צווארי בקבוק בטווח הקרוב, (2) הרחבת הקיבולת המקומית, ו-(3) קידום חדשנות. בעוד שהיתרונות של התערבויות אלו יתממשו לאורך מסגרות זמן שונות, על קובעי המדיניות לשקול אסטרטגיות בכל שלושת הסעיפים.

אסטרטגיות להקלת צווארי בקבוק בשרשרת האספקה ​​ברשת החשמל לטווח הקרוב

בטווח הקרוב, על קובעי המדיניות להתמקד באופטימיזציה של קיבולת הרשת הקיימת, שיתוף פעולה עם מדינות בעלות ברית, הגברת הייצור במתקנים קיימים ושיפור שיתוף הפעולה בתעשייה. בעזרת הקצבות אחרונות, משרד האנרגיה והאנרגיה יכול ליישם מספר מההמלצות שלהלן. מחזור ההקצבות של שנת הכספים 2027 יכול לספק מימון נוסף כדי להקל על צווארי בקבוק בטווח הקרוב, בעוד... אישור מחדש של חוק האנרגיה משנת 2020 מציג הזדמנות לקודד תוכנית שרשרת אספקה ​​לרשת של משרד האנרגיה האמריקאי.

• לקדם פתרונות רשת חלופיים. ישנם כמה פתרונות לטווח קצר שיכולים לסייע לתשתיות להשתמש בתשתיות קיימות בצורה יעילה יותר כדי לעכב רכישות של ציוד הולכה וחלוקה חדש. אלה כוללים תחנות כוח וירטואליות, טכנולוגיות תמסורת מתקדמות, דורשים גמישות, ו חידוש כוח נקיעל קובעי המדיניות הפדרליים להתמקד בפתרונות להפחתת חסמים לפריסה ולשקול מאמצים מקבילים לשיפור סבירות החשמל.
• לחתור לשותפויות עם מדינות בעלות ברית. בהתבסס על המסגרת של ארה"ב-יפן, קובעי מדיניות יוכלו לשלב ציוד רשת בהסכמי סחר כדי לסייע באבטחת אספקה ​​בטווח הקרוב. למרות המחסור העולמי, מדינות מסוימות הצליחו כושר ייצור פנוי, ומשרד האנרגיה של ארה"ב (DOE) יכול למלא תפקיד בקידום קשרי ספקים חדשים כדי לסייע בבניית אמון בין שירותים ויצרנים גלובליים מחוץ לרשימת הספקים המועדפת הנוכחית שלהם.
• הגברת הייצור הקיים. הגברת הייצור במפעלי ציוד רשת קיימים יכולה להקל על המחסור מהר יותר מאשר השקעות חדשות. יצרנים יכולים להגדיל משמרות, להשקיע ביוזמות פרודוקטיביות ולהרחיב קווי ייצור. אם אי ודאות ראשונית בנוגע להון, כוח אדם או ביקוש תישאר מכשול להתרחבות, משרד האנרגיה יכול לספק תמיכה באמצעות שיפורי אשראי, יוזמות פיתוח כוח אדם או על ידי תיאום צריכת חשמל.
• שיפור שיתוף הפעולה בתעשייה. משרד האנרגיה האמריקאי (DOE) יכול למנף את סמכויות הכינוס שלו כדי לאחד יצרני רכיבי רשת, שירותים ולקוחות תעשייתיים אחרים כדי לשפר את ההבנה של סיכוני שרשרת האספקה ​​ולאפשר פתרון בעיות בשיתוף פעולה. כינוסים של DOE, או מפגש מחודש צוות נמר שרשרת האספקה, יכול להקל הסכמי שיתוף הדדיים בין חברות שירות עם מלאי גיבוי כדי להתגבר על צווארי בקבוק בטווח הקרוב. כינוסים יכולים גם לסייע לתעשייה להתאים את עצמה להיקף ייצור לטווח ארוך, לתקנן עיצובים ולשתף פעולה בפיתוח כוח אדם כדי לתת ליצרנים את הוודאות הדרושה להם כדי להשקיע בקיבולת חדשה.
• אבטחת קלט חומרים קריטיים. הממשל יכול למנף את החדש שנוצר כספת הפרויקט, מלאי מגובה על ידי EXIM, כדי להקל על אתגרי זמינות חומרים ושוקי סחורות תנודתיים עבור פלדה מיוחדת וחומרים קריטיים אחרים.

אסטרטגיות להרחבת הייצור המקומי של רכיבי רשת קריטיים

מתקני גרינפילד יכולים לקחת מספר שנים עד שיגיעו לייצור מלא, אך ביצוע השקעות אלו כיום חיוני לשמירה על יציבותה וצמיחתה של רשת החשמל בארה"ב, למתן חשיפה לשיבושים עתידיים בשרשרת האספקה ​​ולניצול ההזדמנות הכלכלית של ייצור מקומי. קובעי מדיניות צריכים לשקול את האסטרטגיות הבאות כדי לתמרץ השקעות חדשות בכושר ייצור, תוך מתן עדיפות לרכיבי רשת וחומרים הנמצאים בסיכון הגבוה ביותר.

• הרחבת תמריצי המס על ייצורהקונגרס יכול להרחיב את זיכויי המס הקיימים לייצור מתקדם ולהשקעה בשרשרת האספקה ​​של הרשת. תמריצי מס יסייעו לסגור את פער עלות הייצור מול היבוא ויעודדו השקעות בכושר ייצור חדש על ידי הגברת תשואות הפרויקטים. זיכויי המס עבור שרשרת האספקה ​​של הרשת צריכים להיות מתוכננים לתמוך בחומרים מהונדסים ובמוצרים מוגמרים, כולל רכיבים מהדור הבא. גישה אחת תהיה ליצור זיכוי מס השקעה עבור מתקני ייצור חדשים (למשל, הקצאת כספים לתוכנית 48C שציוד הרשת כבר זכאי לה), תוך מתן זיכוי מס ייצור עבור תשומות חומרים ורכיבים (למשל, הוספת שרשרת האספקה ​​של הרשת ל...). 45Xמבנה זה יניע השקעות בקיבולת ייצור חדשה תוך התמודדות עם אילוצי חומרי גלם במעלה הזרם.
• להבטיח גישה להון צמיחה בעלות נמוכהתוכניות הלוואות פדרליות יכולות לספק הון זול להגדלת הייצור ולשיפור התחרותיות. לדוגמה, תוכניות ה-DOE תוכנית מימון דומיננטיות אנרגטית יוכלו לספק הלוואות בעלות נמוכה וערבויות הלוואות לייצור ציוד וחומרים לרשת. בנוסף, ניתן להשתמש ב-DPA Title III למימון בנייה או הרחבה של מפעלים באמצעות מענקים, הלוואות וערבויות הלוואות לייצור מוצרים במחסור החיוניים להגנה הלאומית ולביטחון האנרגיה. הקונגרס יוכל לתמוך בייצור רשת על ידי אישור מחדש של DPA והקצבות לקרן DPA.
• התמודדות עם חסמים שאינם קשורים לעלות בייצור. מעבר לזיכוי מס והלוואות, על קובעי המדיניות לטפל במכשולים אחרים לייצור, כגון זמינות כוח אדם, דרגות גבוהות של התאמה אישית וחוסר ודאות בביקוש. משרד האנרגיה האמריקאי (DOE) יכול לשתף פעולה עם המגזר הפרטי בפיתוח כוח אדם וסטנדרטיזציה של ציוד ולשקול הקלת התחייבויות לכפיית נפחים בין חברות שירות ויצרנים. במידה שחוסר הוודאות בביקוש מעכב השקעות חדשות בייצור, הממשלה הפדרלית יכולה להתערב כקונה עוגן או קונה של מוצא אחרון, תוך שימוש ברשויות DPA או ברשויות עסקאות אחרות של משרד האנרגיה האמריקאי כדי ליצור... עתודת שנאים אסטרטגית וירטואלית, המסייעים להחלקת מחזורי גאות ושפל ולקידום סטנדרטיזציה של ציוד. כדי לשפר את התחרותיות בייצור, הממשלה הפדרלית יכולה לשקול גם תוכניות לתמריצים טכניקות ייצור מתקדמות ו לקדם אשכולות תעשייתיים שמתעדפים את היכולות הכלכליות הקיימות של אזורים ואת החוזקות התעשייתיות שלהם.

אסטרטגיות לקידום חדשנות בטכנולוגיית רשת

חומרת הרשת מתפתחת במהירות, עם טכנולוגיות הדור הבא מתפתחות מתחנות LPT חדשניות ותחנות משנה במצב מוצק ועד להולכת HVDC ומוליכים בעלי ביצועים גבוהים. מספר חברות סטארט-אפ אמריקאיות בונות חומרת רשת שמשפרת את הביצועים, עוקפת אילוצי חומרי גלם ובעלות עיצובים גמישים וניתנים לפעולה הדדית. קובעי מדיניות יכולים לסייע בטיפוח ומסחור של חדשנות זו בארצות הברית.

• להשקיע במחקר, פיתוח והדגמה (RD&D) עבור שרשראות אספקה ​​לרשת החשמלמשרד האנרגיה של אנרגיה (DOE), בשיתוף פעולה עם מערכת המעבדות הלאומיות, יכול לתמוך במגזר הפרטי בפיתוח ובדיקה של רכיבי רשת מהדור הבא באמצעות תוכניות כמו חוסן שנאים ורכיבים מתקדמים, מחקר חדשנות לעסקים קטנים, העברת טכנולוגיה לעסקים קטנים, ופרסים ותחרויות אחרות. הקונגרס יכול גם לשקול להקצות כספים נוספים למחקר ופיתוח של חומרת רשת החשמל.
• סיוע לטייסים עם חברות שירותמשרד החשמל יכול להאיץ את אימוץ רכיבי רשת מתקדמים על ידי מימון תוכניות פיילוט והדגמה עם חברות חשמל כדי להפחית סיכונים בפריסה ראשונה מסוגה של טכנולוגיות מתקדמות, בהתבסס על תהליכים אחרונים. תוכניות חדשנות ברשת.
• תמיכה במסחור מוקדםכדי לתמוך בייצור רכיבי רשת בשלבים מוקדמים, משרד האנרגיה של אנרגיה (DOE) יכול להרחיב את הגישה לקווי ייצור ניסיוניים וייצור בקנה מידה הדגמה באמצעות תוכניות כמו הרחבת ARPA-E או ה- קרן מסחור טכנולוגי.

חיזוק שרשרת האספקה ​​של רשת החשמל ייצור הזדמנות לצמיחה כלכלית במדינות ובאזורים ברחבי המדינה. לדוגמה, ניתוח עדכני בקליפורניה נמצא שאם הייצור בתוך המדינה יעמוד ב-30% מביקוש ציוד הרשת, הוא ייצור עד 12,000 מקומות עבודה במשרה מלאה ובת קיימא. כדי למקם את האזורים שלהם למשוך השקעות ייצור, קובעי מדיניות במדינות ובאזורים ומנהיגי פיתוח כלכלי יכולים לעשות את הדברים הבאים:

• למפות את החפיפות בין הבסיס התעשייתי של האזור שלהם לבין תהליכי הייצור עבור סוגים שונים של ציוד רשת. תרגיל זה בונה מסגרת ייחוס ברמה גבוהה על סוגי ייצור ציוד הרשת, הן בשלב הטכנולוגיה והן בשלב שרשרת האספקה, אשר תואמים בצורה הטובה ביותר את נקודות החוזק המצטברות של כוח העבודה האזורי. לדוגמה, אשכולות ייצור שנאים ממוקמים לעתים קרובות במקביל לייצור שמן סיכה. זה כנראה משקף את השימוש בחומרי בידוד בשרשרת האספקה ​​עבור שנאי חשמל גדולים קונבנציונליים.
• להקל על פיתוח תוכניות הכשרה מותאמות אישית לעובדים. כמו רבים שצומחים במהירות אלקטרו-תעשייתי במגזרים שונים, יצרני ציוד רשת מציינים אתגרים מתמשכים במציאת עובדים טכניים מיומנים. כתוצאה מכך, יצרנים ציינו תוכניות כוח אדם גמיש כגורם מפתח בהחלטה היכן במדינה למקם פרויקטים חדשים. תוכניות פיתוח כוח אדם מובילות במדינה ברחבי דרום-מזרח הן חלק מהסיבות לכך שמדינות כמו צפון קרוליינה, דרום קרוליינה, טנסי ווירג'יניה הובילו את הדרך במשיכת השקעות בייצור רשת חשמל בעשור האחרון. תוכניות פיתוח כוח אדם מותאמות וגמישות מאפשרות למדינות להתחרות על סוגי פרויקטי עוגן שיכולים לזרז אשכולות ייצור חדשים.

מוצג 8

עכשיו זה הזמן לחזק את שרשראות אספקת האנרגיה של אמריקה