Giải quyết tình trạng tắc nghẽn: Cơ hội trong chuỗi cung ứng điện của Mỹ

Hiện nay, lưới điện đang đối mặt với những hạn chế nghiêm trọng về chuỗi cung ứng, và năng lực sản xuất của Mỹ vẫn còn hạn chế.

Nhu cầu về thiết bị lưới điện đã tăng mạnh trong những năm gần đây (Hình 2), dẫn đến thời gian giao hàng kéo dài (Hình 3) và giá cả tăng cao (Hình 4). Ví dụ, chi phí cáp cho đường dây điện đã tăng lên. Đã tăng gấp đôi kể từ năm 2019, và giá máy biến áp điện đã tăng khoảng 75%. Giá thiết bị lưới điện tăng cao có thể gây ra hiệu ứng dây chuyền. Chi phí điện năng cho doanh nghiệp và hộ gia đình. Theo Phân tích Theo Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley, chi phí phân phối và truyền tải điện, chịu ảnh hưởng bởi những hạn chế trong chuỗi cung ứng, đã góp phần làm tăng hóa đơn tiền điện của người tiêu dùng trong thời gian gần đây.

Hình 2

Mặc dù đã có một số tiến triển trong việc đưa các nhà máy trở lại sản xuất trong nước, nhưng vẫn cần có thêm hành động để đảm bảo chuỗi cung ứng lưới điện của Mỹ.

Các nhà sản xuất đang bắt đầu ứng phó với tình trạng thiếu hụt chuỗi cung ứng lưới điện bằng một số thông báo gần đây về việc xây dựng mới hoặc mở rộng năng lực sản xuất tại Hoa Kỳ. Ví dụ, Hitachi Energy đã công bố... Đầu tư 1 tỷ đô la vào sản xuất máy biến áp và thiết bị lưới điện với một nhà máy mới ở Virginia, và Siemens Energy đặt mục tiêu xây dựng thêm công suất máy biến áp mới tại Mỹ vào năm 2027.. Cái Hiệp định khung Mỹ-Nhật Thỏa thuận được đàm phán vào năm 2025 cũng bao gồm các cam kết đầu tư vào thiết bị lưới điện.

Những tiến triển này, dù đáng khích lệ, vẫn chưa đủ để thu hẹp khoảng cách chuỗi cung ứng vào năm 2030. Cho đến nay, các nhà sản xuất đã có cách tiếp cận tương đối thận trọng đối với các khoản đầu tư mới, với chu kỳ bùng nổ và suy thoái lịch sử Điều này khiến các nhà quản lý cấp cao đặt câu hỏi liệu nhu cầu có tiếp tục duy trì hay không. Ngoài ra, Hoa Kỳ phải vượt qua những thách thức về chuỗi cung ứng liên quan đến nguyên vật liệu đầu vào, năng lực lực lượng lao động và việc mua sắm tiện ích:

• Nguyên liệu đầu vào: Các khoản đầu tư gần đây tập trung vào lắp ráp cuối cùng thiết bị lưới điện nhưng ít giải quyết được vấn đề năng lực sản xuất hoặc sự phụ thuộc vào thép, đồng và nhôm chuyên dụng. Hoa Kỳ có năng lực tinh luyện đồng trong nước hạn chế và chỉ có hai nhà cung cấp thương mại thép điện định hướng hạt và không định hướng hạt (GOES và NOES), cũng như chỉ có một nhà cung cấp trong nước kim loại vô định hình, một chất thay thế thép điện với các đặc tính vật liệu được cải thiện.
• Lực lượng lao động: Báo cáo của các nhà sản xuất thiết bị lưới điện những thách thức trong việc tuyển dụng và giữ chân nhân viên lành nghềHọ dẫn chứng tình trạng thiếu hụt lao động kỹ thuật là một trong những trở ngại lớn nhất đối với việc mở rộng năng lực sản xuất.
• Mua sắm tiện ích: Các công ty điện lực có thiết kế máy biến áp riêng biệt với các yêu cầu về kích thước và điện áp khác nhau để phục vụ nhu cầu tải của khách hàng. Mức độ tùy chỉnh thiết kế cao (ví dụ: trên...) 80.000 loại máy biến áp(Điều này hạn chế khả năng mở rộng quy mô sản xuất và xây dựng khả năng phục hồi chuỗi cung ứng của ngành trên toàn bộ danh mục dự án. Các hoạt động mua sắm tiện ích xung quanh...) nhà cung cấp ưu tiên Điều này cũng có thể gây khó khăn cho các nhà sản xuất mới trong việc đạt được chứng nhận.

Do đó, Hoa Kỳ vẫn thiếu hụt nguồn cung. Sản lượng hiện có không cạnh tranh được với hàng nhập khẩu do chi phí nguyên vật liệu và nhân công cao hơn, cũng như sự chuyên môn hóa hạn chế tính kinh tế theo quy mô. Ví dụ, máy biến áp sản xuất trong nước ước tính có giá thành... Giá thành cao hơn 10%–25% so với máy biến áp nhập khẩu. Các biện pháp can thiệp chính sách có mục tiêu cụ thể, được thảo luận trong phần tiếp theo, có thể giúp xây dựng năng lực, cải thiện sự phối hợp và cắt giảm chi phí.

Nếu không có các biện pháp can thiệp chính sách, Hoa Kỳ sẽ gặp khó khăn trong việc đáp ứng nhu cầu thiết bị lưới điện, gây ra những mối đe dọa nghiêm trọng đối với hệ thống điện và nền kinh tế. May mắn thay, có một loạt các giải pháp tiềm năng để củng cố chuỗi cung ứng lưới điện của Mỹ, và các nhà hoạch định chính sách liên bang đang bắt đầu có những phản hồi.

Vào tháng 1 năm 2026, Văn phòng Điện lực thuộc Bộ Năng lượng (DOE) đã được cung cấp 375 triệu đô la nhằm tăng cường chuỗi cung ứng trong nước cho máy biến áp và các linh kiện, vật liệu lưới điện khác. Trong một bản ghi nhớ gửi Bộ Năng lượng vào tháng 4 năm 2026, chính quyền Trump đã đưa ra quyết định theo Đạo luật sản xuất quốc phòng (DPA) nhằm mở rộng năng lực chuỗi cung ứng lưới điện trong nước, hiện được mô tả là "bị hạn chế một cách nguy hiểm". DPA cho phép sử dụng nhiều công cụ khác nhau, bao gồm mua hàng, cam kết mua hàng và hỗ trợ tài chính cho sản xuất, mặc dù nguồn kinh phí thực hiện sẽ phụ thuộc một phần vào hành động của Quốc hội trong tương lai.

Dưới đây là các giải pháp chính sách mà DOE có thể xem xét khi cơ quan này sử dụng nguồn tài trợ chuỗi cung ứng lưới điện mới và thực hiện DPA, cũng như các bước tiếp theo mà Quốc hội có thể thực hiện để giải quyết thách thức này. Các biện pháp can thiệp chính sách được tổ chức thành ba phần: (1) giảm bớt các nút thắt cổ chai trong ngắn hạn, (2) mở rộng năng lực trong nước và (3) thúc đẩy đổi mới. Mặc dù lợi ích của các biện pháp can thiệp này sẽ được thể hiện trong các khung thời gian khác nhau, các nhà hoạch định chính sách nên xem xét các chiến lược trong cả ba phần.

Các chiến lược nhằm giảm bớt tình trạng tắc nghẽn chuỗi cung ứng lưới điện trong ngắn hạn.

Trong thời gian ngắn hạn, các nhà hoạch định chính sách nên tập trung vào việc tối ưu hóa công suất lưới điện hiện có, hợp tác với các nước đồng minh, tăng cường sản xuất tại các cơ sở hiện có và thúc đẩy hợp tác công nghiệp. Được hỗ trợ bởi các khoản ngân sách được phân bổ gần đây, Bộ Năng lượng (DOE) có thể thực hiện một số khuyến nghị dưới đây. Chu kỳ phân bổ ngân sách năm tài chính 2027 có thể cung cấp thêm kinh phí để giải quyết các nút thắt cổ chai trong ngắn hạn, trong khi đó... Gia hạn Đạo luật Năng lượng năm 2020 Điều này tạo cơ hội để hệ thống hóa chương trình chuỗi cung ứng lưới điện của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ.

• Thúc đẩy các giải pháp lưới điện thay thế. Có một số giải pháp ngắn hạn Điều này có thể giúp các công ty điện lực sử dụng cơ sở hạ tầng hiện có hiệu quả hơn để trì hoãn việc mua sắm thiết bị truyền tải và phân phối mới. Những điều này bao gồm: nhà máy điện ảo, công nghệ truyền dẫn tiên tiến, tính linh hoạt về nhu cầu và tái tạo năng lượng sạchCác nhà hoạch định chính sách liên bang nên tập trung vào các giải pháp nhằm giảm bớt các rào cản trong việc triển khai và xem xét các nỗ lực song song để cải thiện tình hình. khả năng chi trả điện năng.
• Theo đuổi quan hệ đối tác với các nước đồng minh. Dựa trên khuôn khổ hợp tác Mỹ-Nhật, các nhà hoạch định chính sách có thể tích hợp thiết bị lưới điện vào các thỏa thuận thương mại để giúp đảm bảo nguồn cung trong ngắn hạn. Mặc dù đang thiếu hụt trên toàn cầu, một số quốc gia riêng lẻ vẫn có nguồn cung ổn định. năng lực sản xuất dự phòngvà Bộ Năng lượng (DOE) có thể đóng vai trò thúc đẩy các mối quan hệ nhà cung cấp mới nhằm giúp xây dựng lòng tin giữa các công ty điện lực và các nhà sản xuất toàn cầu nằm ngoài danh sách nhà cung cấp ưu tiên hiện tại của họ.
• Tăng cường sản xuất hiện có. Tăng cường sản xuất tại các nhà máy sản xuất thiết bị lưới điện hiện có có thể giúp giảm bớt tình trạng thiếu hụt nhanh hơn so với đầu tư xây dựng mới. Các nhà sản xuất có thể tăng ca làm việc, đầu tư vào các sáng kiến ​​nâng cao năng suất và mở rộng dây chuyền sản xuất. Nếu vốn đầu tư ban đầu, nhân công hoặc sự không chắc chắn về nhu cầu vẫn là rào cản đối với việc mở rộng, Bộ Năng lượng (DOE) có thể hỗ trợ thông qua các biện pháp tăng cường tín dụng, các sáng kiến ​​phát triển lực lượng lao động hoặc bằng cách điều phối việc thu mua sản phẩm.
• Tăng cường hợp tác trong ngành. Bộ Năng lượng (DOE) có thể tận dụng khả năng triệu tập các cuộc họp của mình để tập hợp các nhà sản xuất linh kiện lưới điện, các công ty điện lực và các khách hàng công nghiệp khác nhằm nâng cao hiểu biết về rủi ro chuỗi cung ứng và tạo điều kiện giải quyết vấn đề hợp tác. Các cuộc họp của DOE, hoặc một hình thức được khôi phục lại... đội ngũ chuyên gia chuỗi cung ứngcó thể tạo điều kiện thuận lợi thỏa thuận chia sẻ lẫn nhau Các cuộc họp có thể giúp các công ty tiện ích có nguồn dự trữ để khắc phục các nút thắt cổ chai ngắn hạn. Các cuộc họp cũng có thể giúp ngành công nghiệp thống nhất về khối lượng dài hạn, tiêu chuẩn hóa thiết kế và hợp tác phát triển nguồn nhân lực để mang lại cho các nhà sản xuất sự chắc chắn cần thiết để đầu tư vào năng lực sản xuất mới.
• Đảm bảo nguồn nguyên vật liệu thiết yếu. Chính quyền có thể tận dụng cơ chế mới được tạo ra này. Kho lưu trữ dự án, một kho dự trữ được EXIM hỗ trợ, nhằm giảm bớt những thách thức về nguồn cung vật liệu và sự biến động của thị trường hàng hóa đối với thép chuyên dụng và các vật liệu quan trọng khác.

Các chiến lược nhằm mở rộng sản xuất trong nước các linh kiện lưới điện quan trọng.

Các nhà máy mới xây dựng có thể mất nhiều năm để đạt công suất sản xuất tối đa, nhưng việc đầu tư vào những dự án này ngay hôm nay là rất quan trọng để duy trì sự ổn định và tăng trưởng của lưới điện Hoa Kỳ, giảm thiểu rủi ro từ những gián đoạn chuỗi cung ứng trong tương lai và tận dụng cơ hội kinh tế của ngành sản xuất trong nước. Các nhà hoạch định chính sách nên xem xét các chiến lược sau đây để khuyến khích đầu tư vào năng lực sản xuất mới, ưu tiên các thành phần và vật liệu lưới điện có rủi ro cao nhất.

• Mở rộng các ưu đãi thuế cho ngành sản xuấtQuốc hội có thể mở rộng các khoản tín dụng thuế sản xuất và đầu tư hiện có cho ngành sản xuất tiên tiến sang chuỗi cung ứng lưới điện. Các ưu đãi thuế sẽ giúp thu hẹp khoảng cách chi phí sản xuất so với hàng nhập khẩu và thúc đẩy đầu tư vào năng lực sản xuất mới bằng cách tăng lợi nhuận dự án. Các khoản tín dụng thuế cho chuỗi cung ứng lưới điện nên được thiết kế để hỗ trợ các vật liệu kỹ thuật và hàng hóa thành phẩm, bao gồm cả các linh kiện thế hệ tiếp theo. Một cách tiếp cận là tạo ra khoản tín dụng thuế đầu tư cho các cơ sở sản xuất mới (ví dụ: phân bổ kinh phí cho chương trình 48C mà thiết bị lưới điện đã đủ điều kiện), đồng thời cung cấp khoản tín dụng thuế sản xuất cho các nguyên vật liệu và linh kiện (ví dụ: bổ sung chuỗi cung ứng lưới điện vào...) 45XCấu trúc này sẽ thúc đẩy đầu tư vào năng lực sản xuất mới đồng thời giải quyết các hạn chế về nguyên liệu thô ở khâu đầu nguồn.
• Đảm bảo tiếp cận nguồn vốn mở rộng quy mô với chi phí thấp.Các chương trình cho vay của liên bang có thể cung cấp vốn giá rẻ để mở rộng quy mô sản xuất và nâng cao khả năng cạnh tranh. Ví dụ, chương trình của Bộ Năng lượng (DOE)... Chương trình tài trợ thống trị năng lượng Có thể cung cấp các khoản vay lãi suất thấp và bảo lãnh vay cho việc sản xuất thiết bị và vật liệu lưới điện. Ngoài ra, Mục III của Đạo luật Sản xuất Quốc phòng (DPA) có thể được sử dụng để tài trợ cho việc xây dựng hoặc mở rộng các nhà máy thông qua các khoản trợ cấp, cho vay và bảo lãnh vay để sản xuất các sản phẩm đang thiếu hụt nhưng lại rất quan trọng đối với quốc phòng và an ninh năng lượng. Quốc hội có thể hỗ trợ sản xuất lưới điện bằng cách... tái ủy quyền DPA và phân bổ ngân sách cho Quỹ DPA.
• Giải quyết các rào cản phi chi phí đối với sản xuất. Ngoài các khoản tín dụng thuế và cho vay, các nhà hoạch định chính sách nên giải quyết các rào cản khác đối với sản xuất, chẳng hạn như nguồn lao động khan hiếm, mức độ tùy chỉnh cao và sự không chắc chắn về nhu cầu. Bộ Năng lượng (DOE) có thể hợp tác với khu vực tư nhân về phát triển nguồn nhân lực và tiêu chuẩn hóa thiết bị, đồng thời xem xét việc tạo điều kiện thuận lợi cho các cam kết về khối lượng ràng buộc giữa các công ty điện lực và nhà sản xuất. Trong trường hợp sự không chắc chắn về nhu cầu cản trở đầu tư sản xuất mới, chính phủ liên bang có thể can thiệp với tư cách là người mua chính hoặc người mua cuối cùng, sử dụng các quyền hạn theo Đạo luật Sản xuất Quốc phòng (DPA) hoặc các quyền hạn giao dịch khác của DOE để tạo ra một thỏa thuận mua bán. dự trữ máy biến áp chiến lược ảogiúp làm giảm bớt chu kỳ bùng nổ và suy thoái, đồng thời thúc đẩy tiêu chuẩn hóa thiết bị. Để nâng cao khả năng cạnh tranh trong sản xuất, chính phủ liên bang cũng có thể xem xét các chương trình khuyến khích. kỹ thuật sản xuất tiên tiến Và thúc đẩy cụm công nghiệp Ưu tiên năng lực kinh tế hiện có và thế mạnh công nghiệp của các khu vực.

Các chiến lược thúc đẩy đổi mới công nghệ lưới điện

Phần cứng lưới điện đang phát triển nhanh chóng, với các công nghệ thế hệ tiếp theo đang nổi lên Từ các thiết bị chuyển mạch công suất thấp (LPT) tiên tiến và trạm biến áp bán dẫn đến truyền tải điện một chiều cao áp (HVDC) và dây dẫn hiệu suất cao, một số công ty khởi nghiệp tại Mỹ đang chế tạo phần cứng lưới điện giúp cải thiện hiệu suất, khắc phục các hạn chế về nguyên vật liệu và có thiết kế linh hoạt, tương thích. Các nhà hoạch định chính sách có thể giúp thúc đẩy và thương mại hóa những đổi mới này tại Hoa Kỳ.

• Đầu tư vào nghiên cứu, phát triển và trình diễn (RD&D) cho chuỗi cung ứng lưới điện.Bộ Năng lượng (DOE), phối hợp với hệ thống Phòng thí nghiệm Quốc gia, có thể hỗ trợ khu vực tư nhân trong việc phát triển và thử nghiệm các thành phần lưới điện thế hệ tiếp theo thông qua các chương trình như... Khả năng phục hồi của máy biến áp và các thành phần tiên tiến, Nghiên cứu đổi mới doanh nghiệp nhỏ, Chuyển giao công nghệ doanh nghiệp nhỏvà các giải thưởng và cuộc thi khác. Quốc hội cũng có thể xem xét phân bổ thêm kinh phí cho nghiên cứu và phát triển phần cứng lưới điện.
• Hỗ trợ phi công bằng các tiện íchBộ Năng lượng (DOE) có thể đẩy nhanh việc áp dụng các thành phần lưới điện tiên tiến bằng cách tài trợ cho các chương trình thí điểm và trình diễn với các công ty điện lực để giảm thiểu rủi ro khi triển khai các công nghệ tiên tiến lần đầu tiên, dựa trên những thành tựu gần đây. Chương trình đổi mới lưới điện.
• Hỗ trợ thương mại hóa giai đoạn đầuĐể hỗ trợ sản xuất các linh kiện lưới điện giai đoạn đầu, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) có thể mở rộng khả năng tiếp cận các dây chuyền sản xuất thí điểm và sản xuất quy mô trình diễn thông qua các chương trình như... ARPA-E SCALEUP hoặc Quỹ Thương mại hóa Công nghệ.

Việc tăng cường chuỗi cung ứng lưới điện sẽ tạo cơ hội cho sự tăng trưởng kinh tế ở các tiểu bang và khu vực trên cả nước. Ví dụ: phân tích gần đây ở California Nghiên cứu cho thấy nếu sản xuất trong nước đáp ứng được 30% nhu cầu thiết bị lưới điện, nó sẽ tạo ra tới 12.000 việc làm toàn thời gian ổn định. Để thu hút đầu tư sản xuất vào khu vực của mình, các nhà hoạch định chính sách cấp tiểu bang và khu vực cùng các nhà lãnh đạo phát triển kinh tế có thể thực hiện những điều sau:

• Xác định sự chồng chéo giữa cơ sở công nghiệp của khu vực và quy trình sản xuất các loại thiết bị lưới điện khác nhau. Bài tập này xây dựng một khung tham chiếu cấp cao về các loại hình sản xuất thiết bị lưới điện, cả về công nghệ và giai đoạn chuỗi cung ứng, phù hợp nhất với thế mạnh nguồn nhân lực khu vực. Ví dụ, các cụm sản xuất máy biến áp thường nằm cạnh các cụm sản xuất dầu bôi trơn. Điều này có thể phản ánh việc sử dụng vật liệu cách điện trong chuỗi cung ứng cho các máy biến áp công suất lớn thông thường.
• Hỗ trợ phát triển các chương trình đào tạo lực lượng lao động phù hợp với từng nhu cầu cụ thể. Giống như nhiều công ty đang phát triển nhanh chóng khác, điện công nghiệp Trong các lĩnh vực khác nhau, các nhà sản xuất thiết bị lưới điện cho biết họ vẫn gặp khó khăn trong việc tìm kiếm công nhân kỹ thuật lành nghề. Do đó, các nhà sản xuất đã gặp phải những thách thức dai dẳng trong việc tìm kiếm nguồn nhân lực kỹ thuật có tay nghề cao. đã đề cập đến các chương trình lực lượng lao động linh hoạt là yếu tố then chốt trong việc quyết định địa điểm đặt các dự án mới trên cả nước. Các chương trình phát triển nguồn nhân lực hàng đầu quốc gia. khắp vùng Đông Nam Đây là một phần lý do tại sao các tiểu bang như Bắc Carolina, Nam Carolina, Tennessee và Virginia đã dẫn đầu trong việc thu hút đầu tư sản xuất lưới điện trong thập kỷ qua. Các chương trình phát triển nguồn nhân lực được thiết kế riêng và linh hoạt cho phép các tiểu bang cạnh tranh để thu hút các loại dự án trọng điểm có thể thúc đẩy sự hình thành các cụm sản xuất mới.

Hình 8

Đã đến lúc củng cố chuỗi cung ứng năng lượng của Mỹ.