Handelsgruppen im US-Energiesektor weisen auf kritische Krise bei Elektrostahl hin

Neun Handelsgruppen – darunter vier aus dem Energiesektor – haben die Biden-Regierung aufgefordert, Maßnahmen zur Unterstützung der inländischen Produktion von Elektrostahl Vorrang einzuräumen, und warnten, dass Engpässe zu „erheblichen und anhaltenden“ Herausforderungen in der Lieferkette beitragen.

Die Gruppen, zu denen das Edison Electric Institute (EEI), die American Public Power Association (APPA), die National Rural Electric Cooperative Association (NRECA) und die GridWise Alliance gehören, sagten in einem Brief an Präsident Biden vom 22. Mai, sie seien „nachhaltig“. Die Versorgung mit Elektrostahl ist für die nationale und wirtschaftliche Sicherheit der USA von entscheidender Bedeutung.

Der Brief wurde auch von der Alliance for Automotive Innovation, der National Association of Home Builders, Leading Builders of America, der International Brotherhood of Electrical Workers und der National Electrical Manufacturers Association unterzeichnet.

„Um die ehrgeizigen Ziele und Visionen des Infrastructure Investment and Jobs Act (IIJA) und des Inflation Reduction Act (IRA) zu verwirklichen, ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Bundesregierung die inländische Produktion von Elektrostahl anerkennt und unterstützt, um die beispiellose Nachfrage danach zu decken „Elektrifizierung und Netzmodernisierung sowie Initiativen zur Widerstandsfähigkeit“, schrieben die Gruppen.

Es geht darum, dass die Inlandsnachfrage nach Elektrostahl ein Allzeithoch erreicht hat. Elektrostahl ist eine flachgewalzte Siliziumlegierung – das Silizium wird dem Stahl zugesetzt, um ihm einen erhöhten spezifischen Widerstand, eine hohe Permeabilität und einen geringen Hystereseverlust zu verleihen. Er wird auch als Siliziumstahl, Laminierstahl oder Transformatorstahl bezeichnet.

Zu den wichtigsten Kategorien gehören kornorientierte Elektrostähle (GOES), bei denen es sich um kaltgewalzten kornorientierten Stahl handelt, der typischerweise Eisen-Silizium-Legierungen enthält; und nicht kornorientiertes Elektroband (NOES). GOES, das speziell gewalzt und wärmebehandelt wird, um ein gleichmäßig ausgerichtetes Korn für bessere magnetische Eigenschaften zu erhalten, wird hauptsächlich für Anwendungen verwendet, die mechanische Energie transportieren und in elektrische Energie umwandeln – vor allem in Transformatoren (wo Energie- oder Kernverluste von entscheidender Bedeutung sind).

Der Markt für GOES wurde im Jahr 2020 hauptsächlich von großen Leistungstransformatoren (LPT) dominiert, bei denen es sich um massive kritische Netzkomponenten handelt, die bis zu 400 Tonnen wiegen können. NOES wird mittlerweile häufiger in Elektromotoren und Generatoren, aber auch in einigen kleineren Transformatoren eingesetzt.

Der inländische Zugang zu kornorientiertem Elektrostahl (GOES) ist jedoch äußerst eingeschränkt. Die USA sind derzeit auf einen inländischen GOES- und NOES-Produzenten angewiesen – AK Steel, eine Tochtergesellschaft von Cleveland-Cliffs mit Sitz in Ohio, dem größten Hersteller von Flachstahl in Nordamerika. AK Steel produziert GOES und NOES in seinen Butler Works in Pennsylvania und Zanesville Works in Ohio.

Das Unternehmen hatte in den vergangenen Jahren mit der nachhaltigen Rentabilität zu kämpfen, was zum Teil auf den jahrelangen Druck durch kostengünstige Importe der Materialien zurückzuführen war. Das Handelsministerium verhängte 2018 einen Zoll von 25 % auf die Einfuhr von Stahlprodukten und schränkte damit die GOES-Einfuhren drastisch ein. Aber obwohl Commerce im Jahr 2020 eine weitere Untersuchung gemäß Abschnitt 232 zu GOES-Derivatprodukten einleitete, hat es nicht auf die Ergebnisse reagiert.

Außerhalb der USA identifizierte Commerce im Jahr 2020 13 GOES-Hersteller: vier in China, zwei in Japan und weitere in Deutschland, Indien, Polen, der Tschechischen Republik, Russland, Brasilien und Südkorea. Allerdings sind nur wenige Hersteller in der Lage, GOES mit hoher Permeabilität herzustellen. In einem Faktenblatt vom Dezember 2022 deutete das Energieministerium (DOE) an, dass die USA nicht in der Lage seien, die Inlandsnachfrage nach neuen großen Leistungstransformatoren (LPTs) mit nur einem inländischen GOES-Hersteller zu decken.

Erschwerend kommt hinzu, dass es in den USA einen kritischen Mangel an Verteilnetztransformatoren (DPT) und LPTs gibt. Interessenvertreter der Energiewirtschaft haben angedeutet, dass sich die Wartezeiten für DPTs aufgrund einer längeren Versorgungsknappheit, die durch Beschränkungen bei Elektrostahl verschärft wird, von drei auf sechs Monate vervierfacht haben vor 2022 auf ein bis zwei Jahre. Die Wartezeiten für LPTs betragen derzeit zwei Jahre oder mehr.

Während Energieversorger Maßnahmen ergriffen haben, um mögliche Engpässe einzudämmen, hat ein „Tiger Team“ aus Industrie und Regierung einberufen, um dem Energieministerium Daten über die vorhandenen Lagerbestände an Verteilungstransformatoren zu liefern, und deutete darauf hin, dass 90 % der im Besitz von Investoren befindlichen Elektrizitätsunternehmen das Risiko meldeten, dass ihnen „völlig“ der Strom ausgeht mindestens eine Spannungsklasse des Verteiltransformators innerhalb eines Monats. Darüber hinaus ergab die Umfrage des Tiger-Teams, dass sich die Vorlaufzeiten für die Beschaffung von Verteilungstransformatoren zwischen 2020 und 2022 um mehr als 400 % erhöht hatten.

Das hat die Projektentwicklung stark beeinträchtigt. In Kommentaren vom 4. Mai wies EEI darauf hin, dass die Umfrage ergab, dass 60 % der Unternehmen im Besitz von Investoren geplante Projekte aufgrund eines Mangels an Verteilungstransformatoren verschieben oder absagen mussten.

Noch komplexer wird die Lieferkettenkrise dadurch, dass das Energieministerium im Dezember 2022 neue Energieeffizienzstandards vorgeschlagen hat, die amorphe Stahlkerne für fast alle Verteilungstransformatoren vorschreiben sollen, die ab 2027 in den USA hergestellt oder importiert werden. Transformatorkerne aus amorphem Metall (AM). bestehen aus einer Eisenlegierung, die Bor, Silizium und Phosphor in Form einer dünnen Folie enthält. Laut DOE ist das resultierende Produkt dünner als GOES, weist geringere Kernverluste auf und erreicht die magnetische Sättigung bei einer geringeren Flussdichte. Das Energieministerium hat argumentiert, dass AM (das in LPTs nicht weit verbreitet ist) den Wettbewerb um die Lieferung von Kernstahl freisetzen würde.

Metglas, der einzige US-amerikanische AM-Hersteller, stellte während einer Anhörung des Energieministeriums im Februar 2023 zu dieser Regel fest, dass das Unternehmen derzeit über eine installierte AM-Kapazität für die Produktion von 45.000 Tonnen verfügt und die Kapazität innerhalb von 30 Monaten problemlos auf weitere 75.000 Tonnen erhöhen kann. Allerdings wies Michael Howard, CEO von Howard Industries – dem größten Hersteller von Verteiltransformatoren in den USA – während dieses Anrufs (vollständiges Anhörungsprotokoll) darauf hin, dass die Kapazitäten für die AM-Versorgung derzeit noch erheblich fehlen. „Es gibt weltweit nicht genügend amorphe Kapazität, um den heutigen Markt zu bedienen“, sagte er.

Howard Industries schätzte in ergänzenden Kommentaren, die dem Energieministerium im März vorgelegt wurden, dass die neuen Standards zu einem Anstieg der Nachfrage nach Siliziumstahl um 60 % bzw. zu einem Gesamtanstieg der Nachfrage um 600 Millionen Pfund AM führen würden. „Der derzeit weltweit verfügbare Gesamtvorrat an amorphem [Stahl] beträgt etwa 400 Millionen Pfund, wobei der in den USA verfügbare Gesamtvorrat bei nur 90 bis 100 Millionen Pfund liegt“, hieß es. „Wenn der gesamte amorphe Stahl im Inland eingekauft wird, bedeutet dies eine Produktionssteigerung von 500 %, um den Bedarf gemäß den neuen Effizienzstandards zu decken.“

Auch andere Branchensegmente haben die Standards energisch zurückgedrängt. In einem Brief vom 27. März 2023 teilte das American Iron and Steel Institute (AISI) dem Energieministerium unverblümt mit, dass die vorgeschlagene Regel dazu führen würde, dass „alle Transformatoren neu konstruiert und alle Fertigungslinien umgerüstet werden müssten, um die produzierten Transformatorkerne zu unterstützen“. aus amorphem Metall (AM)-Band als Ersatz für [GOES] bis 2027.“

Darüber hinaus stellte die Gruppe fest: „Amorphes Metall ist ein extrem sprödes Material, das von Transformatorherstellern weitgehend ungetestet ist und zu wenig genutzt wird. Darüber hinaus stammen die vorhandenen Vorräte dieses alternativen Materials und des für seine Herstellung erforderlichen Substrats aus dem Ausland.“

Die Gruppe betonte außerdem: „Der Vorschlag, die Nachfrage der Transformatorenmärkte nach GOES-Materialien durch jene für AM zu ersetzen, könnte dazu führen, dass die inländische GOES-Produktion insgesamt wegfällt.“

In ihrem Brief an Präsident Biden vom 22. Mai betonten die neun Handelsgruppen die Auswirkungen der Lieferkettenkrise auf die Zuverlässigkeit. „Die begrenzte Verfügbarkeit von im Inland hergestelltem Elektrostahl stellt eine Herausforderung für die weit verbreitete Einführung von Elektrofahrzeugen dar, verzögert die Fristen für Energieversorger zur Wiederherstellung der Stromversorgung nach Naturkatastrophen und trägt dazu bei, dass der Bestand an Verteilungstransformatoren nicht ausreicht, um die Nachfrage nach neuen Eigenheimen zu decken Gewerbebau“, schrieben sie.

Die Gruppen stellten fest, dass sich zwar zwei namentlich nicht genannte inländische GOES-Hersteller verpflichtet haben, die GOES-Produktion zu steigern, „das inländische Angebotsniveau jedoch trotz dieser Produktionsausweitung immer noch weit hinter den Elektrifizierungszielen und der Befriedigung der von IIJA und IRA geschaffenen Nachfrage zurückbleiben wird.“ Die vom DOE vorgeschlagene Regelung könnte unterdessen „den Markt und den Herstellungsprozess auf den Kopf stellen“, sagten sie.

Die Gruppen forderten Präsident Biden auf, mit dem Kongress zusammenzuarbeiten, um „die erforderlichen finanziellen Mittel zur Stärkung der inländischen Versorgung bereitzustellen“. Die Bundesregierung könne „den Kauf von GOES und NOES bis zu einer festgelegten Menge garantieren, die von kritischen Elektroindustrien benötigt wird, um eine stärker elektrifizierte Wirtschaft zu versorgen und Anreize für die Erweiterung der Produktionskapazitäten zu schaffen“, sagten sie.

Als ersten Schritt könnte die Regierung einen „Elektrostahlgipfel“ einberufen, um eine strategische Diskussion über die aktuellen Herausforderungen für die Aufrechterhaltung und den Ausbau der heimischen Elektrostahlproduktion zu ermöglichen, schlugen sie vor.

„Der Gipfel würde Anwender und Hersteller von Elektrostahl wie Elektrizitätsversorger, Elektrohersteller, Automobilhersteller, Stahlhersteller, Gewerkschaften, Hausbauer und andere zusammenbringen, um zur Lösung der aktuellen Lieferkettenkrise beizutragen, die sowohl die nationale Sicherheit als auch die Wirtschaft bedroht.“ „Die Aussichten für die USA zu verbessern und die Ziele dieser Regierung in Bezug auf Elektrifizierung und Dekarbonisierung zu erreichen“, sagten sie.

– Sonal Patel ist leitender Associate Editor bei POWER (@sonalcpatel, @POWERmagazine).

Teile diesen Artikel

Weitere rechtliche und regulatorische Neuigkeiten