Versorgungsunternehmen sind in der Sturmsaison von Transformatormangel betroffen

Während der Höhepunkt der US-Hurrikane naht, stehen die Versorgungsunternehmen an den Küsten des Landes vor beispiellosen Verzögerungen bei der Anschaffung neuer Leistungstransformatoren, der kritischen Netzausrüstung, die Strom über Leitungen transportiert.

Ein Mangel an Ersatzteilen könnte die Erholung nach schweren Stürmen verzögern, obwohl das Ausmaß dieses Risikos laut Vertretern der Elektrizitätsindustrie unklar ist.

Als die American Public Power Association Anfang 2022 Mitglieder befragte, wie lange die Lieferung neuer Transformatoren dauerte, lag der Durchschnitt bei etwa einem Jahr, verglichen mit einer durchschnittlichen Wartezeit von drei Monaten im Jahr 2018, sagte Corry Marshall, leitender Direktor für Regierungsbeziehungen beim Verein.

„Diese Lieferfristen sind auf 18 Monate, also auf fast zwei Jahre, angewachsen“, sagte er und fügte hinzu, dass einige Hersteller Bestellungen stornieren, weil sie sie nicht erfüllen können.

„Es gibt überall in den USA Engpässe [an Transformatoren]“, sagte Marshall. „Wir sprechen von einer Krise, die wir sehen, aber ein Großteil der Außenwelt sieht sie nicht.“

Eine ohnehin schon knappe Lieferkette für Transformatoren ist noch enger geworden, da eine Reihe von Kräften Angebot und Nachfrage noch weiter auseinandertreiben, wie eine Untersuchung des Energieministeriums in diesem Jahr dokumentierte. US-Versorgungsunternehmen sind stark von ausländischen Transformatorenherstellern abhängig, und diese Lieferkette ist – wie viele andere auch – aufgrund von Störungen im Zusammenhang mit der Covid-19-Pandemie enger geworden. Bestehende Transformatorenhersteller mit Sitz in den USA berichten von Schwierigkeiten, die hochqualifizierten Arbeitskräfte zu finden, die zur Einhaltung strenger Qualitätsstandards erforderlich sind.

Gleichzeitig erhöht der Ausbau sauberer Energieressourcen in vielen Ländern die Nachfrage nach Transformatoren aller Größen, da diese eine wesentliche Rolle bei der Steuerung der Stromflüsse spielen. Das Wachstum der in den USA ansässigen Transformatorenproduktion wird durch die hohe weltweite Nachfrage nach dem dafür benötigten Spezialstahl und der dafür benötigten Verkabelung behindert.

Es ist nicht klar, wie sich der Versorgungsengpass bei Transformatoren auf den langfristigen Einsatz sauberer Energie auswirken wird, aber die American Public Power Association sagte, dass der Mangel die Ausweitung der Wohnsiedlungen in mehreren Teilen der USA verzögert

Einige Versorgungsunternehmen verfügen über genügend Transformatoren und andere über überschüssige Bestände, sagte Louis Finkel, Senior Vice President für Regierungsbeziehungen bei der National Rural Electric Cooperative Association.

„Aber definitiv stehen einige [Versorgungsunternehmen] vor großen Herausforderungen bei den [Transformator-]Preisen und langen Wartezeiten für Lieferungen“, sagte Finkel. Für gemeinnützige Genossenschaften, „die sich auf die Erschwinglichkeit für gefährdete Gemeinschaften konzentrieren, wird das zu einer echten Herausforderung“, sagte er.

Scott Aaronson vom Edison Electric Institute sagte, es bestehe „eine gewisse Zuversicht“, dass die Versorgungsunternehmen über ausreichende Vorräte an Transformatoren verfügen, um die Hurrikansaison zu überstehen, „sofern es nicht zu einer absolut katastrophalen Folge von Stürmen kommt“, sagte Aaronson.

Eine bedrohliche Warnung wurde letztes Jahr durch Hurrikan Ida deutlich gemacht, der Louisiana und Mississippi traf, nachdem er als Sturm der Kategorie 4 auf Land getroffen war. Es beschädigte oder zerstörte über 5.900 Transformatoren und mehr als 30.000 Masten, sagte die in New Orleans ansässige Entergy Corp. in einer Pressemitteilung über die Schäden in der Region.

In einem Bericht des Energieministeriums vom Februar wurden Transformatoren als wesentlicher Bestandteil der Ziele der Biden-Regierung für saubere Energie bezeichnet.

Die größten Transformatoren, die laut einer vor einigen Jahren durchgeführten Studie jeweils 2 bis 10 Millionen US-Dollar kosten, erhöhen die Spannung für die Stromversorgung über große Entfernungen, und ihre enorme Größe erfordert den Transport auf Eisenbahnwaggons, Lastkähnen und Lastkraftwagen. Sie sind für den Ausbau des Stromnetzes zur Übertragung von CO2-freiem Wind- und Solarstrom unerlässlich.

Einheiten so klein wie Mülltonnen, die an Strommasten am Straßenrand montiert sind, drosseln den Strom für die Nutzung durch die Kunden. Sie werden auch benötigt, um die Kapazität der Stromverteilungskreise für das Laden von Elektrofahrzeugen zu erhöhen und neue Stadtteile mit Strom zu versorgen.

Der Versorgungsdruck sei bei kleineren Transformatoren auf Verteilungsebene größer als bei den größten Einheiten, sagte Aaronson, Senior Vice President für Sicherheit und Vorsorge bei EEI, einem Verband von US-Stromversorgern im Besitz von Investoren. „Es gibt eine Menge Redundanz“ bei den größeren Einheiten, sagte er, obwohl ihre Größe – sie können 400 Tonnen wiegen – ihre Bewegung erschwert.

Der Druck auf die Lieferungen von Transformatoren aller Größen ist an die Spitze der Liste der Schwachstellen von Regierung und Industrie gerückt, da die US-Wirtschaft immer noch darum kämpft, sich von den durch die Covid-19-Pandemie verursachten Lieferengpässen zu erholen. Die Versorgung sei so knapp, „jeder Schluckauf in irgendeinem Teil der Kette kann Konsequenzen haben“, sagte Aaronson.

Diese Verwundbarkeit wird durch die Abhängigkeit der US-Versorgungsunternehmen von ausländischen Lieferanten von Spezialelektrostahl für Transformatoren und die hergestellten Einheiten noch verstärkt, so das DOE. Im Jahr 2019 wurden 82 Prozent der großen Transformatoren importiert, heißt es im DOE-Bericht.

Am 16. Juni traf sich Energieministerin Jennifer Granholm virtuell mit Geschäftsführern von Versorgungsunternehmen, die Mitglieder des Electricity Subsector Coordinating Council (ESCC) sind, der sich auf Reaktionen von Industrie und Regierung auf Cyberangriffe, extreme Wetterereignisse und andere Notfälle konzentriert.

Auf der Grundlage dieses Treffens wurde eine Industrie-Arbeitsgruppe gebildet, die nach langfristigen Lösungen für den Mangel an Kapazitäten für die Herstellung und Prüfung von Transformatoren sowie für den Mangel an Produktionsarbeitern suchen soll, die für die Erfüllung der strengen Qualitätsstandards von Transformatoren geschult sind.

„Wir waren uns alle einig, gemeinsam an der Vorbereitung auf die Hurrikansaison zu arbeiten“, sagte Aaronson, der auch dem ESCC-Sekretariat angehört. Die Task Force – ein „Tigerteam“, wie ESCC es nennt – untersucht, wie das Bundesgesetz über die Verteidigungsproduktion genutzt werden könnte, um den Mangel zu lindern, fügte Aaronson hinzu.

Anfang des Monats erklärte Präsident Joe Biden, dass das Defence Production Act genutzt werden könne, um einen Mangel an Transformatoren abzuwenden, „der die nationale Verteidigungsfähigkeit erheblich beeinträchtigen würde“.

Aaronson sagte, die Branche schätze Bidens Bereitschaft, in diesem Fall das Verteidigungsgesetz anzuwenden. „Die Frage ist nun: Was soll es tun?“ sagte Aaronson.

Das DOE reagierte am Freitag nicht auf eine Anfrage von E&E News nach einer Stellungnahme zu seiner Teilnahme an der Task Force oder zu künftigen Optionen des Defence Production Act.

Die Besorgnis über die übermäßige Abhängigkeit der USA von ausländischen Zulieferern für große Transformatoren reicht mehr als ein Jahrzehnt zurück und begann mit widersprüchlichen wissenschaftlichen Einschätzungen darüber, ob Transformatoren einen Angriff elektromagnetischer Weltraumwaffen oder eine nur einmal im Jahrhundert auftretende Sonneneruption überleben könnten.

American Electric Power Co., Berkshire Hathaway Energy und FirstEnergy Corp. gründeten 2016 ein Konsortium namens Grid Assurance, um große Ersatztransformatoren zu kaufen und zu lagern, die in Notfällen an abonnierte Versorgungsunternehmen versandt werden könnten. Die Unternehmen und ihre Tochtergesellschaften sind in 23 Bundesstaaten tätig.

„Wir haben großes Glück“, sagte David Rupert, CEO von Grid Assurance. „Alle unsere Vermögenswerte, die wir für unsere Abonnenten halten, haben wir vor zwei Jahren gekauft.“

Der Vorrat war im April 2021 vollständig.

„Wir sind von den aktuellen Ereignissen nicht betroffen, das liegt eigentlich am Design von Grid Assurance“, sagte Rupert in einem Interview. Der Betrieb habe im Voraus Genehmigungen für den Schienentransport von Transformatoren durch die USA erteilt, sagte er.

Wenn dies gelingt, ist der Aufbau einer autarken inländischen Lieferkette für Transformatoren und kornorientiertes Elektroband (GOES), das zu ihrer Herstellung verwendet wird, eine Herausforderung von Jahren und nicht von Monaten.

Derzeit gibt es nur ein US-Unternehmen, das GOES herstellt: Cleveland-Cliffs Inc. mit Produktionsstätten in Ohio und Pennsylvania, heißt es in dem diesjährigen Bericht des DOE unter Berufung auf das Handelsministerium.

„Cleveland-Cliffs-Technologie ist veraltet und kann den strengeren Anforderungen aktualisierter Standards nicht gerecht werden“, sagte das DOE.

Cleveland-Cliffs antwortete letzte Woche nicht auf eine Anfrage von E&E News nach Informationen über seinen Betrieb.

Big River Steel, eine Tochtergesellschaft der US Steel Corp., baut in Arkansas ein neues Werk zur Herstellung von Elektrostahl. Die Eröffnung ist für 2024 geplant. Das Produkt soll jedoch auf die Produktion von Elektrofahrzeugen und nicht auf Transformatoren ausgerichtet sein, so das Unternehmen.