Estados Unidos se está quedando sin las máquinas necesarias para evitar apagones y abandonar los combustibles fósiles

Dec 25, 2023

A medida que el COVID-19 arrasaba la economía global en 2020, Ford detuvo las líneas de ensamblaje en las fábricas de automóviles desde Michigan hasta México. La antigua fábrica textil en la ciudad de Sunbury, en el centro de Pensilvania, que había sobrevivido a la última gran ola de cierres de plantas de telas del país, cerró definitivamente. Los campos petroleros de Texas que habían convertido a Estados Unidos en un rival de Arabia Saudita en las exportaciones de crudo detuvieron la producción.

En ERMCO Inc., un fabricante de transformadores eléctricos con sede en Tennessee, los pisos de la fábrica zumbaban. Los pedidos llegaban más rápido que nunca de las cooperativas eléctricas rurales a las que sirve ERMCO. Es posible que la pandemia haya destrozado las cadenas de suministro de muchos fabricantes, pero las 10 instalaciones de ERMCO en estados como Illinois, Indiana y Georgia mantuvieron el ritmo de las ventas récord.

"En 2020, producimos más transformadores que en la historia de nuestra empresa", dijo el director ejecutivo de ERMCO, Tim Mills. "2021 superó ese año récord".

Esto puede ser solo el comienzo del auge, y la demanda puede aumentar pronto a medida que comiencen a fluir los dólares federales de las históricas leyes de gasto climático del presidente Joe Biden. Pero Mills dijo que una nueva regulación destinada a hacer que los transformadores sean más eficientes desde el punto de vista energético hace que sea imposible hacer todo lo posible para eliminar una acumulación de pedidos cada vez mayor.

La escasez resultante ha impedido que los constructores completen nuevas viviendas y aumentó el costo de reemplazar las líneas eléctricas destruidas por las tormentas al doble o más. Los transformadores que antes tomaban semanas obtener ahora requieren hasta un año o más de espera. Las empresas de servicios públicos dicen que la crisis puede estar empeorando, amenazando con desacelerar el abandono de los combustibles fósiles y aumentar los apagones en un país donde el hogar promedio ya se está quedando sin electricidad el doble de tiempo que hace 10 años.

Los transformadores vienen en cientos de formas y tamaños, los más visibles tienden a ser los que se alojan en los cilindros de metal montados sobre los postes eléctricos. El trabajo de los grandes transformadores en particular es convertir ríos de hasta 750,000 voltios en el goteo de 240 voltios que la mayoría de los hogares están diseñados para recibir de manera segura. Los transformadores más pequeños cumplen funciones similares a medida que la electricidad fluye a lo largo de las líneas de transmisión desde las centrales eléctricas hasta las subestaciones y hacia los hogares y negocios.

Prácticamente todos los hogares están conectados a un transformador, lo que significa que la demanda de transformadores históricamente se mantuvo al mismo ritmo que la construcción de nuevas viviendas.

Ya no. Las tormentas extremas y los incendios forestales están destruyendo cientos de transformadores a la vez, consumiendo constantemente las reservas de máquinas de las empresas de servicios públicos. Eso deja aún menos para todos ahora que EE. UU. finalmente se está preparando para actualizar su red eléctrica, más de una cuarta parte de la cual se construyó hace al menos medio siglo.

Pero no se trata solo de reemplazar la red existente. EE. UU. necesita expandir su sistema de energía para manejar sus dos fuentes de electricidad de más rápido crecimiento, la solar y la eólica, que requieren redes de distribución más grandes para equilibrar la carga de energía cuando la producción de paneles y turbinas fluctúa con el clima. Si eso no fuera suficiente, los investigadores federales estiman que cargar automóviles y encender aparatos de calefacción y cocina con electricidad podría aumentar la demanda general en la red en casi un 40 % durante los próximos 27 años. Todo eso requiere más transformadores.

El problema ha estado creciendo durante años y llamó la atención de las administraciones de Trump y Biden.

"Ciertamente estamos preocupados por el suministro de transformadores en todas partes", dijo la secretaria de Energía, Jennifer Granholm, en una audiencia en el Senado el mes pasado.

A Mills le gustaría aumentar la producción. Pero se necesitan años para que las nuevas líneas de ensamblaje funcionen a su máxima capacidad, y es difícil confiar si las mismas máquinas que él no puede producir lo suficientemente rápido hoy pueden ser ilegales para vender en solo cuatro años.

En diciembre, la administración de Biden propuso nuevos estándares que exigen que todos los transformadores vendidos a partir de 2027 se fabriquen con un tipo de acero completamente diferente. Los ambientalistas dicen que la nueva regla reduciría a la mitad la cantidad de energía desperdiciada en el núcleo de un transformador en comparación con los modelos actuales. Pero los fabricantes dicen que el ahorro total de energía en la red sería mínimo y advierten que obligar a las fábricas a revisar las líneas de producción puede empeorar la actual escasez de transformadores y retrasar el abandono de los combustibles fósiles.

El Departamento de Energía aún tiene que revelar la versión final de la regulación, que acaba de completar un período de comentarios públicos en el que los opositores parecen superar en número a los partidarios.

"Si supiera definitivamente en qué dirección va esto, podría poner más fichas en una canasta u otra", dijo Mills. "Todo el equipo que estoy comprando para aumentar la producción funcionaría de una forma u otra".

Pero los expertos en políticas dicen que abandonar la regulación no resolverá necesariamente un problema que podría solucionarse mediante la ayuda federal para contratar y capacitar a más trabajadores y establecer una reserva de transformadores controlada por el gobierno.

El mosaico de redes eléctricas, reguladores y diseños de mercado de los Estados Unidos significa que las tendencias tienden a desarrollarse de manera diferente en este país del tamaño de un continente. HuffPost se puso en contacto con las 10 empresas eléctricas más importantes de EE. UU. y varios fabricantes de transformadores de diferentes sectores, revisó documentos públicos o entrevistó a funcionarios de asociaciones comerciales que representan a cooperativas eléctricas rurales, empresas de servicios públicos y constructores de viviendas.

Los pedidos de transformadores que antes tomaban semanas ahora pueden tomar un año o más. Los grandes transformadores de potencia pueden tardar más de dos años. Los proyectos se están retrasando. Los precios están subiendo. Las reservas necesarias para la reconstrucción rápida después de los desastres naturales se están agotando.

La Autoridad del Valle de Tennessee, la única empresa de servicios públicos de propiedad federal en el país, dijo que el impulso de las energías renovables había aumentado la demanda de transformadores, lo que provocó que experimentara "plazos de entrega más largos y presiones de precios debido a los desafíos de la cadena de suministro de transformadores".

Durante los últimos dos años, Duke Energy, con sede en Carolina del Norte, dijo que ella y otras empresas de servicios públicos habían rechazado nuevos proyectos, "con la esperanza de adquirir suficientes transformadores para hacer frente a su retraso, mantener los proyectos actuales en marcha y reponer las reservas agotadas".

"Si no se satisfacen las necesidades en 2023, es probable que el aumento actual de la demanda crezca y avance hasta 2024 y más allá", escribió Madison McDonald, portavoz de Duke Energy, en una extensa respuesta por correo electrónico a las preguntas de HuffPost.

La empresa de servicios públicos más grande de California, Pacific Gas & Electric, enfrentó un desafío particular porque cada uno de los microclimas en el vasto territorio de la costa oeste de la compañía tiene diferentes necesidades de transformadores, según una fuente con conocimiento de las operaciones de la empresa que no estaba autorizada para hablar públicamente.

En un comunicado enviado después de la publicación de esta historia, un portavoz de Pacific Gas & Electric dijo que la compañía está trabajando con asociaciones comerciales y proveedores y realizando revisiones periódicas para determinar dónde se deben utilizar los escasos recursos.

"Estamos viendo impactos en la disponibilidad de materiales", dijo la compañía en un comunicado. "PG&E mitiga la escasez de suministro al tener varios proveedores y también estandariza los diseños que usamos para nuestros transformadores, lo cual se ha alineado con los estándares nacionales durante más de 20 años".

El precio promedio de los transformadores de distribución puede haberse duplicado o triplicado, dijo Joy Ditto, directora ejecutiva de la American Public Power Association, a la publicación comercial Utility Dive en diciembre. Pero dijo que una pequeña empresa de servicios públicos en Tennessee que alguna vez pagó $2,400 por transformador ahora enfrenta facturas de hasta $24,000.

Los apagones no son un riesgo teórico. Los estadounidenses han experimentado apagones más prolongados en los últimos años. En 2021, el hogar estadounidense promedio se quedó sin electricidad durante ocho horas combinadas, en comparación con las menos de cuatro horas de 2013. Excluyendo los fenómenos meteorológicos extremos de las estadísticas federales disponibles más recientes, el país aún pasó más de dos horas en promedio en la oscuridad. un aumento del 12 % desde 2013 y más del doble de lo que suelen experimentar los europeos y los asiáticos orientales.

En 2021, ERMCO anunció planes para hacerse cargo de una fábrica de Caterpillar desaparecida cerca de su sede en Dyersburg, Tennessee, y construir una nueva planta de producción de 200 000 pies cuadrados para ayudar a satisfacer la creciente demanda.

Pero aún no está claro cuánto de ese espacio debería dedicar Mills a los transformadores fabricados de la manera actual, con lo que se llama "acero eléctrico de grano orientado". Bajo la nueva regla del Departamento de Energía, los transformadores producidos dentro de cuatro años necesitarían núcleos hechos de acero eléctrico amorfo, que se usa comúnmente en vehículos y motores eléctricos.

Las empresas de servicios públicos descubrieron en la década de 1980 que las propiedades magnéticas del acero amorfo reducían la cantidad de energía que se desperdicia a medida que viaja a través del núcleo del transformador hasta en un tercio. Pero los transformadores fabricados con ese grado de acero resultaron más caros porque el metal más frágil dificultaba la fabricación.

El acero amorfo cuesta más por kilogramo, y la formación de núcleos del metal requiere mucha más mano de obra, lo que eleva aún más el precio. Pero la administración Trump concluyó en un informe del Departamento de Comercio de 2020 que "el material tiene el potencial de reducir los costos a largo plazo para las empresas de servicios públicos durante la vida útil del transformador debido a las menores pérdidas en el núcleo". Estados Unidos tenía alrededor de 600.000 transformadores de metal amorfo, en comparación con más de 1 millón en China y 1,3 millones en India.

"Es más económico en países con bajos costos de mano de obra", indicó el informe.

Durante años, los mercados para cada tipo de acero eléctrico se han visto más o menos idénticos, cada uno con un solo productor nacional en los EE. UU. y un puñado de exportadores en el extranjero.

Pero los reguladores de energía de EE. UU. creen que la demanda de acero amorfo para vehículos eléctricos empujará a las siderúrgicas a alejar la producción de los transformadores eléctricos de acero de grano orientado que se usan hoy en día. Funcionarios de la agencia mencionaron discusiones con productores de acero en EE. UU., Corea del Sur y Alemania, que acordaron aumentar la producción. Ahora que los ecologistas afirman que el acero amorfo puede reducir a la mitad la energía desperdiciada en los núcleos de los transformadores, la administración Biden vio que era el momento adecuado para exigir un cambio.

"Creo que es importante seguir avanzando hacia la eficiencia", dijo Granholm en la audiencia del Comité Senatorial de Energía y Recursos Naturales del mes pasado. "Pero estamos teniendo conversaciones con la industria".

Mills participó en algunas de esas conversaciones. En las sesiones de comentarios públicos sobre la nueva regla federal en los últimos meses, dijo que encontró pocos o ningún partidario de la regulación dentro de la industria.

"¿Es este el momento adecuado para generar otra interrupción en lo que ya es una situación de suministro muy tensa por una mayor demanda de transformadores para lo que está ganando en eficiencia? Yo diría que es bastante claro que no".

Jim Matheson, director ejecutivo de la Asociación Nacional de Cooperativas Eléctricas Rurales, dijo que es una cuestión de tiempo.

"¿Es este el momento adecuado para generar otra interrupción en lo que ya es una situación de suministro muy tensa por una mayor demanda de transformadores para lo que está ganando en eficiencia? Diría que claramente no", dijo en una entrevista por Zoom. "Si hay un valor a largo plazo en el aumento de la eficiencia, hay un momento para hablar sobre el momento adecuado para hacerlo. Este no es el momento adecuado".

Las ganancias máximas de eficiencia de los núcleos de acero amorfo dependen de tener electricidad constante; con cargas fluctuantes como las de las energías renovables, los núcleos son menos eficientes, según la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos. Los funcionarios de la industria han afirmado repetidamente que la eficiencia general mejoraría en un mísero 0,2% como resultado de la regulación.

"Hay un desacuerdo sobre cuánto más eficientes son", dijo Granholm cuando la senadora Cindy Hyde-Smith (R-Miss.) citó la cifra en la audiencia del 20 de abril. "Nos gustaría ver ambos tipos de acero disponibles".

Ella enfatizó al menos dos veces que la regla era solo una propuesta y que el Departamento de Energía estaba teniendo conversaciones continuas con la industria.

Mientras tanto, Mills dijo: "Lo primero que estoy haciendo es cubrirme".

Las asociaciones de la industria que representan a los servicios públicos, los fabricantes y los constructores de viviendas están ejerciendo presión.

En octubre, la Asociación Nacional de Constructores de Viviendas envió una carta a tres altos funcionarios de la administración de Biden advirtiendo sobre "graves preocupaciones" sobre lo que el grupo comercial de la construcción denominó dos veces "grave escasez". En particular, señalaron lugares como el condado de Duval, Florida, donde un gran huracán el año pasado devoró el ya limitado suministro de transformadores para los contratistas que intentaban mantenerse al día con el auge inmobiliario de Jacksonville.

"La grave escasez de transformadores y otros componentes eléctricos se está extendiendo por todo el país y está teniendo un efecto nocivo en los esfuerzos para implementar el plan de infraestructura de su administración, terminar los proyectos de construcción, proporcionar viviendas asequibles y, en última instancia, pondrá en peligro la seguridad nacional y económica de la Estados Unidos", decía la carta del 17 de octubre dirigida a Granholm, la secretaria de Comercio Gina Raimondo y la representante comercial de Estados Unidos Katherine Tai.

El año pasado, los demócratas en el Congreso destinaron $250 millones en la histórica Ley de Reducción de la Inflación del presidente Joe Biden para compras federales directas de electrodomésticos estratégicamente importantes. Autorizado bajo una oscura ley de la era de la Guerra de Corea conocida como Ley de Producción de Defensa, la administración prometió en junio pasado usar el dinero para "acelerar la fabricación nacional" de cinco tecnologías clave: paneles solares, transformadores y equipos de red, bombas de calor, aislamiento y hardware para fabricar y utilizar combustible de hidrógeno libre de carbono.

Cuando la invasión rusa de Ucrania disparó los precios del combustible para calefacción y los europeos de los países ricos recurrieron a la quema de madera y basura para sobrevivir al invierno, la administración Biden señaló su intención de gastar todo el presupuesto en la fabricación de bombas de calor, que efectivamente reemplazan las bombas de gas o petróleo. -hornos de combustión con lo que son efectivamente acondicionadores de aire de dos vías.

En una carta fechada el 19 de octubre, dos grupos comerciales que representan a las empresas eléctricas cooperativas y de propiedad municipal le suplicaron a Granholm que ahorrara al menos parte de los fondos de la Ley de Producción de Defensa para transformadores, advirtiendo sobre un "riesgo inaceptable" de apagones por "esta situación sin precedentes". "

"Si bien apoyamos la inversión a largo plazo en la capacidad de fabricación nacional de bombas de calor... si no actuamos hoy, corremos el riesgo de no poder recuperarnos de una tormenta mañana", decía la carta de la Asociación Estadounidense de Energía Pública y la Asociación Nacional de Energía Rural. Asociación Cooperativa Eléctrica.

Exactamente dos semanas después, el Departamento de Energía anunció formalmente planes para gastar los 250 millones de dólares completos en bombas de calor. Casi dos meses después de eso, la agencia propuso sus nuevos estándares de eficiencia para transformadores.

En marzo, la administración de Biden solicitó al Congreso otros $75 millones para gastar en las prioridades de la Ley de Producción de Defensa.

Cuando Granholm se presentó ante el comité de energía del Senado para defender la última solicitud de presupuesto de la Casa Blanca, alentó a los legisladores a "proporcionar más fondos" para "abrir más proyectos de fabricación".

"Tenemos $75 millones bajo la DPA para eso", dijo Granholm. "No es suficiente levantar nuevas fábricas".

Otros tres senadores, el republicano Steve Daines de Montana y los demócratas Martin Heinrich de Nuevo México y John Hickenlooper de Colorado, se unieron a Hyde-Smith para presionar a Granholm sobre la escasez de transformadores. Pero la republicana de Mississippi dedicó todo su tiempo al tema, y ​​si la secretaria de energía consideraría posponer la regla hasta dos años para ayudar a aliviar la crisis actual.

"Me parece que la Casa Blanca y su departamento han puesto el carro delante del caballo con estos nuevos estándares de eficiencia en lugar de satisfacer la demanda actual", dijo Hyde-Smith.

"Estamos en conversaciones", dijo Granholm.

"¿Existe la posibilidad de que puedas retrasar esto?" preguntó Hyde-Smith.

"Muchas cosas son posibles", respondió Granholm.

"Gracias por no responderme", espetó el senador.

La falta de fondos federales no es la única política que frustra a los fabricantes de transformadores.

En 2018, el presidente Donald Trump impuso aranceles a las importaciones de acero eléctrico, una medida que su propio Departamento de Comercio concluyó en un informe dos años después que había "aumentado los costos de materiales para los fabricantes de laminados y núcleos, lo que afectó su capacidad para competir, porque el acero eléctrico representa un gran porcentaje del costo de estos artículos".

Aún así, el informe encontró que EE. UU. dependía de las importaciones para el 35 % de los transformadores eléctricos, y la friolera del 80 % de los grandes transformadores de potencia que forman la columna vertebral de la red.

Las tarifas podrían ayudar a los fabricantes de ciertos tipos de transformadores eléctricos que "quizás no necesiten ser tan competitivos en el mercado global", dijo William Dull, presidente de Triad Magnetics, un fabricante de componentes de transformadores para electrónica con sede en Perris, California. Pero, dijo, el representante comercial de EE. UU. finalmente amplió los gravámenes para incluir "todos los tipos restantes de transformadores, que son principalmente los tipos de transformadores 'componentes' que se instalan dentro de un dispositivo eléctrico o electrónico".

Poner aranceles a los componentes hizo que Dull se cuestionara si el representante comercial de EE. UU. entendía el mercado en absoluto.

"En pocas palabras, no creo que los aranceles sobre materias primas/componentes sean una buena idea si queremos ayudar a la fabricación en EE. UU.", escribió en un correo electrónico. "Desafortunadamente, no creo que la USTR pueda diferenciar entre un componente y un producto final".

Dijo que varias empresas habían trasladado su fabricación a México y América del Sur para poder evitar las restricciones comerciales.

Un portavoz de Tai, el actual representante comercial de EE. UU., no respondió a los correos electrónicos solicitando comentarios.

No sería la primera vez que la política comercial de EE. UU. amenaza el renacimiento de la industria manufacturera estadounidense sobre la que Biden espera hacer campaña para un segundo mandato.

Apenas unas semanas después de su presidencia, la Comisión de Comercio Internacional de EE. UU. prohibió a uno de los mayores fabricantes de baterías de vehículos eléctricos del mundo vender sus celdas en EE. UU. durante 10 años como castigo por robar secretos comerciales de su rival surcoreano, LG Energy Solution. La decisión hizo imposible que SK Innovation, con sede en Seúl, construyera una fábrica de 2600 millones de dólares en la zona rural de Georgia.

En una inversión de las líneas de batalla partidistas habituales sobre proyectos industriales ecológicos, el Partido Republicano de Georgia le rogó a Biden que usara un raro veto presidencial para cancelar el fallo del tribunal comercial. La Casa Blanca finalmente evitó una prueba de si los objetivos climáticos deberían triunfar sobre las disputas de propiedad intelectual, una pregunta que sigue rondando los esfuerzos de EE. UU. para persuadir a los países en desarrollo de que evitar muertes masivas en un mundo más cálido y plagado de enfermedades será más fácil sin plantas de carbón. Horas antes de que expirara el plazo legal para hacerlo, las dos empresas llegaron a un acuerdo que salvó la fábrica de Georgia.

Si SK Innovation hubiera abandonado su expansión en los EE. UU., el gasto histórico del gobierno que ganó la administración Biden en la Ley de Reducción de la Inflación al año siguiente podría haber dado suficiente incentivo para que las empresas abrieran fábricas de baterías adicionales de todos modos. Tal vez contradictoriamente, mantener las luces encendidas en los EE. UU. podría resultar más complicado.

La Comisión Reguladora de Energía Federal propuso una nueva regla en enero que facilitaría al gobierno federal la ubicación de nuevas líneas de transmisión, superando los procesos de permisos estatales y locales que tan a menudo han dado control sobre la infraestructura a los que no están en mi patio trasero. funcionarios dicen que la nación necesita. Pero la regulación aún no está en vigor.

Mientras tanto, las empresas de servicios públicos están cerrando las plantas de energía nuclear y de carbón alrededor de las cuales se construyó la red y reemplazando la generación con gas natural y energías renovables, que producen una electricidad más errática que requiere más capacidad de transmisión para equilibrarse. La falla en la construcción de nuevas líneas eléctricas puso al corazón de Estados Unidos en riesgo de sufrir apagones el verano pasado.

Todas las herramientas para aliviar los problemas vienen con compensaciones. La tecnología para desviar automáticamente la energía de los vehículos eléctricos estacionados o reducir el consumo de energía cuando aumenta la demanda puede ayudar a administrar la red ha avivado las preocupaciones sobre la privacidad y los ataques cibernéticos debido a la necesidad casi constante de monitoreo en tiempo real del uso de electricidad de los hogares individuales.

Mientras tanto, las fuentes de carbono cero de generación constante, 24 horas al día, 7 días a la semana, son controvertidas para construir. Las represas hidroeléctricas destruyen ecosistemas enteros al inundar los valles. Los reactores nucleares actualmente requieren miles de millones de dólares para construirse y enfrentan la oposición de aquellos que malinterpretan los riesgos de la radiación o asocian la energía de fisión con las armas atómicas. Las plantas geotérmicas que aprovechan el calor del núcleo fundido del planeta siguen estando limitadas a las zonas calientes sísmicas.

Pero nada de eso importa si no hay suficientes transformadores para entregar electricidad de manera constante, independientemente de cómo se genere, dijo Matheson, quien se desempeñó como congresista demócrata de Utah antes de unirse a la principal asociación comercial de cooperativas eléctricas rurales. Cuando comenzó a escuchar quejas sobre escasez a fines de 2021, provenían de áreas de alto crecimiento fuera de Atlanta y otras partes del sur. Ahora viene de todas partes, y es algo más que "el precio sube y los plazos de entrega se alargan".

"Solía ​​pedir uno y recibirlo en 70 días. Luego, de repente, aumentó a 350 días, un aumento de cinco veces", dijo Matheson. "Fue entonces cuando dijimos, 'Uh-oh, de alguna manera el sistema no se mantiene al día'".

Dado que el acero amorfo puede costar más y ser más difícil de trabajar, el gobierno federal podría proporcionar fondos para compensar la diferencia para los fabricantes y pagar la capacitación, según un informe publicado a principios de este año por el Centro Niskanen, un grupo de expertos con sede en Washington. que promueva soluciones políticas moderadas para ambas partes. Otra solución sería desarrollar programas en el Departamento de Energía y el Departamento de Seguridad Nacional para almacenar transformadores que podrían liberarse durante la escasez para mantener el precio bajo, como cuando el gobierno federal vendió parte de la Reserva Estratégica de Petróleo cuando los precios del petróleo se dispararon.

"Idealmente, vamos a tener una red en rápida expansión durante años en el futuro", dijo Johan Cavert, analista de políticas de transmisión en el Centro Niskanen y autor del informe de enero. "Así que necesitamos una estrategia a más largo plazo".

Pero el cuello de botella a corto plazo necesita una solución, dijo Matheson. Una afluencia de nuevas bombas de calor, por ejemplo, tendría "un impacto bastante significativo" en las emisiones, mucho más, supuso, que mejorar la eficiencia de los transformadores.

“Pero eso significa asegurarse de que haya transformadores de distribución para que esas bombas de calor realmente funcionen”, dijo Matheson. "Recordemos el panorama general. Al final del día, el consumidor quiere que trabajen y calienten sus hogares".

Esta historia se actualizó para incluir una declaración de PG&E.

Reportero sénior, HuffPost