德勤洞察 电力供应链：实现安全性、可 持续性和弹性 随着供应链中断成为新常态，电力行业正在采取哪些 策略来减轻其影响？ 内容 介绍 2 多个干扰因素影响电力供应链 3 需求增长可能会扩大气候目标之间的差距 和关键材料供应 7 保护电力供应链变得越来越重要 11 在电力供应链中建立可持续性是 成为优先事项 14 循环经济可以提高供应链的安全性、可持续性、 和弹性 17 创建强大的电力供应链：前进的道路 22 尾注 23 电力供应链：实现安全性、可持续性和弹性 介绍 O 过去两年，供应链的多次中断影响了大多 越来越期待。有些人正在将供应链管理更深入地整 数行业的运营。和 合到业务规划中，并让供应链经理参与到资本规划 电力部门也不例外。甚至在最近由大流行和俄罗斯 过程中。他们正在努力开发更安全和可持续的供应 入侵乌克兰造成的中断之前，该行业就已经在其供 链，同时管理第三方风险，以确保面对未来中断时 应链网络中应对众多挑战。1 的弹性。 这些中断——从物流瓶颈到原材料和零部件短缺以 为了更好地了解供应链破坏者的类型、它们对行业 及劳动力短缺——导致成本上升和基本电力供应短 运营的影响以及用于克服这些破坏的策略，德勤对 缺。2它们还扩大了电力设备和零部件的供需差距， 美国 50 多名电力和可再生能源行业的高管进行了 减缓清洁能源转型。因此，许多电力和可再生能源 调查。对公用事业和其他电力供应商的高管和领导 公司正在重新审视供应链战略并重新启动他们的供 人的采访补充了这些调查结果。利用这些见解，本 应链风险管理方法——以及他们的董事会 报告深入探讨了电力行业如何提高其供应链的安全 性、可持续性和弹性。 2 电力供应链：实现安全性、可持续性和弹性 多个干扰因素影响电力供应链 A 破坏者的组合正在推动 我们将这些破坏因素分为五类——环境、地理、运 供应链僵局并影响电力的端到端运营 营、技术和宏观经济——影响了我们调查受访者 部门。大流行前供应链的脆弱性，主要是由于零部 32% 到 98% 的供应链运营（图 1）。 件制造和关键矿产开采的地理集中，大流行和俄罗 斯入侵乌克兰的影响加剧了这种脆弱性。 3 电力供应链：实现安全性、可持续性和弹性 图1 受访者表示运营和宏观经济中断是最重大的供应链挑战 认为每个颠覆者都具有重大影响的受访者百分比 运营 制造部件短缺、物流限制、不同的产品标准和法规 • 原材料供应有限，组件交货时间较长 98% • 全球航运拥堵、运费上涨和集装箱短缺正在影响项目时间表 • 不同的产品标准加上被压抑的需求可能会阻碍电气设备的采购 宏观经济 贸易政策、劳动力短缺 92% • 贸易关税和配额可能会扰乱从外国供应商处采购材料和零部件，国内制 造商可能缺乏填补缺口的生产能力 • 港口的劳动力限制和熟练劳动力的短缺也导致供应失衡 技术 网络攻击风险、芯片短缺 44% • 电力公司分散的数字供应链正在助长供应商驱动的网络风险 • 全球高端半导体短缺令电力公司感到担忧，因为太阳能电池板和风力 涡轮机等组件需要芯片组来控制和管理 地理 大宗商品短缺，价格波动 42% • 清洁能源转型正在将关键原材料从燃料转向矿物，使供应链高度依赖可能 不安全的外国资源 • 全球材料采购通常仅限于少数国家可能会限制电力设备和材料的供应 环境 更严格的环境法规，与气候有关的自然灾害 32% • 极端天气事件的严重性和频率增加可能会破坏公用事业基础设施 • 国内采矿业的严格环境政策导致美国对外国资源的依赖 资料来源：德勤电力行业供应链调查。 4 电力供应链：实现安全性、可持续性和弹性 • 几乎所有受访者 (98%) 都认为运营挑战是其 除了其他供应链中断外，美国对来自四个 供应链中的主要破坏因素。 东南亚国家的太阳能电池板供应的贸易调 查也笼罩着该行业，这可能会进一步限制 • 此外，几乎所有人 (92%) 都将劳动力短缺和贸 供应。至 易政策等宏观经济因素视为重大破坏因素。大流 减轻对市场的抑制作用，拜登政府在两年内免 行导致的劳动力短缺，加上劳动力迅速退休导致 除了对这四个国家的太阳能电池板的关税，并 援引《国防生产法》来促进国内太阳能电池板 的劳动力短缺，进一步加剧了供应链挑战。 的制造。a aNichola Groom，“美国考虑对东南亚制造的太阳能电池板 征收关税”，路透社，2022 年 3 月 29 日。 这些干扰因素对电力行业的影响是广泛的——从成 本增加到项目延误（图 2）。它们不仅影响电网现 连锁反应正在影响更广泛的经济，有时由于缺乏电气 代化工作和清洁能源部署，还导致服务相关延迟。 设备——尤其是配电变压器和智能电表4——而减缓了 电力公司在不断升级设备时正在消耗库存，而更换 新房建设，并延迟了交通电气化。5 经常被推迟。3 图 2 电力供应商强调供应链中断的多重后果 选择每个结果的受访者百分比 86% 64% 62% 运营成本增加 项目延误 生产力损失 36% 28% 22% 销售损失 增加交货时间 客户影响 资料来源：德勤电力行业供应链调查。 5 电力供应链：实现安全性、可持续性和弹性 根据我们的调查，受访者认为运营成本增加 (86%)、 图 3 颠覆者极大地影响了组件的成本和交 付周期 项目延误 (64%) 和生产力损失 (62%) 正在对行业 产生重大影响。受这些供应链限制影响最严重的行 业是太阳能行业，在美国计划于 2021 年第四季度 成本 增加 完成的所有公用事业规模太阳能产能中有三分之一 交付 时间 被推迟了至少四分之一。至少 13% 的 2022 年完工 变形金刚 计划产能要么被推迟一年，要么被取消。6这种趋势 20–100% 100–400% 20–60% 60–300% 60% 400–600% 可能会在未来两年继续下去，因为一些公用事业公 电线电缆 司警告称，他们可能需要推迟 3-4 吉瓦的由于太阳 能电池板和其他设备短缺，到 2024 年的太阳能总 预制沙井 （电的） 安装量。7 关键商品、材料和劳动力的严重短缺会给公司造成通 PVC 导管 货膨胀的成本环境，从而导致零部件成本增加。变 400–500% 900–1,400% 压器价格翻了一番，而平均交货时间至少比两年前 不锈钢阀门和 增加了两倍，在某些情况下达到 52 周（图 3）。8 5–20% 200–300% 电池 15–25% 50–100% 太阳能光伏 20–30% 30–50% 配件 注意：成本增加和交货时间是根据二次研究、示例、案例研究 和公用事业项目状态报告计算得出的，使用来自以下来源的信 息。 资料来源：杰克逊维尔日报；圣路易斯联邦储备银行； 舀机器人；基特卡森电气合作社；新闻先驱；道森公共 电力区； 世界自然基金会公共媒体；路透社；美鱼联队；美国商业资讯； 美国公共权力协会； ET能源世界；和德勤分析。 6 电力供应链：实现安全性、可持续性和弹性 需求增长可能会扩大气候目标与 关键材料供应之间的差距 M 满足 2035 年至 2050 年间美国 100% 清 随着《降低通货膨胀法》及其激励措施的颁布迅速 洁电力标准预计需要三倍或 提供。12 但建造太阳能和风能等清洁能源技术通常 到 2021 年，每年新增 25 吉瓦的风能和太阳能装 需要比传统化石燃料更多的矿物质，包括稀土元素 机容量翻两番。 到 2025 年，可再生能源开发商目 技术。13 我们的分析表明，到 2050 年，美国需要 前在美国的项目管道中拥有 282 吉瓦的风能和太阳 大约 3100 万吨关键矿物/材料来支持太阳能和风能 能。 此外，电网存储部署需要从 2020 年代的平均 需求（图 4）。由于大多数这些材料对进口的高度 每年 1.6-11 GWh 增加到 2020 年的每年 40-250 依赖——以及其他行业对相同矿物的竞争需求——美 9 10 GWh2040s. 11 国气候目标与实现这些目标所必需的关键矿物的供 应之间迫在眉睫。 随着电力公司继续宣布脱碳目标，许多公司将寻求 建立新的可再生能源项目来实现这些目标。对可再 生能源的需求可能会增加更多 7 电力供应链：实现安全性、可持续性和弹性 图 4 随着实现美国气候目标的努力增加，对产生更多可再生能源所需的关 键矿物的需求预计也将增加 到 2050 年美国对关键清洁能源矿物和材料的需求和进口依存度估计 材料/矿产需求 净进口依存度占消费的百分比 14 100% 12.8 90% 12 80% 10 70% 60% 8 6.6 6 50% 40% 进口百分比 需求（百万吨） 8.8 30% 4 2.3 20% 2 10% 0 0.1 0.1 0.2 0.3 0% 注释/假设：需求估计代表根据 Wood Mackenzie 的《2021 年能源转型展望》预测，2022 年至 2050 年太阳能和风能技术所 需的累积材料需求。在此期间，矿物强度被认为是恒定的。 “稀土元素及其他材料”是指钼、钕、镝、镨、铽等稀土元素。太 阳能模块的矿物需求预计用于使用晶体硅 (c-Si) 技术制造的模块，因为它们占美国使用的模块的 84%。这些包括铝、铜和 硅。对于风，考虑的矿物包括铝、铜、铬、锰、镍、锌和稀土元素。 资料来源：美国能源信息署；伍德麦肯齐；欧盟联合研究中心；美国地质调查局；和德勤分析。 电力行业正在寻求战略 克服这些直接的挑战—— 但它们就足够了吗？ 此外，清洁能源转型将需要显着扩大输配电基础设 施，包括电力变压器和高压直流 (HVDC) 系统以及 数字继电器等数字设备的新线路和报废线路更换， 智能电表和智能逆变器。14而且其中许多的原材料高 度依赖少数几个国家，使其容易受到中断。15 电力和可再生能源公司正在采取措施解决这些供应 链压力，包括使用变压器等组件的紧急库存来满足 短期需求，审查和规划所有 8 电力供应链：实现安全性、可持续性和弹性 安排工作，尽可能替换可用材料，改善与供应商 材料，并致力于满足未来需求以激励全球投资。 在材料时间和交付方面的沟通，以及数字化流程 2022年6月，一批独立的电力生产商组成了美国太 以提高效率。 阳能买家联盟，以支持扩大国内太阳能供应链条。 图 5 突出显示了我们的受访者为克服供应链挑战而 16 采取的三大策略。 然而，为了减轻深远的影响，电力部门可能需要采 用新的整