Les groupes commerciaux du secteur de l'électricité aux États-Unis signalent une crise critique de l'acier électrique

Neuf groupes commerciaux, dont quatre représentant le secteur de l'électricité, ont exhorté l'administration Biden à donner la priorité aux actions qui soutiennent la production nationale d'acier électrique, avertissant que les pénuries contribuent à des défis "importants et persistants" de la chaîne d'approvisionnement.

Les groupes, qui comprennent l'Edison Electric Institute (EEI), l'American Public Power Association (APPA), la National Rural Electric Cooperative Association (NRECA) et la GridWise Alliance, ont déclaré dans une lettre au président Biden le 22 mai qu'un "approvisionnement durable" en acier électrique est crucial pour la sécurité nationale et économique des États-Unis.

La lettre a également été signée par l'Alliance for Automotive Innovation, la National Association of Home Builders, Leading Builders of America, la Fraternité internationale des ouvriers en électricité et la National Electrical Manufacturers Association.

"Pour atteindre les objectifs et visions ambitieux de la loi sur l'investissement et l'emploi dans les infrastructures (IIJA) et de la loi sur la réduction de l'inflation (IRA), il est essentiel que le gouvernement fédéral reconnaisse et soutienne la production nationale d'acier électrique pour répondre à la demande sans précédent d'électrification et d'initiatives de modernisation et de résilience du réseau", ont écrit les groupes.

Le problème est que la demande intérieure d'acier électrique est à un niveau record. L'acier électrique est un alliage de silicium laminé à plat - le silicium est ajouté à l'acier pour inclure une résistivité accrue, une perméabilité élevée et une faible perte d'hystérésis. Il est également appelé acier au silicium, acier de laminage ou acier de transformateur.

Les catégories les plus importantes comprennent les aciers électriques à grains orientés (GOES), qui sont des aciers à grains orientés laminés à froid qui comprennent généralement des alliages fer-silicium; et l'acier magnétique à grains non orientés (NOES). GOES, qui est spécialement laminé et traité thermiquement pour donner un grain uniformément orienté pour de meilleures propriétés magnétiques, est principalement utilisé pour les applications qui transportent et transforment l'énergie mécanique en énergie électrique, principalement dans les transformateurs (où la perte d'énergie ou de noyau est critique).

Le marché des GOES en 2020 était principalement dominé par les grands transformateurs de puissance (LPT), qui sont des composants de réseau critiques massifs pouvant peser jusqu'à 400 tonnes. NOES, quant à lui, est plus couramment utilisé dans les moteurs électriques et les générateurs, mais aussi dans certains transformateurs plus petits.

Cependant, l'accès national aux aciers magnétiques à grains orientés (AMGO) est extrêmement restreint. Les États-Unis dépendent actuellement d'un seul producteur national de GOES et de NOES, AK Steel, une filiale de Cleveland-Cliffs, basée dans l'Ohio, le plus grand producteur d'acier laminé plat en Amérique du Nord. AK Steel produit GOES et NOES dans ses Butler Works en Pennsylvanie et Zanesville Works dans l'Ohio.

Au cours des dernières années, l'entreprise a été aux prises avec une rentabilité durable, en partie en raison des années de pression exercées par les importations à bas prix des matériaux. En 2018, le ministère du Commerce a imposé un droit de douane de 25 % sur les importations de produits sidérurgiques, ce qui a considérablement réduit les importations de GOES. Mais alors que le Département du commerce a lancé en 2020 une autre enquête au titre de l'article 232 sur les produits dérivés de GOES, il n'a pas donné suite à ses conclusions.

En dehors des États-Unis, en 2020, le Commerce a identifié 13 fabricants de GOES : quatre étaient en Chine, deux au Japon et d'autres en Allemagne, en Inde, en Pologne, en République tchèque, en Russie, au Brésil et en Corée du Sud. Cependant, seul un nombre limité de fabricants sont capables de produire des GOES à haute perméabilité. Dans une fiche d'information de décembre 2022, le ministère de l'Énergie (DOE) a suggéré que les États-Unis ne sont pas en mesure de répondre à la demande intérieure de nouveaux transformateurs de grande puissance (LPT) avec un seul fabricant national de GOES.

Le problème est aggravé par le fait que les transformateurs de puissance de distribution (DPT) et les LPT sont en pénurie critique aux États-Unis. Les parties prenantes de l'industrie de l'électricité ont suggéré qu'une crise d'approvisionnement prolongée, exacerbée par les limitations de l'acier électrique, a quadruplé les temps d'attente pour les DPT, de trois à six mois avant 2022 à un à deux ans. Les temps d'attente pour les LPT sont actuellement de deux ans ou plus.

Alors que les compagnies d'électricité ont agi pour endiguer les pénuries potentielles, une "Tiger Team" de l'industrie et du gouvernement s'est réunie pour fournir au DOE des données sur les stocks de transformateurs de distribution existants, suggérant que 90% des compagnies d'électricité appartenant à des investisseurs ont signalé un risque de manquer "complètement" d'au moins une classe de tension de transformateur de distribution dans un délai d'un mois. De plus, l'enquête de la Tiger Team a révélé que les délais d'approvisionnement des transformateurs de distribution avaient augmenté de plus de 400 % entre 2020 et 2022.

Cela a gravement affecté le développement du projet. Dans ses commentaires du 4 mai, EEI a noté que l'enquête a révélé que 60% des entreprises détenues par des investisseurs ont dû retarder ou annuler des projets prévus, en raison d'une pénurie de transformateurs de distribution.

Ajoutant encore plus de complexité à la crise de la chaîne d'approvisionnement, le DOE a proposé en décembre 2022 de nouvelles normes d'efficacité énergétique qui visent à imposer des noyaux en acier amorphe pour presque tous les transformateurs de distribution produits ou importés aux États-Unis à partir de 2027. Les noyaux de transformateur en métal amorphe (AM) comprennent un alliage de fer qui comprend du bore, du silicium et du phosphore sous forme de feuille mince. Selon le DOE, le produit résultant est plus mince que GOES et a des pertes de noyau plus faibles, et il atteint la saturation magnétique à une densité de flux plus faible. Le DOE a estimé que la FA (qui n'est pas largement utilisée dans les LPT) libérerait la concurrence pour l'approvisionnement en acier de base.

Metglas, le seul fabricant américain de FA, lors d'une audience du DOE en février 2023 sur la règle, a indiqué qu'il disposait actuellement d'une capacité AM installée pour produire 45 000 tonnes métriques et qu'il pouvait facilement augmenter sa capacité à 75 000 tonnes métriques supplémentaires dans les 30 mois. Cependant, au cours de cet appel (transcription complète de l'audience), Michael Howard, PDG de Howard Industries - le plus grand producteur de transformateurs de distribution aux États-Unis - a suggéré que les capacités d'approvisionnement AM actuelles font encore cruellement défaut. "Il n'y a pas assez de capacité amorphe dans le monde pour gérer le marché aujourd'hui", a-t-il déclaré.

Howard Industries, dans des commentaires supplémentaires soumis au DOE en mars, a estimé que les nouvelles normes entraîneraient une augmentation de 60% de la demande d'acier au silicium ou une augmentation globale de la demande de 600 millions de livres d'AM. "L'offre mondiale totale disponible actuelle d'[acier] amorphe est d'environ 400 millions de livres, l'offre totale disponible aux États-Unis ne dépassant pas 90 à 100 millions de livres", a-t-il déclaré. « Si tout l'acier amorphe est acheté sur le marché intérieur, cela se traduit par une augmentation de 500 % de la production pour répondre à la demande dans le cadre des nouvelles normes d'efficacité."

D'autres segments de l'industrie ont également vigoureusement repoussé les normes. Dans une lettre du 27 mars 2023, l'American Iron and Steel Institute (AISI) a déclaré sans ambages au DOE que la règle proposée aurait pour effet "d'exiger que tous les transformateurs soient repensés et que toutes les lignes de fabrication soient rééquipées pour prendre en charge les noyaux de transformateur produits à partir de ruban de métal amorphe (AM) en remplacement de [GOES] d'ici 2027".

En outre, le groupe a noté : « Le métal amorphe est un matériau extrêmement fragile qui est largement non testé et sous-utilisé par les fabricants de transformateurs. De plus, l'offre existante de ce matériau alternatif et le substrat nécessaire pour le produire sont d'origine étrangère.

Le groupe a également souligné: "La proposition de remplacer la demande des marchés des transformateurs pour les matériaux GOES par ceux pour AM pourrait entraîner l'élimination de la production nationale de GOES dans son ensemble."

Dans leur lettre au président Biden du 22 mai, les neuf groupes commerciaux ont souligné l'impact de la crise de la chaîne d'approvisionnement sur la fiabilité. "La disponibilité limitée d'acier électrique fabriqué dans le pays pose des défis à l'adoption généralisée des véhicules électriques, retarde les délais de rétablissement de l'électricité par les services publics à la suite de catastrophes naturelles et contribue à un inventaire insuffisant de transformateurs de distribution pour répondre à la demande de nouvelles constructions résidentielles et commerciales", ont-ils écrit.

Les groupes ont noté que si deux fabricants nationaux de GOES non nommés se sont engagés à augmenter la production de GOES, "même avec cette production accrue, les niveaux d'approvisionnement nationaux seront encore loin d'atteindre les objectifs d'électrification et de satisfaire la demande créée par l'IIJA et l'IRA". La règle proposée par le DOE, quant à elle, pourrait « bouleverser le marché et le processus de fabrication », ont-ils déclaré.

Les groupes ont exhorté le président Biden à travailler avec le Congrès pour "affecter les ressources financières nécessaires au renforcement de l'approvisionnement intérieur". Le gouvernement fédéral pourrait "garantir l'achat de GOES et de NOES jusqu'à un montant défini, selon les besoins des industries électriques critiques, pour servir une économie plus électrifiée et encourager l'expansion de la capacité de fabrication", ont-ils déclaré.

Dans un premier temps, l'administration pourrait convoquer un "Sommet sur l'acier électrique" pour faciliter une discussion stratégique sur les défis actuels au maintien et à la croissance de la production nationale d'acier électrique, ont-ils suggéré.

"Le sommet réunira des utilisateurs et des fabricants d'acier électrique tels que des services publics d'électricité, des fabricants d'électricité, des constructeurs automobiles, des fabricants d'acier, des syndicats, des constructeurs de maisons et d'autres pour aider à résoudre la crise actuelle de la chaîne d'approvisionnement qui menace à la fois la sécurité nationale et les perspectives économiques des États-Unis et pour atteindre les objectifs de cette administration en matière d'électrification et de décarbonisation", ont-ils déclaré.

—Sonal Patel est rédacteur en chef adjoint de POWER (@sonalcpatel, @POWERmagazine).

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