華北地區風電發展及潤滑需求分析

趙原松

中國石化潤滑油有限公司華北分公司

隨著低碳環保政策的深入人心，國家愈發重視環境污染和節能減排。風電作為近幾年大力發展的清潔能源，深受國家政策的大力支持。華北地區是國內風電主要的發展地之一，2022 年累計裝機容量約占全國的30%，是全國裝機容量最大的地區。在我國累計裝機容量前五的省市中，3 個屬于華北地區，分別為位列第一、裝機容量為4 216 萬千瓦的內蒙古；位列第二、裝機容量為2 732 萬千瓦的河北省，以及位列第四、裝機容量為2 296 萬千瓦的山西省。全國前十裝機容量的省份如圖1 所示。此外，華北地區也是我國風電場龍頭企業的聚集地，有多家企業的優勝風電場數量達10個以上，包括中國大唐集團、國家能源集團、國家電投集團、華潤電力、中國華能、國家電力和中國華電等，為華北地區風電的發展提供了便利。

圖1 2022年全國十大風電裝機容量的省份排行

華北地區風電發展現狀及風電場分布

目前華北地區主要的風電市場集中在內蒙古自治區、河北省和山西省這三大省份。三省作為全國裝機容量位居前列的地區，不僅得益于先天的環境優勢，也離不開近年來我國對于可再生能源的高度重視，下面將針對這三省目前的風電現狀及風電場分布情況展開介紹。

內蒙古自治區

風電發展現狀

在華北的風電發展中，內蒙古首當其沖。作為風能資源最為豐富的地區，118.3萬平方公里的土地上，風能總儲量達到8.98 萬千瓦，風能技術可開發利用量為1.5 億千瓦，占全國可利用風能儲量的40%，目前是全國風電裝機容量最多的省份[1,2]。截至2022 年底，內蒙古風電累計裝機并網4 216 萬千瓦，自2006 年以來持續位居全國首位。在2022 全年的節能減排中，風力發電貢獻了78.94%，在內蒙古的可再生能源中排名第一。隨著近幾年的大力發展，內蒙古的風電裝備制造已經形成電機、控制系統、葉片、塔筒等較為完備的產業鏈，主流整機制造商金風科技、遠景能源、東方電氣、明陽智能等均在內蒙古設立了風電制造基地，帶動了內蒙古新興產業的發展。但同時風電的高比例、高質量發展也面臨著新挑戰，帶來較大的并網消納壓力，因此亟需構建以新能源為主體的新型電力系統[3]。

在碳達峰碳中和的目標下，內蒙古將進一步推動規?；?、集約化風電的發展。同時作為我國北方重要的生態安全屏障，內蒙古也需統籌好生態安全屏障建設和可再生能源發展的關系，在國土空間開發保護與可再生能源之間謀求協同發展[4]。

風電場分布

內蒙古風速的季節變化規律明顯，且地廣人稀，平坦的草場居多，對于建設大型風電場十分有利。內蒙古風速較高的地區主要位于中部，大多數風場也都建立在中部地區，大型的風場分布情況如圖2 所示。其中輝騰錫勒風電場曾經是亞洲最大的風力發電場，于1996 年建成，由于地處內蒙古高原，具有較高的海撥且又位于風口，因此風力資源非常豐富[5]。但之后由于生態原因，風場的部分風機被拆除。未來內蒙古風電場的發展重點是提高風電的消納能力，進一步減少內蒙古棄風電量，同時會進一步加強與京津冀聯網，實現內蒙古風電在區域內統籌消納。另一方面，分散式的風電場以及智慧風電場建設將會是內蒙古未來風電場建設的重點發展方向之一。

圖2 內蒙古自治區主要風電場分布示意

河北省

風電發展現狀

河北省地處東部沿海和“三北地區”，風力資源十分豐富，具有可觀的風能開發利用前景，陸域風能資源總儲量為7 400 萬千瓦。風電的發展不僅調整了河北省的能源結構，解決了資源的匾乏困境，對于經濟的發展和人民生活水平的提高也具有重要的作用[6]。張家口、承德北部、承德東部、唐山沿海、滄州沿海5 個區域的風能資源是河北省風能最為豐富的5 個地區。根據《河北省風電光伏發電資源規劃》可知，2020—2030 年間，河北省各市風電技術可開發容量約6 300萬千瓦，其中，張家口占總可開發容量的27.14%，承德占總可開發容量的25.23%，兩市總和占到可開發容量的半數以上，是河北省最適合開發風電資源的2 個區域；而定州、辛集則相反，是河北省風電資源最低的2 個區域。

風電場分布

河北省風速較大的地區集中在張家口和承德市的北部，是由于其西北地勢較高，主要以山地、丘陵為主，而其他地區則主要由平原和沿海灘涂組成，因此河北省的風電場主要集中在張家口和承德市。主要的風場分布如圖3 所示。其中張北風電場在冬奧期間利用風電將清潔電力并入到冀北電網，再輸向北京、延慶、張家口3 個賽區。由于河北地區近北京和天津等經濟發展中心，因此在并網消納方面相較內蒙古更為便捷。未來主要的發展方向是加快張家口、承德壩上風電開發，開發建設滄州、唐山、秦皇島沿海大型風電場，加速風能資源的開發利用。

圖3 河北省主要風電場分布示意

山西省

風電發展現狀

山西省雖然擁有較為豐富的煤炭資源和較為發達的傳統能源產業，但也面臨著煤炭資源逐漸枯竭，產業結構單一和生態環境等問題。因此大力發展新能源對山西實現可持續發展、改善能源結構尤為重要?！笆濉逼陂g，山西省建成晉北風力發電基地，有序開發了中南部低風速資源，風電裝機年均增長了24.16%[7]。山西省風速的分布和地形地勢有密切的關系，平均風速北部大于南部[8]。風能資源較好區域分布總體上可分為東部和西部，即以中部斷陷盆地為界，西部區域風電技術開發量為502 萬千瓦；東部區域風電技術開發量為790萬千瓦[9,10]。上述地區主要為高山、丘陵地形，是山西風能最好的區域，也是風能開發的重點地區。目前山西省的風電裝備產業鏈以“鏈主”企業太重集團為核心，牽引產業鏈各重點企業推進產業鏈建設，已初步形成以太重整機制造引領，發電機、齒輪箱、主軸、法蘭、塔筒等配套產品同步發展的產業鏈體系。

風電場分布

山西省的風速整體不是很大，風速最大的地區位于五臺山和神池附近，優質風能區分布于北部忻州、大同和朔州境內，處于我國的四類風能資源區。風電場分布也較為分散，目前最大的風電場是平魯大山臺風電場，位于朔州市平魯區西水界鄉,總裝機容量約29.8 萬千瓦。其他常見風場的具體分布如圖4 所示。未來山西風電的發展將致力于形成配套完善的風電裝備產業鏈，實現風電裝備全生命周期閉環式的綠色發展。

圖4 山西省主要風電場分布示意

華北三省 “十四五”政策支持情況

風電的發展離不開國家政策的大力支持，隨著“低碳環?！钡陌l展，國家在環境污染和節能減排上愈發地重視。作為清潔能源之一的風電，成為了國家政策重點支持的產業。下面將結合我國在“十四五”期間風電政策的相關情況，對華北三省的風電政策進行解讀，通過了解“十四五”期間風電市場的發展趨勢，為風電潤滑的市場布局做準備。

內蒙古相關政策

內蒙古風能資源豐富，風電建設近年來發展迅速?！笆奈濉逼陂g內蒙古作為裝機大省將繼續推進風力發電基地的建設，促進集中式風電的快速發展，計劃在邊境沿線布局風電基地2 000 萬千瓦，打造蒙西、蒙東千萬千瓦級新能源基地。一是要充分利用邊境沿線地區豐富的風能資源，在阿拉善、巴彥淖爾、包頭、烏蘭察布、錫林郭勒盟等邊境地區建設風電基地，集中連片開發打造邊境清潔能源生產基地[11]。二是在風能資源優越、土地資源緊缺、靠近負荷中心的地區優先發展分散式風電，尤其是農村牧區等偏遠地區。到2025 年，目標建成分散式風電項目400 萬千瓦，風電累計裝機規模達8 900 萬千瓦。

在風電裝備制造方面，計劃形成年產800 萬千瓦以上風電整機及其零部件。主要以包頭市、通遼市、烏蘭察布市、錫林郭勒盟等地區為重點進行集中部署，推進風電產業高端化、智能化發展?！笆奈濉逼陂g，內蒙整體要在之后風電裝備整機中重點發展5 兆瓦以上，具有高參數、高可靠性、低度電成本、智慧化的大型風電機組以及大功率的發電機。

河北省相關政策

“十四五”期間，河北省風電的重點發展地區是張家口和承德市。張家口是國內唯一的國家級可再生能源示范區，以此為契機，“十四五”期間要在其范圍內建設容量更大的風電基地，并進一步提高能源利用率，目標到2025 年風電裝機規模達到4 300 萬千瓦。經統計，2020—2030 年間，河北省各市風電技術可開發容量約12 200 萬千瓦，其中，張家口占總可開發容量的23.23%，保定占總可開發容量的13.44%，承德占總可開發容量的13.03%，滄州占總可開發容量的12.95%。此外，根據近期相關政策，河北省之后將進一步發展海上風電，合理利用海洋資源。未來將不僅要繼續開發風電容量，同時要堅持以高端化、高效化、智能化為主攻方向，大力發展高端風電設備，提升省內風電發展水平，助力實現碳達峰的目標。

山西省相關政策

山西省作為煤礦大省，在近年碳中和碳達峰政策的引導下，“十四五”期間將逐漸適應煤電從主體性電源逐步向基礎性電源轉變的趨勢。一是將利用風電和傳統煤區的綜合治理建設一批大型風電基地，探索大容量、高參數的先進煤電項目與風電等新能源項目一體化布局。二是依托“十四五”期間開工建設的外送輸電通道，重點建設晉北風光火儲一體化基地。預計到2025 年底，實現風電裝機容量3 000 萬千瓦。

同時也將大力發展風電產業鏈，因地制宜推進分散式風電的開發，主要是利用低風速風電技術和山地丘陵等土地資源，因地制宜開發風電，爭取在2025 年底，實現新增并網分散式風電裝機300 萬千瓦，逐步打造成全國重要的風電裝備制造基地[12]。

風電潤滑需求分析

風能處于替代能源領域的核心地位，使得其細分市場也隨之呈現快速增長的態勢。目前來看，華北地區風電總體的發展都是朝著風電機組大型化、定制化智能化開發、大功率齒輪箱和百米級葉片部件的技術持續突破等方向進行，這勢必帶來風電相關產業的高速發展。能夠保障風電正常運行的一大關鍵因素就是風電的潤滑。

一般來說，風電機組通常會安裝在偏遠或沿海地區，所受氣候、溫差等影響較大，且不易維修，因此苛求潤滑油性能均衡，具有兼顧風電生產效率和設備保護的雙重功能。風機的潤滑部位主要是主齒輪箱、發電機軸承以及偏航系統的軸承和齒輪等部位，其中最重要的是主齒輪箱的潤滑，作為風機的“心臟”，其用油量最大，約占風機總用油量的3/4,多采用油池飛濺式潤滑或壓力強制循環潤滑，需要齒輪油具有良好的極壓抗磨性能、氧化安定性及黏溫性能等，保證齒輪箱的正常運轉并能延長其使用壽命；發電機軸承是發電機的主要潤滑點，長期運轉溫度可達80 ℃，因此要求所用潤滑脂具有良好的黏附性、極壓抗磨性以及熱氧化穩定性等，保證其在高溫條件下也能正常潤滑而不會流失；偏航系統的齒輪一般是開式結構，由于不像發電機軸承運轉速度快，自身產生的熱量相對較少，因此受環境影響較大，對于潤滑脂的極壓抗磨性能、低溫性能和防腐蝕性等要求較高。目前，中國石化長城潤滑油推出了風機潤滑的全套油脂液產品，尤其是在齒輪箱潤滑方面，所研發的專用齒輪箱油具有優異的抗微點蝕性能，能夠有效防止軸承的磨損，延長風機使用壽命。此外，中石化的風機專用油品滿足風機用戶潤滑和冷卻的全部需求，并通過了眾多掛機試驗，獲得南高齒、重齒、威能極等多個知名OEM（原始設備制造商）認證，與多家風電廠商順利進行合作，是風機客戶在選擇油品時的可靠之選。

據了解，風電近30%的故障是由于潤滑不良引起的，面對“十四五”期間風電發展的迅猛態勢，風電的潤滑油品只有與時俱進，才能更好地護航風電的發展。

◇要保證在不同地域條件下風電潤滑的特殊需求。隨著風電技術的愈加成熟，在更偏遠、地形更復雜的地區也將有望實現風力發電，因此風電的潤滑油品最基本要保證適應當地的氣候條件，尤其是高低溫性能方面。

◇要適應風電發展的趨勢。隨著百米級葉片的使用以及智能化、數字化的發展趨勢，風電的潤滑油品首先要具有更好的材料兼容性，不會對新材料的正常性能造成影響，同時能夠保證材料正常的使用壽命。其次在極壓抗磨性和防腐蝕性方面也要有進一步的提升，滿足風機的正常運轉，延長風機的使用壽命。

◇要滿足日漸增長的風機換油服務的需求。隨著風電的高速發展，普通的油品服務商和運維服務已基本不能滿足風場的需求。專業的換油服務能減少風機的停機時間，提高運行效率，減少不必要的損失，這對于具有系統化的潤滑油公司將帶來更大的發展機遇。

◇要提升直驅式風機專用潤滑脂的潤滑性能。隨著直驅式風機市場份額的不斷提升，該機型使用的專用潤滑脂在風機潤滑油市場的占比也將逐漸增加，對于該專用潤滑脂的需求和挑戰也會逐漸增加，因此潤滑油廠家可進一步提升直驅式風機專用脂的油品性能，以適應后期風電的發展趨勢。

結束語

風電作為可再生能源中發展最成熟、最具規模開發條件的發電方式，是能源結構低碳化上的重要一環。在碳達峰碳中和的背景和國家政策和技術的發展下，風電行業已進入持續改善的時代，優良的指標、良好的效率和強有力的管理成為優質風電場的標桿。提高潤滑水平，延長風機部件使用壽命，確保安全穩定運行，已成為風電企業降本增效的突破口。作為中國風電裝機容量最大的地區，華北地區在經歷了重重挑戰之后，風電的發展愈加成熟?！笆奈濉逼陂g在地方政策的積極響應下，華北地區的風電行業將會迎來更為輝煌的發展,由此也將帶來潤滑油市場新的契機，尤其是在國產化替代方面。目前，我國風電設備國產化率已超過95%，但潤滑產品國產化率相對較低。加快風電潤滑自主技術的研究與應用，對于降低潤滑成本、提高風電整體效率、進一步增強風電競爭力都具有重要意義。中國石化長城潤滑油作為我國國產潤滑品牌的領軍者，可在未來加快對于華北地區風電市場的布局，為華北地區風電的擴張提供有力支撐，為實現風電產業“中國制造”的高質量蝶變添磚加瓦。