5G与双碳指标——鱼和熊掌可兼得

阿良
数字新基建作为新时代的耗能大户,根据过去的统计数据,5G的单设备功耗是3K-5KW,是4G功耗的三倍还多。当下5G快速发展的同时,也意味着能源消耗剧增。即便当下5G每比特能耗仅为4G十分之一,能源利用率极高,但5G所带来的数据流量增长却远超十倍,通信服务提供商预计未来5G会将能耗增长一倍。

9月1日下午,中国工程院院士、全球能源互联网研究院董事长汤广福在2021世界5G大会分论坛——“5G与碳达峰、碳中和”上分享了这样一组数据。“目前,我国已经是全球温室气体排放量最大的国家,2019年CO2排放量为102亿吨,约占世界总量的28.8%,距离2030年达到碳排放峰值的目标,减排压力巨大。”

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碳排放和5G又有怎样的联系呢?

八月末有这样一条消息:“我国当下已建成全球最大光纤网络、4G和5G独立组网网络,目前5G基站建成91.6万个,占全球70%,5G连接数已经超过3.65亿,占全球80%。”但消息出来后,在一片夸赞声中,也有人提出发展这么快,环保碳排放问题该怎么办。

数字新基建作为新时代的耗能大户,根据过去的统计数据,5G的单设备功耗是3K-5KW,是4G功耗的三倍还多。当下5G快速发展的同时,也意味着能源消耗剧增。即便当下5G每比特能耗仅为4G十分之一,能源利用率极高,但5G所带来的数据流量增长却远超十倍,通信服务提供商预计未来5G会将能耗增长一倍。

要技术发展还是环保减排成为了5G发展必须面临的难题,似乎这又成为了一个鱼和熊掌不可兼得的典范。然而,事情并没有想象中那么悲观,5G发展与双碳指标国家选择两个都要!要解决这个矛盾,就不得不去面临三个难题:

数字基础设施的设备生产制造阶段与建设过程的能耗与碳排放该如何缩减?运行运营阶段所产生的能耗与碳排放该如何控制?5G刺激消费新需求所产生的能耗和碳排放该如何利用再生?

一、5G基站实现自身节能减排

在5G基站建设伊始,各运营商就开始考虑如何实现5G基站自身节能减排。

以中国移动为首的通信运营商早在2019年起就开启了基站节能减耗工作,利用近两年快速发展的新型材料提升基站集成度。根据新型材料应用后的数据分析,如今的5G基站能耗相较两年前已经大幅缩减了四分之一,从超过4G三倍,控制在了三倍左右。中国移动研究院表示未来通过不断运用新技术、新器材还能够进一步降低5G基站能耗。十四五期间目标是降至4G的两倍。

除材料提升外,5G建网方案与4G也不甚相同:用“一站一柜”替代传统土建机房,将5G主设备、空调、电源、电池集成在一体化室外能源机柜内。柜外采用“MIMO电源+太阳能”的叠光运行方案,利用太阳能资源为基站供电和电池充电,节省基站市电直接使用量,再通过引入MIMO电源技术,实现太阳能、市电、发电机组等多能源的接入,保障网络安全稳定运行。同时在空调设备上也采用新技术“重力热管型双循环空调+封闭热通道”,大幅降低制冷能源消耗。

最后在基站把控上,运营商采用智能关断、闲时休眠的模式,建立基站能耗智慧管理平台,集成“AI+大数据+IoT+电力电子+储能技术+传感技术”于一体,实现精准控电、精确用电、远程操控、智能减排。

二、5G助力电力系统全面升级

电力作为当下社会最主要的能源形态,推进新型电力系统的发展,就能够保障国家能源安全,实现经济绿色发展。

电力可靠供给能够保证经济平稳运行,5G技术联合智能AI总控就能凭借快速、高效应对危机的特点,通过海量数据的接入与准实时数据,实现用电信息的采集、实时监控等,使电网的故障智能修复,保障电力系统的安全。

目前我国可再生能源尤其是风、光等新能源发展潜力巨大,大规模发展新能源可有效促进能源结构多元化。专家预测未来新能源将逐渐成为主力,到30年发电量占比约为30%左右,60年占比约60%左右。5G技术与能源互联网融合,实现高能量密度、宽温稳定性、服役与回收、特殊功能性,快速充放电等优势。当下运用数字技术来加快推动电力能源互联网升级,构建数字技术为支撑的新型电力系统的观念成为完成“双碳指标”重要手段。

三、5G开启未来能源高效时代

单从当下5G基站本身节能减排来谈,未免有些狭窄片面,5G的布局是一项长远的投资,是未来革新新技术新模式来节能减排的基础。

例如未来电池行业就离不开5G的技术支持。随着电动汽车、新能源汽车成为世界各国厂商未来争夺的重要阵地,那么作为车辆内部不可或缺的电池也愈发关键。未来电池不仅要做到基础储电供电能力,还需拥有分布式电源集成与接入、多电源网络配置实现电流双向流动与动态监测,更要提高全网传输速率与效能利用。如今我国已开始加强5G与智能电池的融合发展,为未来新能源汽车产业发展布局。

当然,不止电池,以5G为方案能够为各行各业提供数智化转型。利用5G技术提供科学性全局性方案,就能改变原先高能耗产业,如工业、能源、交通、环保等多种老旧生产模式,打造5G引领的推进双碳垂直行业的专业化运营。那样5G基站建设所消耗的能源与过去老旧生产模式所浪费的能源一比,就小巫见大巫了。

双碳目标以当前社会生产环境距离实现还很远。5G发展并不是双碳目标的搅局者,反而成为了实现双碳目标的一个契机。因此我国更要加强5G技术与双碳垂直行业合作,用数字化5G技术助推相关行业节能减排、低碳前行。

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