数学题:用2%能耗省电20%,算算5G省了多少电?

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  上海铁塔在5G站点使用自清洁新风系统来降低能耗

  30秒快读

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  如果按当前趋势发展,未来地球气温将上升1.5℃到2℃。“碳达峰、碳中和”已经成为全球共识,78个国家制定了碳中和目标,中国便是其中之一。

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  中国工程院院士吴锋近日指出,2020年我国全年发电量为7.42万亿千瓦时,用电量为 7.51万亿千瓦时,用电量已经微超发电量,2026年三大运营商全部升级5G后,电力消耗将达到全国总用电量的2.1%,这些数字为中国5G乃至全社会敲响了节电警钟。

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  2019年5G建设初期,《IT时报》记者通过调查发现,5G基站电费大概是运营商交给中国铁塔年租金的十多倍。如今,当5G正值发展高潮,5G耗电不再只是运营商需要背负的重担,而是全社会都需关注的问题。于是,从电信运营商到5G设备商,再到中国铁塔股份公司等基站基础建设维护方,都掀起了5G节能高潮。

  铁塔模式

  先砍“耗电大户”空调

  早在2019年,浙江铁塔公司已经与华为跑出了一套节能模式。经过两年多的推行,5G节能的成效已经凸显。

  单站效果最为显著的是极简建站模式,传统模式是基站都要配备空调,空调是机房里的耗电大户,占比30%-40%。浙江铁塔采用了华为无机柜无空调的室外站方式,不仅接近零占地、安装方便,更重要的是省电费,单站可以节省电费5200元/年

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  改造后浙江杭州某5G站点采用无空调室外电源+太阳能

  浙江铁塔和华为合作的5G智能化基站是未来的一大技术方向,智能化基站可以实现闲时充电忙时放电的错峰节电模式,根据业务量来批量调整参数,用大数据来“指挥”锂电池精准备电。

  “通过AI智能错峰,激活基站锂电沉没价值,平均单站节省电费1784元/年。”浙江铁塔公司相关人士向《IT时报》记者透露,“通过批量参数配置,可以减少人工重复劳动,配置效率提升30多倍。”

  另外,在用电方面,浙江铁塔也用智能电源替代传统电源,设备能耗可视化了,也能远程控制电源,每年每站可以节省OPEX(运维成本)约2700元

  中国铁塔各省公司都在开展空调的智能管控,当温度到达设定值时自动开启节能模式,上海铁塔公司给《IT时报》记者算了一笔账,智能管控可以降低空调能耗10%,如果按10000个站点计算,全年累计可节省1044万度电

  除此之外,上海铁塔还率先使用自清洁新风系统,目前已累计完成2293个站点的新风改造。据统计,通过该系统机柜高温次数同比下降88.48%,单站能耗预估同比下降31.01%,全年累计可节电718万度

  动辄全年降低能耗几十万度,单站节省电费几千元,究竟降低了多少呢?中国铁塔此前数据显示,一个5G室外基站单租户平均功耗是4G基站的3倍以上,单个5G基站单 租户年综合电费约2.3~3万元/年。

  据《IT时报》记者了解,中国铁塔集团层面正在推进“双碳”方案的研究,在深化共享、节能降耗以及铁塔能源专业化绿色化发展等方面,系统地考量,该方案目前还未落地。

  华为模式    

  八大方向让“电老虎”四面楚歌

  在2021年MWC上海展上,华为、中兴、诺基亚贝尔等5G设备商大秀肌肉,纷纷提出5G基站节能方案,宣称将能耗普降20%~30%。

  8月30日,华为发布了《绿色5G白皮书》,这是业界首次发布绿色5G网络的能效评估体系——E2(Energy Efficiency),同时也定义了绿色5G网络的技术趋势——四化八大方向。所谓四化,即设备高集成化、站点极简化、网络智能化、全周期环保化。

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  华为四化八大方向

  设备高集成化囊括了2个技术方向,射频走向多天线、超宽频,华为测试发现,64T64R模块相对4T4R模块比特能效可提升20倍,RRU从单频向三频演进可获得30%以上的节能收益。

  华为无线网络SRAN产品线总裁马洪波认为,频繁关站不利于设备的寿命持久,这就要求设备商将基站休眠走得更精细化,目前,华为可以通过硬件模块化设计、精细休眠机制等,将关断深度从30%提升到90%,响应时间从分钟级缩短到毫秒级。

  以前,设备商无法将休眠精细化做到极致的瓶颈在于,设备侧无法及时感知业务量。于是,根据业务的变化实时调整频谱、载波等网络资源的分配,形成一张智能网络已经成为业内共识,华为本次发布PowerStar2.0解决方案将在关断资源类型、关断时长和运维效率上对节能方案进行全方位提升,多维协同实现节能和网络性能双优。

  在中日韩等光纤发达的国家,可以采用机房集中化部署,从一站一空调到多站一空调,而在光纤欠发达的国家或农村地区,可以实现站点室外化,使用液冷等高效散热技术,配合刀片电池免空调,最终实现站点能耗整体降低30%。同时将太阳能引入无线站点,并与业务联动,在高日照地区可以减少50%的市电消耗。

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  华为基站极简化

  多地5G网络部署经验表明,5G新技术的持续引入正推动网络能效持续增长。

  此外,华为将“大绿色”融入产品生命周期管理,进而减少对自然资源的依赖,实现全生命周期低碳,“华为的设备95%可以回收”也征服了苛刻的欧洲运营商。


  用2%驱动20%   

  5G+释放10倍效能

  空调智能管控和AI基站其实已是中国5G降耗的第二步。去年,中国电信和中国联通跨出了共建共享的重要一步,沙利文咨询全球合伙人兼大中华区总裁王昕认为,这不仅节省了上千亿的基础设施投资,更节省了120亿度电,如果以工业电费0.7元/度计算,一年能节省80多亿元电费

  即便在共建共享上初有成效,但电信运营商仍旧任重道远。世界5G大会“5G与碳中和、碳达峰论坛”上,中国工程院院士吴锋敲响了警钟,2026年三大运营商全部升级5G后,电力消耗将达到全国总用电量的2.1%,高于数据中心的耗电量水平。

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  绿色5G网络的实践 图源:沙利文咨询

  近日,国内三大运营商也发布了各自“双碳”目标和行动计划。

  中国电信要在“十四五”期间实现单位电信业务总量综合能耗/碳排放下降23%以上;4/5G共建共享节电量超450亿度,新建5G基站节电比例不低于20%;大型、超大型绿色数据中心占比超过80%。

  中国移动提出,2025年在电信业务总量增加1.6倍的情况下,碳排放总量控制在5600 万吨以内的目标,到2025年,单位电信业务总量综合能耗/碳排放较2020年降幅均超过20%,5年企业自身节电量超400亿度,同时助力社会减排量超过16亿吨。

  中国联通表示力争到2023年能源消费总量增幅达到峰值,到2028年碳排放总量提前达峰。

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  三大运营商双碳目标

  相比2019年商用前,5G基站功耗已经降低了1/4,每比特的功耗效率提升明显。但目前5G基站能耗仍为4G基站的3~4倍,中高频段基站密度比4G大,而且目前中国推行以全SA独立组网为基础的5G网络,第二阶段的建设,用电供应不足等矛盾会更加突出。

  “虽然整个ICT行业的排放量只占全球总排放量的2%,但以绿色5G网络为主体的ICT行业能帮全球减少20%的总排放量”。在王昕看来,电信运营商不仅降低5G基站自身能耗,而且更大的能量在于,用5G驱动其他行业降低能耗,释放出10倍的效能。

  上海天然气公司用5G无人机代替人工开车巡检是否存在天然气泄漏,算一笔账的话,5G无人机是人工巡检的6倍,而能耗只占人工的40%,能实现15倍的效应

  根据沙利文的研究,用VR看8K视频,相当于用手机看160集1080P的电视剧。可想而知,城市公用摄像头产生的数据量更为惊人,以深圳市为例,去年全市公用视频端产生的数据量达到7.5EB,传输处理庞大数据量产生的碳排放实为惊人。

  5G时代,新应用喷涌而出,5G网络节能的功效将被成倍释放。

  作者/IT时报记者 孙妍

  编辑/潘少颖 挨踢妹 

  排版/季嘉颖

  图片/上海铁塔、浙江铁塔、华为、沙利文咨询

  来源/《IT时报》公众号vittimes


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