数学题：用2%能耗省电20%，算算5G省了多少电？

　　上海铁塔在5G站点使用自清洁新风系统来降低能耗

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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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　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