在人类世界高度重视绿色低碳发展的大背景下 ," 绿色 " 成为了电信业界一个新的关键词 ,"5G 改变社会 " 也被赋予了更丰富的内涵。
一方面 , 伴随全球商用渐入佳境、数字经济高速发展 ,5G 的商业价值、社会价值正在加快释放 , 其之于千行百业节能减排的赋能效应亦开始显现 ; 另一方面 , 虽然 5G 单比特能耗较 4G 大幅下降 , 但 5G 时代网络流量的持续倍增也带来了总能耗的节节攀升。
有研究机构预测 , 从 2019 年到 2025 年 , 在 5G 产业爆发式发展的同时 , 电信行业的碳排放量将从 2.33 亿吨飙升到 4.06 亿吨 , 六年内增幅高达 74%, 远超一般行业水平。而高能耗带来的用电成本增加 , 一定程度上加重了运营商的负担。
如今 , 已有多家领先运营商将双碳作为发展战略中的重点 , 发布了相关的目标与方略。推动 5G 的绿色低碳演进 , 可谓时不我待。
在最新一期的《方博碳讨室》中 , 华为数字能源副总裁、首席营销官方良周博士与移动设计院信息能源所所长刘宝昌、华为站点能源领域总裁彭建华围绕这一话题进行了深入的讨论 , 从中我们或许能够寻找到打开这扇门的钥匙。
并非只有鲜花与掌声的 5G 之路
商用数年来 ,5G 的带动作用已经得到了充分验证。随着 5G 渗透率跨越罗杰斯创新扩散理论 20% 的临界点 , 一些大力投资 5G 的运营商已经看到了可观的投资回报 , 例如中国三大运营商在 2021 年都实现了营收和盈利的较大幅增长 , 同样的故事也发生在韩国和科威特等国家。
更重要的是 , 通过与各种数字技术的融合 ,5G 极大地丰富了人们的数字生活、改善了多个行业的工作环境 , 并让社会变得更具包容性。此外 , 它作为数字化转型的底座 , 为各行各业施行绿色举措提供了必要的支撑 , 发挥着日益重要的作用。
然而在 5G 发展之路上并非只有鲜花与掌声 , 同样也有着不少沟沟坎坎需要跨越 , 尤其是它自身所带来的能源消耗以及由此产生的碳排放。
刘宝昌谈到 ,5G 的到来改变了社会 , 其在建设过程当中也会遇到一些问题 , 比如选址难、高能耗 , 包括规模化的增长之后所带来的 CAPEX、OPEX 等。彭建华指出 ,5G 单比特能耗是 4G 的五分之一 , 峰值速率却增长了 20 倍 , 所以在能耗总量上是高于 4G 的。
对运营商而言 , 如果放任能耗的居高不下乃至继续增长 , 将难以达成 5G 的商业正循环 , 最终妨碍 5G 产业的未来发展。从更宏观视角出发 , 日益严峻的气候变化已经严重威胁到我们的生存环境 , 碳中和成为当今世界最为迫切的使命 ,5G 时代电信行业碳排放量增速大大超过全球增速的局面亟需有效遏制。
那么 , 是什么造成了 5G 的高能耗 ? 很重要的一个原因是采用了传统的方式来建设和运营 5G 网络。
当下电信行业的节能减排往往存在一些误区 , 比方说认为省电就是节能减排、忽视 " 盒子 " 背后的沉默成本以及过度聚焦单点的减碳。《方博碳讨室》提出 , 实际上节能减排包括节电、节地、节材 , 需要进行综合考虑 ; 建站时不能只关注主设备和能源系统 ," 盒子 " 背后还有着 70% 的沉默成本 , 诸如运输、安装、运维等 ; 绿色低碳要贯穿网络的整个生命周期和全场景、全流程。
而通过技术和方法上的创新 ," 加 5G 不加能源 OPEX" 并非不可能完成的任务。
加 5G 不加能源 OPEX
控能耗 , 更要增能效。以全生命周期为轴 ,《方博碳讨室》从建设、运维以及能源的角度 , 为如何令 5G 网络更加低碳高效献计献策。
在建设方面 , 传统站点采用机房建设 , 占地面积大 , 空调能耗高 , 站点能效通常只有 50~60%、甚至个别仅为 30%。" 极简化 " 是刘宝昌和彭建华开出的一剂良方。
如果采用室外站点替换机房站点 , 则站点能效可提升至 80%; 若进一步采用自然散热架构的刀片电源的杆站 , 则站点能效可提升至 97%。通过 " 以柜替房、以杆替站 ", 可以最大化提升站点能效 , 把每一度电用在刀刃上 ; 同时也减少了土建成本、缩短了建设周期——在张家口 , 基于全场景高集成的极简站点解决方案 , 站点的安装时间从 2~3 天缩短至 2 个小时。
在运维方面 , 传统站点维护大多依靠人工 , 需要大量重复和复杂的操作 , 费时费力且人工成本高昂 , 特别是在一些极其偏远的地区。" 智能化 " 已经被提上了日程。
比如移动设计院基于对低碳、零碳站点的研究和实践 , 已经实现了站点全生命周期的远程运维 , 从而大幅减少乃至避免上站 , 得到了客户极大的认可。而方博也提到了自动运维 , 这不仅可以代替人工 , 还可基于海量数据 , 提升预测和预防能力 , 并基于数据驱动提供差异化的服务。
在能源方面 , 绿色发电、高效用电是大势所趋 ," 数字化 " 使之得以更快、更好地照进现实。《方博碳讨室》中着重提及了太阳能供电和能量切片 , 前者兼具社会及经济效益 ; 后者实现了能源的精准调度 , 提升能效。
对电信行业而言 , 引入太阳能和风能等清洁能源不仅是节能减排的需要 , 更是一些无法获取市电的偏远地区站点唯一的供电途径。刘宝昌表示 , 数字化手段进一步提升了电力的转换效率 , 使得 20 平米的太阳能板等效于原先 50 平米的 ; 而华为的站点太阳能供电方案 iPV Tracker 通过在太阳能板上加装优化器 , 经过 AI 计算可以让太阳能板 " 追光 " 调整角度 , 从而增加 20% 的发电量。
网络切片被认为是 5G 区别于以往移动通信代际以及使能千行百业数字化的关键功能 , 而能源同样也可以切片。能量切片可以对每一路负载进行精确管理、精准调度 , 根据业务模型再结合 AI 技术 , 做到能效的最优化且无需人工干预。其带来的另一个好处就是不用再根据规划容量一次性配齐电池 , 可分期按需投资。
此外 , 传统站点的错峰管理仅根据峰谷电价时间设定储能充放电时间点 , 储能状态与站点负载变化无协同 , 易造成备电不足和储能利用率低等问题。基于 AI 加持的智能云锂 , 可预测市电、负载的变化 , 并基于储能健康度和状态智能充放电 , 实现储能与负载的智能协同 , 从而在保证站点备电可靠的前提下最大化错峰收益。在中国浙江 , 通过智能储能系统的 AI 自错峰 , 节省电费近 17%。
全行业、全社会共同努力
节能减排是一项系统性工程 , 涉及方方面面的举措 , 运营商的双碳转型也绝非一夕之功 , 有赖于整个行业乃至全社会的共同努力。
能源作为数字世界的底座 , 已经成为数字基础设施的关键一环 , 是数字经济的重要竞争力因素之一。彭建华建言全行业加强重视和加大投入 , 把传统能源技术与数字技术相结合 , 通过能源数字化 , 用 " 比特管理瓦特 "。
同时 , 网络关键性能指标体系 ( KPI ) 的建立 , 帮助运营商有的放矢地改善网络性能 , 提供更好业务体验。刘宝昌认为 , 电信行业的绿色低碳发展同样如此 , 需要尽快建立起一套衡量碳排放的标准和体系 , 使得运营商可以发现和解决问题 , 支持节能减排目标的实现。他还呼吁政府给予绿电补贴 , 以及加大对双碳人才的培养。
数字化和碳中和 , 是当今世界的两大重要课题 , 而 5G 正是中间的那根穿绳。正如方良周所言 ,5G 加速了各行各业的数字化进程 , 促进了全社会的节能减排 , 其本身也亟需走向绿色低碳。本期《方博碳讨室》, 无疑为构建性能节能双优的 5G 网络 , 进而助力运营商双碳转型提供了有益的思考。
还 5G 以绿色 , 用更少的瓦特驱动更多的比特 , 变 " 碳足迹 " 为碳手印 , 这样的未来值得期待。
