數學題:用2%能耗省電20%,算算5G省了多少電?_風聞
IT时报-《IT时报》官方账号-2021-09-15 08:39

上海鐵塔在5G站點使用自清潔新風系統來降低能耗
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如果按當前趨勢發展,未來地球氣温將上升1.5℃到2℃。“碳達峯、碳中和”已經成為全球共識,78個國家制定了碳中和目標,中國便是其中之一。
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中國工程院院士吳鋒近日指出,2020年我國全年發電量為7.42萬億千瓦時,用電量為 7.51萬億千瓦時,用電量已經微超發電量,2026年三大運營商全部升級5G後,電力消耗將達到全國總用電量的2.1%,這些數字為中國5G乃至全社會敲響了節電警鐘。
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2019年5G建設初期,《IT時報》記者通過調查發現,5G基站電費大概是運營商交給中國鐵塔年租金的十多倍。如今,當5G正值發展高潮,5G耗電不再只是運營商需要揹負的重擔,而是全社會都需關注的問題。於是,從電信運營商到5G設備商,再到中國鐵塔股份公司等基站基礎建設維護方,都掀起了5G節能高潮。
鐵塔模式
先砍“耗電大户”空調
早在2019年,浙江鐵塔公司已經與華為跑出了一套節能模式。經過兩年多的推行,5G節能的成效已經凸顯。
單站效果最為顯著的是極簡建站模式,傳統模式是基站都要配備空調,空調是機房裏的耗電大户,佔比30%-40%。浙江鐵塔採用了華為無機櫃無空調的室外站方式,不僅接近零佔地、安裝方便,更重要的是省電費,單站可以節省電費5200元/年。

改造後浙江杭州某5G站點採用無空調室外電源+太陽能
浙江鐵塔和華為合作的5G智能化基站是未來的一大技術方向,智能化基站可以實現閒時充電忙時放電的錯峯節電模式,根據業務量來批量調整參數,用大數據來“指揮”鋰電池精準備電。
“通過AI智能錯峯,激活基站鋰電沉沒價值,平均單站節省電費1784元/年。”浙江鐵塔公司相關人士向《IT時報》記者透露,“通過批量參數配置,可以減少人工重複勞動,配置效率提升30多倍。”
另外,在用電方面,浙江鐵塔也用智能電源替代傳統電源,設備能耗可視化了,也能遠程控制電源,每年每站可以節省OPEX(運維成本)約2700元。
中國鐵塔各省公司都在開展空調的智能管控,當温度到達設定值時自動開啓節能模式,上海鐵塔公司給《IT時報》記者算了一筆賬,智能管控可以降低空調能耗10%,如果按10000個站點計算,全年累計可節省1044萬度電。
除此之外,上海鐵塔還率先使用自清潔新風系統,目前已累計完成2293個站點的新風改造。據統計,通過該系統機櫃高温次數同比下降88.48%,單站能耗預估同比下降31.01%,全年累計可節電718萬度。
動輒全年降低能耗幾十萬度,單站節省電費幾千元,究竟降低了多少呢?中國鐵塔此前數據顯示,一個5G室外基站單租户平均功耗是4G基站的3倍以上,單個5G基站單 租户年綜合電費約2.3~3萬元/年。
據《IT時報》記者瞭解,中國鐵塔集團層面正在推進“雙碳”方案的研究,在深化共享、節能降耗以及鐵塔能源專業化綠色化發展等方面,系統地考量,該方案目前還未落地。
華為模式
八大方向讓“電老虎”四面楚歌
在2021年MWC上海展上,華為、中興、諾基亞貝爾等5G設備商大秀肌肉,紛紛提出5G基站節能方案,宣稱將能耗普降20%~30%。
8月30日,華為發佈了《綠色5G白皮書》,這是業界首次發佈綠色5G網絡的能效評估體系——E2(Energy Efficiency),同時也定義了綠色5G網絡的技術趨勢——四化八大方向。所謂四化,即設備高集成化、站點極簡化、網絡智能化、全週期環保化。

華為四化八大方向
設備高集成化囊括了2個技術方向,射頻走向多天線、超寬頻,華為測試發現,64T64R模塊相對4T4R模塊比特能效可提升20倍,RRU從單頻向三頻演進可獲得30%以上的節能收益。
華為無線網絡SRAN產品線總裁馬洪波認為,頻繁關站不利於設備的壽命持久,這就要求設備商將基站休眠走得更精細化,目前,華為可以通過硬件模塊化設計、精細休眠機制等,將關斷深度從30%提升到90%,響應時間從分鐘級縮短到毫秒級。
以前,設備商無法將休眠精細化做到極致的瓶頸在於,設備側無法及時感知業務量。於是,根據業務的變化實時調整頻譜、載波等網絡資源的分配,形成一張智能網絡已經成為業內共識,華為本次發佈PowerStar2.0解決方案將在關斷資源類型、關斷時長和運維效率上對節能方案進行全方位提升,多維協同實現節能和網絡性能雙優。
在中日韓等光纖發達的國家,可以採用機房集中化部署,從一站一空調到多站一空調,而在光纖欠發達的國家或農村地區,可以實現站點室外化,使用液冷等高效散熱技術,配合刀片電池免空調,最終實現站點能耗整體降低30%。同時將太陽能引入無線站點,並與業務聯動,在高日照地區可以減少50%的市電消耗。

華為基站極簡化
多地5G網絡部署經驗表明,5G新技術的持續引入正推動網絡能效持續增長。
此外,華為將“大綠色”融入產品生命週期管理,進而減少對自然資源的依賴,實現全生命週期低碳,“華為的設備95%可以回收”也征服了苛刻的歐洲運營商。
用2%驅動20%
5G+釋放10倍效能
空調智能管控和AI基站其實已是中國5G降耗的第二步。去年,中國電信和中國聯通跨出了共建共享的重要一步,沙利文諮詢全球合夥人兼大中華區總裁王昕認為,這不僅節省了上千億的基礎設施投資,更節省了120億度電,如果以工業電費0.7元/度計算,一年能節省80多億元電費。
即便在共建共享上初有成效,但電信運營商仍舊任重道遠。世界5G大會“5G與碳中和、碳達峯論壇”上,中國工程院院士吳鋒敲響了警鐘,2026年三大運營商全部升級5G後,電力消耗將達到全國總用電量的2.1%,高於數據中心的耗電量水平。

綠色5G網絡的實踐 圖源:沙利文諮詢
近日,國內三大運營商也發佈了各自“雙碳”目標和行動計劃。
中國電信要在“十四五”期間實現單位電信業務總量綜合能耗/碳排放下降23%以上;4/5G共建共享節電量超450億度,新建5G基站節電比例不低於20%;大型、超大型綠色數據中心佔比超過80%。
中國移動提出,2025年在電信業務總量增加1.6倍的情況下,碳排放總量控制在5600 萬噸以內的目標,到2025年,單位電信業務總量綜合能耗/碳排放較2020年降幅均超過20%,5年企業自身節電量超400億度,同時助力社會減排量超過16億噸。
中國聯通表示力爭到2023年能源消費總量增幅達到峯值,到2028年碳排放總量提前達峯。

三大運營商雙碳目標
相比2019年商用前,5G基站功耗已經降低了1/4,每比特的功耗效率提升明顯。但目前5G基站能耗仍為4G基站的3~4倍,中高頻段基站密度比4G大,而且目前中國推行以全SA獨立組網為基礎的5G網絡,第二階段的建設,用電供應不足等矛盾會更加突出。
“雖然整個ICT行業的排放量只佔全球總排放量的2%,但以綠色5G網絡為主體的ICT行業能幫全球減少20%的總排放量”。在王昕看來,電信運營商不僅降低5G基站自身能耗,而且更大的能量在於,用5G驅動其他行業降低能耗,釋放出10倍的效能。
上海天然氣公司用5G無人機代替人工開車巡檢是否存在天然氣泄漏,算一筆賬的話,5G無人機是人工巡檢的6倍,而能耗只佔人工的40%,能實現15倍的效應。
根據沙利文的研究,用VR看8K視頻,相當於用手機看160集1080P的電視劇。可想而知,城市公用攝像頭產生的數據量更為驚人,以深圳市為例,去年全市公用視頻端產生的數據量達到7.5EB,傳輸處理龐大數據量產生的碳排放實為驚人。
5G時代,新應用噴湧而出,5G網絡節能的功效將被成倍釋放。
作者/IT時報記者 孫妍
編輯/潘少穎 挨踢妹
排版/季嘉穎
圖片/上海鐵塔、浙江鐵塔、華為、沙利文諮詢
來源/《IT時報》公眾號vittimes