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需求侧+供给侧双管齐下,才能达成低碳5G 5G 网络 数据中心 双碳

2022-06-17 10:39:30 网络

标题:需求侧+供给侧双管齐下,才能达成低碳5G 5G 网络 数据中心 双碳

消息 6月13-19日是全国节能宣传周,关于5G网络和数据中心如何节能降碳,行业甚为关注,为此通信世界全媒体记者采访了野村综研数字化能力总监陶旭骏。

如今,双碳战略以及“3060”目标已经成为中国的国家战略。其中,实现双碳战略的治理手段有两大方面,一是减排,比如转换更加环保的材料,更换可再生零排放的能源,提高生产效率,提高物流效率,提高使用效率等;二是减碳,包括碳回收技术,植树造林等。陶旭骏认为,建设低碳5G网络则主要聚焦在减排。

通信行业的能耗和碳排放,已经引起了各方广泛关注。比如,6月2日,上海市发改委印发了《上海市工业和通信业节能降碳“百一”行动计划(2022-2025)》,目标是到2025年,工业和通信业用能企业绿色转型发展取得明显成效,能源利用效率持续提高,力争平均每年节约1%的用能量。本次行动虽然在通信行业主要针对数据中心,但是5G网络的能耗问题也会逐渐进入视线。

 建设低碳5G要在需求侧+供给侧双管齐下

5G相比于4G,的确有更高的能耗,这一点和5G使用的频段有关。因为更高频率的无线电,有效传播信息的距离要比2/3/4G这些利用较低频段的网络短,穿透物体的能力也较差。因此5G的基站密度就明显要高于4G,且单站能耗是4G基站的3-4倍。基站能耗费用支出在网络运营成本支出占比逐渐增大,同时能耗带来的碳排放也是几倍的增长。

关于5G网络如何降能耗、减排放?陶旭骏认为,主要从两个方面入手,双管齐下,方能达成低碳5G。

一是在网络优化层面,比如优化基站部署,以能耗和信号质量相平衡的策略进行网络优化工作,进行建站、补站。以及利用先进的网络能耗监测和网络运维系统,在保证网络质量的条件下,积极降低能耗。这是更换环保材料、提高生产效率、提高使用效率的手段,属于从需求侧入手的减排。

二是增加可再生能源的比例,减少大电网供电的能耗。比如增设光伏、储能设备,削峰填谷利用大网电力;或者调用附近风场、光场电能,接入可再生能源的微电网。这属于综合能源改造的手段,增加0碳供给,减少高碳排放电力的供给,属于供给侧入手的减排。

因为降低能耗能够直接降低运营成本,因此在降低能耗方面运营商是不遗余力的。“其中,网络优化+能耗管理优化,是当前最为主流的手法,在这方面设备厂商和运营商都投入了大量精力。因为能耗问题是5G网络的重大课题,会对网络运营成本带来重大影响,因此各企业都在不断推出越来越成熟的方案,并且已经实施部署。”陶旭骏讲道。

比如利用物联网的基站供配电监测和数据可视化、云化的基站电气设备监控平台、利用智能锂电的基站储能等。

但随着双碳政策的推进,对碳排放甚至零碳化的要求越来越严格,仅仅依靠优化能耗,不能满足减碳的需要。这就需要新型电力供给来从根本上降低能耗带来的碳排放。对于有条件的站址,增设光伏发电设备和智能储能设备,只是很小的一步。综合来说,可以采用多种节电方式,如接入近距离的可再生能源私网购电,综合规划接入第三方的分布式发电和微电网进行购电,以及自行建设分布式光伏和风电场并向外输出多余电力等。

未来可利用VPPA和绿证交易实现减排

“随着零碳概念的推进,一定会出现越来越多的零碳概念园区、街镇、厂区。而其中的5G网络(或者未来几代的无线网络)也要接受零碳化的挑战,并在区域零碳化的统一部署下,对能源接入进行改造。当前电网体系还不能直接接受跨区域可再生能源的输电购电。但是未来PPA和VPPA很有可能会是广泛利用的新型电力。”陶旭骏预测道。

注:PPA,英语Power Purchase Agreement缩写,长期购电协议,一般指向风电、光伏等新能源企业签订的为期10-20年的购电协议,并伴随绿色电力证书(REC)的转让。VPPA,Visual PPA,也就是虚拟PPA,只是一份单纯的金融合同,其实质是差价合约,只用来在发电方和用电方之间进行结算,不进行电力传输。

正如绝大多数航空公司需要进行燃油期货交易,平抑燃油价格波动带来的风险,未来运营商也很可能需要利用能耗优化+综合能源改造+PPA来优化碳排放结构,并且利用VPPA、绿证交易等手段进行碳风险的控制。而无线网络是和数据中心并举的能耗要素,对于不能直接进行可再生能源改造并利用绿色电力、也无法向私网购买绿色电力的基站设备,利用VPPA和绿证交易来达成减排任务。

当然,运营商本身不排除利用可再生能源输出,换取绿证。数据中心屋顶光伏,野外铁塔附近部署光电场或风电场,也是一种选择。绿色电力除自用之外,利用储能设备甚至对外输出销售,支持附近用电户的绿电需求,是一种绿电和绿证的来源。

未来或将加强低碳顶层规划

通信业实现低碳化和零碳化有其一定优势。因为通信行业也是数字化管理水平最高的行业之一,本身长期利用数字化技术进行网络运营管理优化,对网络能耗的数字化管理是有办法、易实施的。并且数据传输还非常方便。同时通信行业,特别是5G网络的能耗和排放问题还不是减碳的首要目标,很多高排放,比如火电、钢铁、水泥等高碳行业的压力更大,首当其冲。

在通信业内,数据中心的建设问题也受到能耗额度限制而头痛不已。西数东算和绿色数据中心缓解了这一供需矛盾。5G或者未来的无线网络仍有时间逐步规划和实施减碳方针。随着低碳化政策的不断深入,可以预见,未来运营商的网络规划,还将必然包括低碳化顶层规划,以便利用综合手段,达成节能、降本,同时完成减碳的社会责任。

通信行业从现在开始,应该着手认真研究这个问题了。

 
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