9月1日下午，中國工程院院士、全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院董事長湯廣福在2021世界5G大會分論壇——“5G與碳達(dá)峰、碳中和”上分享了這樣一組數(shù)據(jù)。“目前，我國已經(jīng)是全球溫室氣體排放量最大的國家，2019年CO2排放量為102億噸，約占世界總量的28.8%，距離2030年達(dá)到碳排放峰值的目標(biāo)，減排壓力巨大。”
碳排放和5G又有怎樣的聯(lián)系呢？
八月末有這樣一條消息：“我國當(dāng)下已建成全球最大光纖網(wǎng)絡(luò)、4G和5G獨立組網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，目前5G基站建成91.6萬個，占全球70%，5G連接數(shù)已經(jīng)超過3.65億，占全球80%。”但消息出來后，在一片夸贊聲中，也有人提出發(fā)展這么快，環(huán)保碳排放問題該怎么辦。
數(shù)字新基建作為新時代的耗能大戶，根據(jù)過去的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，5G的單設(shè)備功耗是3K-5KW，是4G功耗的三倍還多。當(dāng)下5G快速發(fā)展的同時，也意味著能源消耗劇增。即便當(dāng)下5G每比特能耗僅為4G十分之一，能源利用率極高，但5G所帶來的數(shù)據(jù)流量增長卻遠(yuǎn)超十倍，通信服務(wù)提供商預(yù)計未來5G會將能耗增長一倍。
要技術(shù)發(fā)展還是環(huán)保減排成為了5G發(fā)展必須面臨的難題，似乎這又成為了一個魚和熊掌不可兼得的典范。然而，事情并沒有想象中那么悲觀，5G發(fā)展與雙碳指標(biāo)國家選擇兩個都要！要解決這個矛盾，就不得不去面臨三個難題：
數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)備生產(chǎn)制造階段與建設(shè)過程的能耗與碳排放該如何縮減？運(yùn)行運(yùn)營階段所產(chǎn)生的能耗與碳排放該如何控制？5G刺激消費新需求所產(chǎn)生的能耗和碳排放該如何利用再生？
一、5G基站實現(xiàn)自身節(jié)能減排
在5G基站建設(shè)伊始，各運(yùn)營商就開始考慮如何實現(xiàn)5G基站自身節(jié)能減排。
以中國移動為首的通信運(yùn)營商早在2019年起就開啟了基站節(jié)能減耗工作，利用近兩年快速發(fā)展的新型材料提升基站集成度。根據(jù)新型材料應(yīng)用后的數(shù)據(jù)分析，如今的5G基站能耗相較兩年前已經(jīng)大幅縮減了四分之一，從超過4G三倍，控制在了三倍左右。中國移動研究院表示未來通過不斷運(yùn)用新技術(shù)、新器材還能夠進(jìn)一步降低5G基站能耗。十四五期間目標(biāo)是降至4G的兩倍。
除材料提升外，5G建網(wǎng)方案與4G也不甚相同：用“一站一柜”替代傳統(tǒng)土建機(jī)房，將5G主設(shè)備、空調(diào)、電源、電池集成在一體化室外能源機(jī)柜內(nèi)。柜外采用“MIMO電源+太陽能”的疊光運(yùn)行方案，利用太陽能資源為基站供電和電池充電，節(jié)省基站市電直接使用量，再通過引入MIMO電源技術(shù)，實現(xiàn)太陽能、市電、發(fā)電機(jī)組等多能源的接入，保障網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時在空調(diào)設(shè)備上也采用新技術(shù)“重力熱管型雙循環(huán)空調(diào)+封閉熱通道”，大幅降低制冷能源消耗。
最后在基站把控上，運(yùn)營商采用智能關(guān)斷、閑時休眠的模式，建立基站能耗智慧管理平臺，集成“AI+大數(shù)據(jù)+IoT+電力電子+儲能技術(shù)+傳感技術(shù)”于一體，實現(xiàn)精準(zhǔn)控電、精確用電、遠(yuǎn)程操控、智能減排。
二、5G助力電力系統(tǒng)全面升級
電力作為當(dāng)下社會最主要的能源形態(tài)，推進(jìn)新型電力系統(tǒng)的發(fā)展，就能夠保障國家能源安全，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)綠色發(fā)展。
電力可靠供給能夠保證經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)運(yùn)行，5G技術(shù)聯(lián)合智能AI總控就能憑借快速、高效應(yīng)對危機(jī)的特點，通過海量數(shù)據(jù)的接入與準(zhǔn)實時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)用電信息的采集、實時監(jiān)控等，使電網(wǎng)的故障智能修復(fù)，保障電力系統(tǒng)的安全。
目前我國可再生能源尤其是風(fēng)、光等新能源發(fā)展?jié)摿薮?，大?guī)模發(fā)展新能源可有效促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)多元化。專家預(yù)測未來新能源將逐漸成為主力，到30年發(fā)電量占比約為30%左右，60年占比約60%左右。5G技術(shù)與能源互聯(lián)網(wǎng)融合，實現(xiàn)高能量密度、寬溫穩(wěn)定性、服役與回收、特殊功能性，快速充放電等優(yōu)勢。當(dāng)下運(yùn)用數(shù)字技術(shù)來加快推動電力能源互聯(lián)網(wǎng)升級，構(gòu)建數(shù)字技術(shù)為支撐的新型電力系統(tǒng)的觀念成為完成“雙碳指標(biāo)”重要手段。
三、5G開啟未來能源高效時代
單從當(dāng)下5G基站本身節(jié)能減排來談，未免有些狹窄片面，5G的布局是一項長遠(yuǎn)的投資，是未來革新新技術(shù)新模式來節(jié)能減排的基礎(chǔ)。
例如未來電池行業(yè)就離不開5G的技術(shù)支持。隨著電動汽車、新能源汽車成為世界各國廠商未來爭奪的重要陣地，那么作為車輛內(nèi)部不可或缺的電池也愈發(fā)關(guān)鍵。未來電池不僅要做到基礎(chǔ)儲電供電能力，還需擁有分布式電源集成與接入、多電源網(wǎng)絡(luò)配置實現(xiàn)電流雙向流動與動態(tài)監(jiān)測，更要提高全網(wǎng)傳輸速率與效能利用。如今我國已開始加強(qiáng)5G與智能電池的融合發(fā)展，為未來新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局。
當(dāng)然，不止電池，以5G為方案能夠為各行各業(yè)提供數(shù)智化轉(zhuǎn)型。利用5G技術(shù)提供科學(xué)性全局性方案，就能改變原先高能耗產(chǎn)業(yè)，如工業(yè)、能源、交通、環(huán)保等多種老舊生產(chǎn)模式，打造5G引領(lǐng)的推進(jìn)雙碳垂直行業(yè)的專業(yè)化運(yùn)營。那樣5G基站建設(shè)所消耗的能源與過去老舊生產(chǎn)模式所浪費的能源一比，就小巫見大巫了。
雙碳目標(biāo)以當(dāng)前社會生產(chǎn)環(huán)境距離實現(xiàn)還很遠(yuǎn)。5G發(fā)展并不是雙碳目標(biāo)的攪局者，反而成為了實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的一個契機(jī)。因此我國更要加強(qiáng)5G技術(shù)與雙碳垂直行業(yè)合作，用數(shù)字化5G技術(shù)助推相關(guān)行業(yè)節(jié)能減排、低碳前行。
