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。
