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作者:赵小飞

导 读

5G能源消耗是政府和业界关注的焦点之一,节能降耗的工作在很大程度上将伴随5G建设和应用的整个生命周期,需要政策、技术、商业模式多管齐下。

近日,国家发改委等十四部委联合发布了关于《近期扩内需促消费的工作方案》的通知,其中提到多个关于5G相关的工作,涵盖基础设施、信息消费、文创、体育等方面。

对于5G基础设施,该通知中专门提到:“ 加快推进5G网络基站建设。通过进一步扩大电力市场化交易、推动转供电改直供电、加强转供电环节价格监管等措施进一步降低5G基站运行电费成本。支持各地在站址资源获取、资金补贴等方面加大对5G网络建设的支持力度。 ”可以看出,5G能源消耗是政府和业界关注的焦点之一,在笔者看来,节能降耗的工作在很大程度上将伴随5G建设和应用的整个生命周期,需要政策、技术、商业模式多管齐下。

政策驱动降低5G基站电费,转供电改直供电效果明显

5G基站的高能耗已毋庸置疑 ,华为《5G电源白皮书》显示:预计在5G时代,64T64R AAU最大功耗将会达到1000~1400W,BBU最大功耗将达到2000W左右。5G一站多频将是典型配置,预计5频以上站点占比将从2016年的3%增加到2023年的45%,一站多频将导致整站最大功耗超过10kW,10频及10频以上站点功耗超过20kW,多运营商共享场景下,功耗还将翻倍。

为促进5G基础设施的建设,各级政府也纷纷出台了多种用电政策来助力降低5G基站能耗,转供电改直供电是其中的重点。

目前,5G基站主要采取电网企业直供电、第三方转供电两种供电方式。直供电是电网企业直接提供电力给终端用户,终端用户直接缴纳电费给电网企业;转供电则是由物业公司或产权单位对终端用户进行管理,并代收电费缴至电网企业,电网企业无法做到销售到户、抄表到户、收费到户。

全国政协委员、国网电动汽车公司董事长全生明在《多渠道发力降低5G基站用电成本》一文中详细描述了5G转供电和直供电的区别,具体包括:

电网企业直接供电方式,是由基站产权方(铁塔公司、电信运营商)申请用电,电网企业装表立户并向产权方收取电费,执行一般工商业电价。我国现行目录电价有大工业、一般工商业、居民、农业四类,5G基站适用一般工商业电价,平均为0.682元/千瓦时。

第三方转供电方式,是由商业综合体、物业自管小区等转供电主体,向基站产权方收取电费,实际执行电价为1.1-1.5元/千瓦时。

总体看,近30%执行转供电方式的5G基站,实际执行电价是电网企业直供电电价水平的1.8至2.5倍,电费成本明显偏高。

从国家电网领导的撰文可以看出, 转供电改为直供电,对于5G基站电费的下降有明显的效应,这也是国家发改委在《近期扩内需促消费的工作方案》通知中专门提出推动转供电改直供电、加强转供电环节价格监管的原因。 举例来说,此前南方电网深圳供电局曾透露,截至5月11日,该局已完成5G基站转供电改直供电超2000个,为运营商节约年用电成本约1亿元。

实际上,此前广东、重庆、山东、江苏等多个地方政府出台的5G相关政策中,都对供电提出新要求,转供电改直供电成为“主旋律”。

政策不能代替市场,商业模式探索更为关键

从各级政府对5G基站用电成本的相关政策来看,更多聚焦于推动转供电改直供电、电价监督等方面。在市场经济中,政府的职能更多是规范、引导、监管,而不是直接粗暴地干预市场运作,因此对于降低5G基站用电成本的手段有限,而通过多方合作的商业模式显得尤为关键。

在电力企业看来,近年来我国电价持续降低,目前已处于国际较低水平,电力企业特别是电网企业盈利空间大幅下降,因此电力企业对降低直供电电价水平没有积极性,主要通过市场化的手段,进行商业模式创新,形成双赢局面。

目前,共建共享是5G时代的主流模式,除了中国电信与中国联通以及中国移动与中国广电的共建共享外,与电力、交通、公用设施的共建共享成为探索的方向,这些 共建共享模式除了能够大幅度降低基础设施一次性投资的成本外,也在一定程度上降低了用电等运营成本。

以“5G基站+变电站”为例: 一方面 ,供电公司可以为部署在变电站内的5G和数据中心设备提供可靠而不间断的电源保障和专业的代维服务,有效提升5G网络服务质量; 另一方面, 共享变电站等电力基础设施在电价上可享受直供电价。

技术创新持续应用于5G节能降耗,成为核心内生驱动

在5G建设和应用生命周期中,持续的技术创新是节能降耗最核心的内生驱动力。在今年北京通信展上,邬贺铨院士的主题演讲中对5G能耗给出了自己独到的看法。

从5G能效来看, 5G能效远远高于4G,如64T64R的5G基站可支持10Gbps/810W,换算可得能效为0.18W/GB,而4T4R的4G基站的能效为5W/GB。

在基站节能方面, 5G可以采用基站休眠的方案,根据网络话务量的潮汐效应,智能关闭5G、降低发射功率,每天可以节能13.45%左右;也可以不关掉整个基站,只关掉其中的毫米波频段,普通的6GHZ以下的频段也可以关掉部分载频。这种休眠方案需要自适应人工智能技术的支持,对5G基站参数组合进行优化,采用自适应休眠方案,在覆盖范围不变、运营商的服务性能不变的情况下,可以节省15%~25%的基站电力消耗。

在供电方式方面 ,可以以改变供电方式,比如说智能升压,减少信号线损,有条件的地方使用光伏供电等。

在致冷方面 ,邬院士建议把空调降温改成液冷,可以比传统方式省30%的电费。

在持续技术驱动下,产业链各厂商也在推动5G节能降耗的落地。

例如,早在2019年,中国铁塔与华为就推出了5G Power方案联合创新项目,为5G站点的供电模式提供了新思路,解决方案基于智能削峰、智能升压、智能储能等创新技术,可实现站点在向5G演进的过程中“不改市电、不动线缆、不增机柜”,这一方案帮助单个站点降低改造成本超过12500元,且单站每年节电4130度,减少1125千克碳排放,若以2022年底前中国铁塔约80万个站点实施5G Power解决方案来计算,每年将节省电力33亿度。

又如,今年3月,中国移动与中兴通讯在连云港首次在商用网络上部署应用5G节能技术,首次规模应用了亚帧关断、深度休眠等节能技术,据现网统计,深度休眠在夜间0时-6时开启,节能效率明显,亚帧关断(6时-24时)节能时间段节能效率可达16%,在当前业务量较低时24小时单站综合节能效率达25%

5G基站节能降耗是一个长跑过程,需要业界所有参与者共同努力,综合探索政策、商业模式、技术等多方面的创新。

11月5日/北京

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