近日，在世界5G大会论坛上，中国电信、中国联通、中国移动三电信运营商一把手齐聚，讨论了中国未来5G的发展趋势其，其中更是强调了5G网络建设的节能问题。
中国电信董事长柯瑞文：5G在下一步建设过程中，会有很多新的东西需要探讨。特别需要注意的是技术方面的问题，如云网融合技术、安全技术、节能技术等。
中国联通董事长刘烈宏：今后打造的5G应用项目将更加注重效益，无论是节能减排，还是安全生产、提质增效、打造无人工厂等，都将更加注重实实在在的效果，真正地实现赋能千行百业的目标。
中国移动董事长杨杰：在5G网络建设中，中国移动还贯彻绿色发展的理念，利用很多节能技术如AI的技术，使得功耗尽可能减少。
一、5G基站能耗“凶猛”？
作为新基建“七武士”之一，5G建设如火如荼。截止2021年8月，我国开通建设5G基站99.3万个，覆盖全国所有地级市、95%以上的县区和35%的乡镇，5G终端手机连接数超过3.92亿户。
5G基站主设备由BBU、AAU组成，AAU作用类似4G时代的RRU+天线，其能耗较高。传统4G基站单站功耗780-930W，5G基站单站功耗平均2700W左右，满载功率近3700W，5G单站功耗是4G单站的2.5-3.5倍。
△4G基站与5G基站的组成对比
图源：鲜枣课堂
5G耗能耗电主要表现在：配套设备增多、设备天线数多、站点密集三个方面，能耗集中在基站、传输、电源和机房空调四部分，而基站的电费支出占整体网络能耗的80%以上。
来看一组三大运营商年度能耗费数据。
2021年上半年中国移动243.4亿元，中国电信81.1亿元；2020年中国移动376.6亿元，中国电信146.4亿元，中国联通129亿元，三大电信运营商2020年合计能耗费用652亿元。预计5G全网建成后，全网年电费将超千亿元。虽然5G会给运营商带来利润回报，但基站设备的节能减排，确实也是运营商非常重视的问题。
二、百亿能耗费，如何开源节流？
5G基站能耗问题，不但要关注能源“节流”，也要关注能源的“开源”。
如何节流？
1.能源综合管理
借用中国移动设计院李玉昇的观点，5G节能需要从两个方面考虑：一是融合，电源、空调以及其他基础设施与主设备之间一体化融合考虑，从方案到工程设计再到整个部署也要融合考虑；二是协同，基础设施经过多年发展，自身的节能潜力已经挖掘透彻，下一步是如何实现系统与系统之间的协同，能源设施与业务之间的协同。
设备一体化集成，各子系统间的用能协同管理，放在能源领域，这就是综合能源管理。业务与整站的供能-储能-用能等部件进行高效联动，用信息流驱动能量流，实现综合能源的高效利用，进而达成整站节能目标。
除了整站综合能源管理，还可逐步拓展能源托管等新模式，既解决用能管理杂乱和低效的问题，也可通过运营管理为基站创造收益。
举个例子。
今年7月，中国铁塔台州分公司与国网浙江综能公司签署5G基站能源托管合作协议。根据协议，项目8月开工，国网浙江综能将在2022年7月前完成台州市800个基站的改造，改造后提供收付结算、能效提升、市场化售电、大数据分析、需求响应等服务，托管期内预计可为客户节约电费成本和管理成本约5000万元。
2.综合能源站
除了基站本站的节能，还可以把能源管理范围扩大，实现一个园区或一座楼宇内5G基站、变电站、大数据中心、充电桩等所有用电甚至是用热、气的基础设施的能源进行统筹管理，这就是综合能源站。
△综合能源站示意图
2021年1月28日，祝塘“十二站合一”综合能源站投运。全站融合了变电站、储能站、分布式光伏站、预装式冷热供应站、智慧路灯、智能联动无人巡检、数据中心机房、5G微站、电动汽车充电站、电动汽车换电站、换电e站以及自助洗车站共十二项城市公共设施。全站分为了变电站区、多功能服务区、微能量枢纽区和5G+应用区四大功能分区。
△祝塘综合能源站
祝塘综合能源站融合效果明显，节省了城市土地资源1400平方米；通过光储协调控制，每年可消纳清洁能源102万千瓦时，减少碳排放600吨以上。
综合能源站，可通过用能基础设施的能源统一管理，实现能源绿色化、信息集成化、城市公共设施共建共享，贯彻绿色发展的理念，实现节能降碳目的。
怎样开源？
1.通信基站储能
通信基站必须配置后备电源。通常用电池柜装配在基站机房中，在基站断电的情况下提供应急电力，保障正常工作和通讯畅通。
△蓄电池（储能系统）是通信基站必备
图源：鲜枣课堂
5G基站的高耗能，为满足电量需求，需对现网电源进行扩容，配套储能系统。基站将针对电网负荷情况进行响应，在用电高峰时段，储能电池将为基站提供供电辅助。
通信基站是用户侧储能应用的重要领域。
7月23日，发改委、能源局印发《关于加快推动新型储能发展的指导意见》明确：新型储能独立市场主体地位，鼓励储能作为独立市场主体参与辅助服务市场，鼓励探索建设共享储能。积极支持用户侧储能多元化发展。鼓励围绕分布式新能源、微电网、大数据中心、5G基站、充电设施、工业园区等其他终端用户，探索储能融合发展新场景。
5G基站产业化将带来储能辅助服务需求。
据业内预测2021-2023年，5G宏基站将分别增加90、100、110万站，考虑5G基站单站功耗平均2700W，以应急时长4h计算，单个5G宏基站备用电源需要10.8KWh，预计21年5G宏基站储能需求约9.7GWh。
简单而言，运营商可以在基站内自建储能系统，参与辅助服务市场，赚取收益，实现开源；也可通过储能系统共建共享，向新型储能电站业主以较低价购买绿电，实现节流。
2.新能源+5G基站
2021年8月，中国移动安徽公司采用太阳能光伏电源+一体化能源柜混合供电系统，在六安市打造了全省首个绿色节能5G基站。
△六安绿色节能5G基站
图源：安徽移动
六安节能5G基站实现了太阳能、交流电源、蓄电池三路供电保障。白天高峰用电时段，由光伏与储能电池设备供电，储能电池利用夜间的低谷用电时段进行储能，达到“削峰填谷”的目的。三路供电匹配不同用电场景，为基站提供安全稳定的供电资源，单站址能耗预计降低20%以上。
在5G基站融入新能源到底有多节能？
据华为《绿色5G白皮书》，将太阳能引入无线站点，并与业务联动最大化太阳能板发电效率，在高日照地区，甚至可以减少50%的市电消耗。开源节流双管齐下。
三、结语
在“双碳”目标下，社会正在全力发展绿色产业，进入绿色低碳生活，通信行业也不例外。
节能降碳是电信运营商乃至整个产业链需要探索的方向。此前，三家电信运营商也提出了“降碳”目标。中国电信，“十四五”期间，目标实现4/5G网络共建共享节电量超过450亿度，新建5G基站节电比例不低于20%”；中国联通，发布《“碳达峰、碳中和”十四五行动计划》，明确实施“3+5+1+1”行动计划；中国移动，提出“C2三能计划”，到“十四五”期末，在电信业务总量增加1.6倍的情况下，碳排放总量控制在5600万吨以内。
据公开数据，按中国目前5G的发展速度，预计网络年耗电总量超过1000亿千瓦时，年碳排放量达272亿千克。
双碳目标下，5G怎样实现节能降碳？设备一体化、能效管理、综合能源站、储能系统市场化、新能源+5G…都是可以尝试的方式，而这些恰恰又是能源企业最擅长的。
