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能耗為同站型4G基站3—5倍，如果實現5G全覆蓋，運營商電費成本可能將增加數百億元——
5G基站高能耗瓶頸如何破
4月7日，伴隨用戶馬女士在北京聯通西單營業廳完成5G套餐的辦理，北京市的聯通5G用戶已達到一百萬，這標誌著北京成為中國聯通首個5G用戶突破百萬的城市。
隨著5G規模化商用腳步漸行漸近，作為新基建重要領域，5G基站必將掀起更大規模建設熱潮。與此同時，大量5G基站投運導致的能源需求激增，也愈發成為不容忽視的棘手問題。
業內人士向記者介紹，5G基站能耗是同站型4G基站的3—5倍。基站的巨大能耗即意味著運營商的用電成本增加，也會對當地電網造成巨大供電壓力，從而影響基站用電可靠性，因而被視為5G規模商用的“攔路虎”。那麼5G基站的高能耗瓶頸該如何破？為此記者進行了調研採訪。
高能耗掣肘5G規模商用
工信部近日發文表示，將穩步推進5G網絡建設，重點加快獨立組網的5G網絡建設。與此同時，多省市也已相繼明確了2020年5G基站建設規劃。
“今年以來，隨著中央有關部門多次提到要加強新基建的建設速度，5G建設速度明顯加快。在此背景下，5G基站設備功耗成為擺在運營商面前的一個嚴峻挑戰。如果無法有效解決功耗問題，加上5G商業模式和需求尚不明朗，其落地推進和長遠發展必然會受到影響。”國網能源研究院 研究員高洪達向記者表示。
鐵塔能源有限公司四川省分公司副總經理李春園亦向記者介紹，近幾年基站呈現由宏站向機櫃一體化機櫃基站建設的趨勢，一體化機櫃的佔比逐年攀升，這使得對功耗控制的要求變得更高。
“5G基站的節能成為重中之重。” 李春園直言，5G基站的能耗是同站型4G基站的3—5倍。例如一座4G基站功耗大約1kW，同型的5G基站功耗則高達3—5kW。從佔比來講，5G基站主設備功耗全年平均約佔60%，空調設備約佔40%，且空調設備功耗在不同季節差異較大。
功耗增加也意味著電費隨之翻倍。以四川省為例，2019年，該省建成超過1萬個5G基站，今年有望建設超過3.4萬個。
“四川全省基站電費每年大約10億元，如果實現5G全覆蓋，電費可能要上升兩三倍，到達30億元左右的量級。”李春園給記者初步算了一筆賬。
公開數據顯示，2018年，國內三大通信運營商的基站共耗電約270億千瓦時，總電費約240億元。電費支出約佔運營商網絡維護成本20%。顯然，電耗問題已成運營商5G網絡投資無法繞過的“門檻”。
系統節能需“軟硬結合”
“5G基站的節能是一項系統工程。”李春園曾獲得全國通信行業節能減排先進個人，談起降低基站能耗，他告訴記者，這不只是基站運營方單方面努力所能實現的，相關設備廠商均應共同參與。
他具體介紹，從鐵塔公司角度，為了降低能耗，5G基站選址會考慮非太陽直曬的區域，“從我們經驗來看，較高的熱輻射會導致基站能耗較大，差距甚至可高達20%左右。”
目前，5G基站已經推出諸多節能舉措，包括使用通風功能的智能空調，以及在機櫃上塗反輻射塗料、搭建遮陽棚，從而大幅降低外界溫度傳導。
尤其是在通信主設備層面，已經實現根據用戶的行為智能設置梯度功耗， “早期的主設備功耗更高，廠商通過不斷算法改進和硬件優化，目前降低到了4G基站功耗三倍左右的水平。”他說。
而在空調等配套設備方面，相關節能舉措也是設備+控制“軟硬結合”。“除了對老舊的高功耗空調設備進行更換外，更重要的是在軟件層面對空調進行精確控制。”李春園告訴記者，目前，鐵塔公司在全國範圍內已採用空調設備精細監控和管理，根據外界溫度智能控制開關時間和功率，目的就是要實現節約用電。
強化頂層設計綜合施策
“解決5G基站的能耗問題應更多從降低社會總成本、節省社會總資源的角度考慮，這需要進一步加強5G基站建設頂層設計，多種手段配合利用。”高洪達強調。
受訪專家均認為，除在技術層面積極開展現有基站用能系統的節能降耗外，還需要在供電模式、備用電源技術研發，以及分佈式能源拓展應用方面做文章。
記者瞭解到，目前，5G基站由電力轉供模式向直供模式轉變已成一致認可的舉措。3月24日，工信部發布《關於推動5G加快發展的通知》指出，支持基礎電信企業加強與電力企業對接，對具備條件的基站和機房等配套設施加快由轉供電改直供電。截至目前，廣東、河北、福建、海南、青海等多地政府均已出臺相關政策，推出5G基站轉供電改造為直供電、直接用電補貼等措施。
所謂直供電，是指除自供電以外，直接由供電部門提供電力電能。轉供電指公用電網未到達區域，由該地區有供電能力的直供用戶同意，向其附近的用戶轉供電力；或因設計建設原因供電企業不能直供到戶，由產業園區、綜合體、小區物業、寫字樓等自用配電設施轉供電。
“在沒有補貼的情況下，直供電價比轉供電大約低20%左右。目前四川省的基站有約70%已轉為直供電，這已是大勢所趨。”李春園告訴記者。
在高洪達看來，5G基站由轉供電改直供電還有助於提高電網供電可靠性，加上用電支出下降，無疑將有助於提升基站建設的積極性。
而在備用電源方面，據介紹，最新的5G基站開關電源已經具備削峰填谷功能，通過把開關電源和電池進行改動，夜間將谷價的電存起來，在高峰期放出，從而進一步降低用電成本。
“備用電池是基站必需品，一是應急用電，二是可以利用峰谷電價差來實現降電費。”高洪達說。
在分佈式能源應用方面，江蘇宇能精科光電新能源集團有限公司總經理王金良亦提出，風、光、儲為一體的模塊化能源系統亦有望作為5G基站用能解決方案之一。
“這種模式在白天可利用太陽能電池組方陣和低速風機發電，多餘電量通過電池組等儲能手段儲存起來，可對基站能源系統，甚至電網系統進行削峰填谷。經自測，這種模式可使基站綜合成本降低15%以上。”他告訴記者。
（編輯：張金夢）
