随着经济快速发展,城市化与工业化加速,能源消耗持续上升,节能减排与绿色环保成为可持续发展的重要目标之一。以5G为核心的ICT技术,在实现绿色低碳方面发挥着关键作用。
据工信部数据,中国已开通大量5G基站,未来2-3年还需要新增大量基站,预计新增耗电量将达到一个新的规模。因此,降功耗降成本、提效降耗,打造极致绿色的5G基础网络,成为整个产业链的共同诉求。
网络本身的能耗是通信行业碳排放的主要来源。要实现双碳目标,信息通信行业需要在2020-2030年间减少约45%的碳排放,这对设备商提出了新的挑战与要求。
一、什么是绿色5G
在5G商用初期,业内关注的焦点集中在三个方面:基站数量增加、单个基站耗电量上升、单基站价格偏高。因此,推动5G成为数字化社会与经济转型的推进器,节能降耗成为全行业的必经之路。
GSMA的研究显示,当前移动网络约占全球碳排放的0.4%,但在推动其他行业节能减排方面具有较大杠杆潜力。在数字经济的大潮中,绿色5G已成为推动各行业节能减排的核心抓手。
在本文章所述的框架中,绿色5G包含两大方面:一方面持续降低网络自身碳排放,构建极致能效的低碳5G网络;另一方面充分发挥5G网络的赋能能力,结合平台与行业组件,推动千行百业的数字化转型,提升经营生产效率、实现节能减排,构筑绿色数字生态。
5G本身是一种高能效技术,在大流量场景下,每比特能耗约为4G的十分之一。通过与AI、云计算、大数据等技术融合,借助绿色5G云网底座、以及赋能平台与行业组件,可持续释放数字经济的低碳潜力。
举例来看,在有色金属冶炼领域,通过5G网络实现生产设备高并发数据的实时传输,并以实例为参考:至少有万级的感知数据源,单位产量的用电量下降使总耗电显著降低,同时部分工艺监测实现在线化,替代人工巡检,提升安全与生产效率。
在交通领域,交通行业碳排放占比居高不下。5G智慧车路协同通过智能信号灯、实时路况感知与路权分配,显著提升通行效率、降低拥堵时间,并带来油耗与排放的明显下降。
在医疗领域,5G应用于智慧急救与远程诊疗场景,提升救治效率的同时,也减少了因人员运输而产生的温室气体排放。
二、四至共生:帮助运营商打造绿色低碳网络
面对产业链的节能降耗需求,三大原则被提出:至简、至新、至精、至惠,帮助运营商打造绿色低碳网络,并带动行业的节能降耗与提质增效。
至简:优化网络架构、频谱使用与站点建设
在网络架构方面,共建共享已成为主旋律,规模可比以前大幅缩减,资源整合降低社会能耗。通过不断迭代,已形成全球范围内规模化的共建共享网络。
传输网络方面,基于全光网络的简化设计,凭借大带宽、低时延、低功耗与抗干扰等特性,提升承载力并降低能源消耗。
在频谱使用上,推动SA后续演进,采用载波聚合、动态频谱共享、TDD与FDD协同等新技术,提升频谱效率与每比特能效。
站点建设方面,通过集中化、室外化、杆站化等方式持续简化站点形态,降低单位能耗。
至新:新能源、新设备、新材料
在能源基础设施方面,提出绿色、高效、智能、可靠的全新零碳能源网络,推动智能光伏、智能变换、智能锂电、智能配电、智能温控等技术全链条应用,助力全球网络向低碳、零碳演进。
在设备层面,通过新芯片、新功放、新材料、新工艺持续迭代,提升能效,例如核心器件的功放采用先进材料与算法,可显著提升效率。
散热方面,应用创新散热结构与新材料,提升散热效率;核心路由器采用低耗冷却技术,显著降低机房能耗与噪音。
至精:分级分层智能节能
无线网络智能节电解决方案可实现基于话务与业务的智能节电,具备自配置、自动调节与自优化等能力,在保障网络性能的同时实现节能。
当前方案已发展为多层AI平台,实现站内感知式实时节能策略编排与站间协同式节能,显著降低运营成本并提升用户体验。典型网络配置下,节能效果可提升,OPEX显著下降。
在全国多个城市已落地应用,例如在部分城市实现年度用电量的显著下降与场景化的节能提升。
至惠:绿色5G普惠千行百业
通过与行业伙伴在钢铁、冶金、电子制造、港口、轨道交通、矿山、电力、传媒、文旅等领域开展5G+创新绿色实践,形成大量示范项目。
例如,某铝业园区通过5G+智能工厂实现单位产量的用电下降,与此同时在生态保护方面也推动了可再生资源的应用与高校合作研究,促进了区域经济与环境的良性互动。
在全球范围,绿色低碳发展成为行业共识,节能降耗与网络成本控制是长期趋势。通过持续的创新与社会责任履行,推动绿色5G生态的形成与扩展。
截至目前,相关创新专利与研究持续累积,未来将进一步加大新能源、新材料、新器件等方面的基础研究,推动关键技术突破,促进5G与高能耗行业的深度融合,为各行业提质增效、节能降耗,助力国家双碳目标的实现。
