5G基站高能耗瓶颈如何破

　　编者按

　　受“新基建”利好推动，5G基站建设无疑将迎来加码之势，5G规模商用指日可待。但与此同时，5G基站的高能耗也愈发成为不容忽视的棘手难题。为此，相关方在积极推进5G基站系统节能、推动后备电源电池更新换代的同时，也已开始探索拓展风光储模块化能源系统的应用。5G基站的用能问题将如何在“新基建”的东风下有效解决？针对这一问题，记者通过采访调研，邀请业内专家和企业代表展开了专题讨论。

　　4月7日，伴随用户马女士在北京联通西单营业厅完成5G套餐的办理，北京市的联通5G用户已达到一百万，这标志着北京成为中国联通首个5G用户突破百万的城市。

　　随着5G规模化商用脚步渐行渐近，作为新基建重要领域，5G基站必将掀起更大规模建设热潮。与此同时，大量5G基站投运导致的能源需求激增，也愈发成为不容忽视的棘手问题。

　　业内人士向记者介绍，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着运营商的用电成本增加，也会对当地电网造成巨大供电压力，从而影响基站用电可靠性，因而被视为5G规模商用的“拦路虎”。那么5G基站的高能耗瓶颈该如何破？为此记者进行了调研采访。

　　高能耗掣肘5G规模商用

　　工信部近日发文表示，将稳步推进5G网络建设，重点加快独立组网的5G网络建设。与此同时，多省市也已相继明确了2020年5G基站建设规划。

　　“今年以来，随着中央有关部门多次提到要加强新基建的建设速度，5G建设速度明显加快。在此背景下，5G基站设备功耗成为摆在运营商面前的一个严峻挑战。如果无法有效解决功耗问题，加上5G商业模式和需求尚不明朗，其落地推进和长远发展必然会受到影响。”国网能源研究院 研究员高洪达向记者表示。

　　铁塔能源有限公司四川省分公司副总经理李春园亦向记者介绍，近几年基站呈现由宏站向机柜一体化机柜基站建设的趋势，一体化机柜的占比逐年攀升，这使得对功耗控制的要求变得更高。

　　“5G基站的节能成为重中之重。” 李春园直言，5G基站的能耗是同站型4G基站的3—5倍。例如一座4G基站功耗大约1kW，同型的5G基站功耗则高达3—5kW。从占比来讲，5G基站主设备功耗全年平均约占60%，空调设备约占40%，且空调设备功耗在不同季节差异较大。

　　功耗增加也意味着电费随之翻倍。以四川省为例，2019年，该省建成超过1万个5G基站，今年有望建设超过3.4万个。

　　“四川全省基站电费每年大约10亿元，如果实现5G全覆盖，电费可能要上升两三倍，到达30亿元左右的量级。”李春园给记者初步算了一笔账。

　　公开数据显示，2018年，国内三大通信运营商的基站共耗电约270亿千瓦时，总电费约240亿元。电费支出约占运营商网络维护成本20%。显然，电耗问题已成运营商5G网络投资无法绕过的“门槛”。

　　系统节能需“软硬结合”

　　“5G基站的节能是一项系统工程。”李春园曾获得全国通信行业节能减排先进个人，谈起降低基站能耗，他告诉记者，这不只是基站运营方单方面努力所能实现的，相关设备厂商均应共同参与。

　　他具体介绍，从铁塔公司角度，为了降低能耗，5G基站选址会考虑非太阳直晒的区域，“从我们经验来看，较高的热辐射会导致基站能耗较大，差距甚至可高达20%左右。”

　　目前，5G基站已经推出诸多节能举措，包括使用通风功能的智能空调，以及在机柜上涂反辐射涂料、搭建遮阳棚，从而大幅降低外界温度传导。

　　尤其是在通信主设备层面，已经实现根据用户的行为智能设置梯度功耗， “早期的主设备功耗更高，厂商通过不断算法改进和硬件优化，目前降低到了4G基站功耗三倍左右的水平。”他说。

　　而在空调等配套设备方面，相关节能举措也是设备+控制“软硬结合”。“除了对老旧的高功耗空调设备进行更换外，更重要的是在软件层面对空调进行精确控制。”李春园告诉记者，目前，铁塔公司在全国范围内已采用空调设备精细监控和管理，根据外界温度智能控制开关时间和功率，目的就是要实现节约用电。

　　强化顶层设计综合施策

　　“解决5G基站的能耗问题应更多从降低社会总成本、节省社会总资源的角度考虑，这需要进一步加强5G基站建设顶层设计，多种手段配合利用。”高洪达强调。

　　受访专家均认为，除在技术层面积极开展现有基站用能系统的节能降耗外，还需要在供电模式、备用电源技术研发，以及分布式能源拓展应用方面做文章。

　　记者了解到，目前，5G基站由电力转供模式向直供模式转变已成一致认可的举措。3月24日，工信部发布《关于推动5G加快发展的通知》指出，支持基础电信企业加强与电力企业对接，对具备条件的基站和机房等配套设施加快由转供电改直供电。截至目前，广东、河北、福建、海南、青海等多地政府均已出台相关政策，推出5G基站转供电改造为直供电、直接用电补贴等措施。

　　所谓直供电，是指除自供电以外，直接由供电部门提供电力电能。转供电指公用电网未到达区域，由该地区有供电能力的直供用户同意，向其附近的用户转供电力；或因设计建设原因供电企业不能直供到户，由产业园区、综合体、小区物业、写字楼等自用配电设施转供电。

　　“在没有补贴的情况下，直供电价比转供电大约低20%左右。目前四川省的基站有约70%已转为直供电，这已是大势所趋。”李春园告诉记者。

　　在高洪达看来，5G基站由转供电改直供电还有助于提高电网供电可靠性，加上用电支出下降，无疑将有助于提升基站建设的积极性。

　　而在备用电源方面，据介绍，最新的5G基站开关电源已经具备削峰填谷功能，通过把开关电源和电池进行改动，夜间将谷价的电存起来，在高峰期放出，从而进一步降低用电成本。

　　“备用电池是基站必需品，一是应急用电，二是可以利用峰谷电价差来实现降电费。”高洪达说。

　　在分布式能源应用方面，江苏宇能精科光电新能源集团有限公司总经理王金良亦提出，风、光、储为一体的模块化能源系统亦有望作为5G基站用能解决方案之一。

　　“这种模式在白天可利用太阳能电池组方阵和低速风机发电，多余电量通过电池组等储能手段储存起来，可对基站能源系统，甚至电网系统进行削峰填谷。经自测，这种模式可使基站综合成本降低15%以上。”他告诉记者。（■本报实习记者 齐琛冏）