专家意见 | “双碳”目标下，5G基站如何实现节能减排？

2022-11-10

中国铁塔数据显示，中国在建5G基站超过84万个，5G用户数已超过4.5亿，足以说明中国5G产业正在进入爆发期。

相应地，5G基站的能耗问题也受到了社会的广泛关注。中国铁塔数据显示，平均每个5G基站每天耗电量约65度电，电价约1元/度电。如果以70万个5G基站计算，三大运营商每年需要支付166亿元的电费。

据悉，到2023年，5G基站用电量预计占社会用电量的1.3%，到2026年5G能耗管理，5G基站用电量将上升到全社会用电量的2.1%。整个社会。预计5G网络建成后，全网每年的电费成本将达到120-1400亿元。

由此看来，运营商每年都要付出巨大的成本，而这种高能耗也给节能减排带来了压力。从实践上讲，由于5G正在成为比公路和铁路更重要的社会基础设施，承载着数字经济的整个社会运行，提高能源消费比重是必然和合理的。但也需要多维度、多场景推动提效降耗，这不仅有利于碳中和目标的实现，也有利于运营商利润的提升。

在国家“双碳”目标下，5G基站节能减排显得更加紧迫。那么，5G基站应该如何降低能耗呢？

首先，对于所有基站来说，要根据实际情况调整运行状态，对基站的运行进行智能管理，从而达到节能目标。

据介绍，洛阳联通结合基站设备负载和功耗对比数据，充分挖掘5G基站设备潜力，并根据洛阳目前5G用户分布和终端使用情况，推出三种不同的基站射频单元设备（ AAU），并在不同时间间隔开启空载状态下的深度睡眠功能，从而实现对基站设备进行智能能耗管控的目的。

华为在新机柜中配置了全链路智能。简单的理解是，华为已经将所有设备都连接上了智能交换机。当没有业务运行时，设备可以休眠。而且，智能开关替代了传统的人工运维，降低了运维成本。约75%的运维成本。

根据波士顿咨询集团的研究，到 2030 年，人工智能应用预计将减少全球二氧化碳排放量 2.6-53 亿吨，占减排总量的 5-10%，创造 1.3-2.6 万亿美元的价值美元为企业。从这个角度来看，5G基站的管理也应该更多地依靠人工智能技术来实现节能减排。

二是基站设计不断完善，采用更先进、更节能的芯片和算法来降低功耗，从而从根本上降低5G基站的功耗。

爱立信开发了一种潮汐功放技术，可以动态调节PA电压，提高PA的效率。爱立信的潮汐功放技术在有业务时通过硬件算法实时自动优化功耗，在不影响性能的情况下动态优化功耗。实验结果表明，在典型业务负载下，爱立信研发的潮汐功放技术可将基站射频单元功耗降低20%，基站整体功耗降低15%左右。

在浙江，华为与中国铁塔浙江分公司开展了一站式、一站式试点。双方开发了一款自然冷却6KW刀片电源和一款50Ah刀片锂电池，相当于3个传统电源。优点是一个杆站的能力可以对准一个柜子。站，集2G、3G、4G、5G于一体。从实测结果来看，单个5G系统每年可节电4000度电，每个5G基站每年可节省电费5200元，降低功耗约17%。

中兴通讯自研的7nm芯片将基站设备体积缩小至18升，重量也减少了近一半，仅20公斤，功耗也随着体积的增加而降低。诺基亚贝尔还采用了载波自动关闭、5G天线角度自动调整、智能开关等节能方案。

第三，由于空调耗电量占5G基站耗电量的近一半，通过自然冷却技术研究空调耗电量也很重要。据相关媒体报道，北京移动启动部分基站空调设备智能控制系统改造项目，有效缩短空调运行时间，减少压缩机停机次数，节电近100万元每个月的账单。

最后，节能减排不仅仅是运营商、设备制造商、铁塔企业的事情，更需要用户的配合和响应。未来有可能引导用户过上低碳生活，合理利用互联网资源，甚至通过资费套餐的设计，将碳中和的理念融入产品和服务中，从而形成一个整体的生态节能和减排。