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新基建和绿色低碳:不是“对手”是“朋友”

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国发展改革报 发布时间:2022-01-24 浏览:

中国储能网讯:数字技术与电力、工业、建筑、交通等重点碳排放领域深度融合,减少能源与资源消耗。图为基于5G网络传输条件下的巡检机器人在青海-河南±800千伏特高压直流输电工程豫南换流变电站内巡检。新华社

本报记者 | 崔立勇

“5G和大数据中心是这次新加上去的。”一位能源领域的专家告诉本报记者。

专家所说的“新加”是指,从“十一五”开始,工业、建筑的节能一直被反复强调,“十四五”规划和2035年远景目标纲要则增加了对5G和大数据中心的相关表述。第三十九章《加快发展方式绿色转型》指出:“坚持节能优先方针,深化工业、建筑、交通等领域和公共机构节能,推动5G、大数据中心等新兴领域能效提升。”

一边是加速建设蓬勃发展,一边是碳达峰碳中和目标下的节能减排要求,5G和大数据中心的绿色低碳发展成了绕不开的焦点和重点。

迫在眉睫,要建更要减碳

这位专家分析,我国提出二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值、努力争取2060年前实现碳中和的宏伟目标,在实现过程中,和长期被深入研究的工业、建筑等不同,究竟哪些领域是近年来新冒出来的碳排放大户备受关注,而5G和大数据中心正是其中的关键领域,相关产业的节能降耗至关重要。

2021年10月发布的《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出:“提升数据中心、新型通信等信息化基础设施能效水平。”

事实上,5G和大数据中心被强大的发展动力和紧迫的减碳压力所包围。国家发展改革委2022年1月的公开资料显示,“适度超前部署新型基础设施建设,夯实数字经济发展基础”,“要完善信息基础设施建设,推进光纤网络扩容提速、5G商用部署和规模应用,构建一体化大数据中心体系,抓紧在全国建设10个左右数据中心集群”。

“随着数字产业化和产业数字化的迅猛发展,数据中心未来10年还将保持过去几年的较快增长,5G基站的建设预计在2025~2030年间达到高峰。”这位专家估算,届时数据中心的总电耗较目前增长2~3倍,5G基站的总电耗将扩大7~10倍。

中国工程院院士吴锋此前预测,2026年我国三大电信运营商的通信设备全部升级为5G后,电力消耗将会达到全国总用电量的2.1%,高于数据中心2%左右的耗电量水平。2020年,我国全社会用电量为7.51万亿千瓦时,即使是一个百分点,也意味着惊人的电量。

一位电力企业的技术带头人告诉本报记者,以5G和大数据中心为代表的新基建作为耗能大户,减碳任务迫在眉睫。

创新,减排还靠创新

5G和大数据中心在中国高速前行,数字生产力正在提升经济发展整体效能。

“4G改变生活,5G改变世界。”华为无线网络产品线SRAN领域副总裁段浩告诉本报记者,5G发展势不可挡,截至目前,全球建设基站超过190万座,中国近140万座基站,全球6.4亿5G用户,中国就占5亿,5G正在给生产和生活方式带来巨大改变。

面对“双碳”目标,如何在快速奔跑中调整呼吸?中国企业坚持绿色发展理念,用科技创新打出一套减碳“组合拳”。

在段浩看来,2030年5G有望“联接万物”,5G流量将达2020年的百倍量级。与此同时,必须构建绿色系统,“要避免5G网络能耗随着流量线性倍增”。

段浩告诉本报记者,华为通过设备高集成化、站点极简化、网络智能化、全生命周期环保化“四化”构建绿色5G网络。他举例说,一天24小时中,业务有闲时忙时之分,能效也有高低之差。软件节能可以在闲时休眠相应的资源,包括载波、通道、符号以及调整发射功率等。但一直以来,运营商“想用”节能软件降低网络能耗,但又因为担心关闭网络资源对网络性能产生影响而“不敢用”。华为的网络智能化技术进行AI话务预测、AI KPI寻优、AI节能寻优、AI节能效果预测。在话务突增时,对休眠资源及时唤醒。网络性能需求发生变化,及时变更休眠策略,这样最大化节能收益,保障网络性能。

“用新技术把设备做得越来越小,越来越集中化。”段浩介绍,5G站点能耗主要来源于空调等外设设备,华为通过站点极简化,实现机房集中化、站点室外化部署,减少空调使用并补充以液冷等高效散热技术,实现站点能耗降低30%。

值得注意的是,“极简”是华为在5G和数据中心共同的低碳选择。“只有把数据中心建设得更加简单、更加高效、更加低碳、更加智能,才能实现数据中心可持续发展。”华为数字能源中国区副总裁、华为数据中心能源军团中国区CEO胡春池告诉本报记者。

胡春池表示,传统的数据中心是个复杂的系统,华为极简数据中心解决方案实现了基于架构、温控、供电和营维四个维度的“重构”,打造不一样的下一代数据中心。

据介绍,传统的数据中心建设要经历“先盖房子、后做装修、采购部件、设备入场、现场集成”这一繁琐而耗时的过程,建设普遍长达20个月以上,且实际PUE(电能利用效率)难以达到预期。华为改用全模块化、全预制化的解决方案,将数据中心建设周期缩短至6个月,保障实际PUE与初期设计一致。

在广东深圳,千柜数据中心已实现6个月完成交付,乐高式的设计按需而建,进一步实现垂直弹性扩容,初始投资下降40%。在广东省第二人民医院,采用华为的技术进行智能化改造后,PUE从2.0降低至1.5以下,数据中心每天节省的电量相当于一个普通病房两年的用电量。

企业的实践印证了中国工程院院士邬贺铨日前接受媒体采访时所说——“要着力降低信息技术产业自身的能耗,包括5G能耗以及数据中心能耗,着重通过科技创新实现自身节能减排。”

一位长期研究气候变化的专家告诉本报记者,全球多个领域的知名企业和金融机构在碳达峰碳中和领域都在积极行动,特别是有影响力和社会责任感的成为创新先锋。“企业自身激励非常重要。”这位专家表示。

一业带百业,算一笔大账

新基建的减碳,是大事也要算大账。例如,传统的数据中心机房UPS采用铅酸电池,体积大,重量重,寿命短。改用智能锂电,能量密度一下子提升3倍,循环充放电次数增加10倍,节省70%的空间资源,带来的碳减排量不言而喻。

对于新基建的减碳,段浩关注“能耗”,更看重“能效”。他向本报记者解释,能效兼顾性能与节能,是度量绿色移动网络的“标尺”,华为一直致力于使用更少的能量来传递、处理和存储更多的信息。以5G为例,每比特能耗大约只有4G的1/10,但可以提供30倍的4G容量。

2021年12月,国家发展改革委、中央网信办、工业和信息化部、国家能源局联合印发《贯彻落实碳达峰碳中和目标要求推动数据中心和5G等新型基础设施绿色高质量发展实施方案》,提出提高算力能效、利用绿色能源,“在数据中心、5G实现绿色高质量发展基础上,全面支撑各行业特别是传统高耗能行业的数字化转型升级,助力实现碳达峰总体目标,为实现碳中和奠定坚实基础”。

不难看出,新基建是支撑经济社会发展的战略资源和公共基础设施。数据中心带来可观的能源消耗,但在数字化转型加速的大方向下,数据中心也是智能世界的底座。新基建不仅要算自身的节能降耗账,还要以更宏观的视野细算给经济社会发展带来的节能账和提效账。

全球移动通信系统协会(GSMA)发布的报告指出,在欧洲和北美,移动通信技术对社会节能减排的贡献在2019年达到1这意味着移动通信每消耗1度电,社会用电降低10度。这一比例2025年将达到120。

2021年7月,中国移动公布的碳达峰碳中和行动计划白皮书显示,“十三五”期间中国移动通过移动通信的建设跟各个行业的融合创新,助力社会碳减排量超过8亿吨。

2021年12月,中国信通院发布的《数字碳中和白皮书》指出,数字技术能够与电力、工业、建筑、交通等重点碳排放领域深度融合,减少能源与资源消耗,促进传统产业能源优化、成本优化、风险预知及决策控制,整体上实现节能降本增效提质。

数字化正成为我国实现“双碳”目标的重要路径。《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出:“推动互联网、大数据、人工智能、第五代移动通信(5G)等新兴技术与绿色低碳产业深度融合。”

“我们调研节能多年,现在要发现10%的节能幅度案例得用显微镜去找,但是数字化就可以释放这么大的潜力。”专家通过对一家企业的分析表示,数字化转型对企业的能效提升作用非常显著。

“一滴水不融入大海很容易干涸,华为希望和各个行业一起为中国实现双碳目标共同努力。”段浩表示,新基建要瞄准如何助力全行业节能减碳,支撑全社会绿色转型。(中国发展改革报社 记者 崔立勇)

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