绿色数字基建方兴未艾

文章编号：555 / 更新时间：2024-03-14 09:00:16 / 浏览：次

数字化、智能化是信息技术的主流，随着低碳化需求的增强，信息技术的绿色化成为并列于数字化、智能化的第三大趋势。数字化、智能化推动的数字新基建方兴未艾，绿色化、低碳化则要求信息基础设备能耗持续降低、碳排放得到控制，因此绿色新基建的市场需求在“双碳”风口中放大。

刚刚过去的6月15日是中国第十个低碳日，在政府持续推动之下，一批节能降耗、低碳绿色的技术、方案在5G网络、数据中心落地实施，绿色化发展从国家战略方针具化为每个建设方案的具体实现中。

在每个基站方案中降能耗 绿色数字基建方兴未艾

为了降低能耗，作为5G建设的主力军，各地运营商结合技术发展和地方特点，采用了组合技术。

中国移动西藏公司在中国移动集团中并不是大的省级分公司，自成立以来累计建设基站站点11654个，但西藏公司的“绿色行动计划”成效显著，这些站点主要供电方式有纯市电、市电太阳能、纯太阳能及太阳能风能四种供电方式，其中太阳能供电站有4075个，占比34.97%。

按照建站平均成本测算，除了维护成本外，太阳能基站相对市电基站每年节省电费11957.4元。单站每年节约用电1.31万千瓦时，折合1.62吨标准煤，减少碳排放8.02吨，这在西藏地区具有重要意义。

据重庆联通相关负责人介绍，重庆联通在保障网络质量的前提下，通过在4G/5G网络上应用智能协同深度休眠、智能符号关断、智能通道关断、智能载波关断等节能技术，使网络闲时节能率达到44%。经估算，日均可节省电量约7.3万千瓦时，全天节能效率达到29%。

中国联通总结出了设备、站点、网络“三位一体”的绿色节能理念。在设备层面，积极引入大带宽和多天线等技术，5G设备集成度和能效逐步提升；在站点层面，通过共建共享、机房集中化、站点室外化部署，充分利用自然冷源，降低空调能耗，大幅提升站点效率；在网络层面，采用人工智能算法预测基站流量趋势，从时域、频域、空域、功率域等维度自动寻优关断部分有源器件。“未来，我们将引入智能引擎和网元智能化，实现‘业务智营、网络智优、运维智简’的‘自智’网络，不断推动5G网络绿色低碳化发展。”中国联通5G共建共享工作组组长苗守野说。

为控制5G基站能耗快速增长，中国电信加快自主创新与产研协作，通过部署极简站点，以杆替柜、以柜替房实现电费下降30%、减少碳排放20%；通过自研5GBBU竖插机框，充分运用空气力学原理，大幅降低设备和空调能耗；通过试点5GBBU液冷系统，大幅降低了BBU制冷能耗，机房PUE降至1.1以下。中国电信还公布到“十四五”期末，实现单位电信业务总量综合能耗和单位电信业务总量碳排放下降23%以上。“十四五”期间，实现4G/5G网络共建共享节电量超过450亿度千瓦时，新建5G基站节电比例不低于20%。

此外，提高每瓦特传送的比特量，即提高能源利用效率，也是5G兼顾设备高性能和低碳的必要手段，华为的“高密度”基站可以因为射频单元的集成获得30%以上的节能收益。在中兴通讯看来，绿色5G包含两个方面：一方面是网络本身碳排放的持续降低，构建一张具有极致能效比的低碳5G网络；另一方面，是充分利用5G网络，结合赋能平台与行业组件，赋能千行百业数字化转型，在提高经营生产效率的同时节能减排。

数据中心向全周期低碳化发展

东数西算国家工程除了要解决如何均衡东西部的算力问题，更要解决能源的利用率问题。智能化、数字化大潮与低碳化要求相遇，必然会让具有强烈增长意愿的数据中心拒绝野蛮生长，走综合考虑数据中心的使用效率和用能效率的绿色之路。

据测算，未来5年全球算力的复合增长率将超过50%，2026年的算力会比今天增长10倍以上。目前在20多个城市建设的人工智能计算中心，都是处于上线即饱和的状态，AI的发展对算力的需求更高。

那么，数据中心减排的压力有多大？

清华大学能源互联网研究院常务副院长高文胜说，我国IDC发展速度很快，平均每年新增40%，其中新建的数据中心占新增规模的70%。相应的能源消耗也在攀升，能源支出占数据中心运营支出的95%。数据中心的用电量占全社会的用电量快速增长，2020年为2.75%，预计到2025年将达到4.05%。数据中心的未来发展将严重受限于其功耗预算和碳排放配额。

受碳减排压力，数据中心未来发展更倾向做全生命周期的低碳管理。

华为技术有限公司高级副总裁、华为数据中心能源军团CEO杨友桂认为，未来数据中心将从唯PUE论走向包含PUE（用电效率）、CUE（环保效率）、GUE（土地效率）、WUE（用水效率）在内的多维评价体系。

在数据中心的制冷方面，应尽可能多地利用自然冷源，减少电损耗。目前比较广泛采用的是间接蒸发冷水系统、自然冷源、湖水制冷、水冷离心式空调系统、中水循环技术、间接蒸发冷却技术。中国电信在海南与海兰信合作开发的海底数据中心项目，将数据舱安放在海底，利用海水资源进行冷却，单舱PUE测试值低于1.1，空调系统全年海水自然冷却，整个系统几乎无淡水资源消耗，年WUE为0。

但在西部，特别是水资源不丰富的地方如内蒙古乌兰察布盟，全年平均气温低、经常有大风，可以推进“风进水退”，用风制冷。此外，近端制冷、液冷也会成为主流的制冷方式，风冷、液冷并存将是常态。

全生命周期管理需要考虑如何提高数据中心的上架率，上架率超过50%以上，数据中心会获得更好的PUE。此外，数据中心所用材料需要更加环保，数据中心产生的余热也可以回收利用。

数字基建绿色化要求更高

数字经济占GDP比重逐年上升，2020年占比已经达到36%，预计到2025年将占GDP总值的半壁江山。

支撑数字经济发展的是庞大的信息基础设施，而且自2020年开始，我国开始启动以5G、大数据中心、人工智能、工业互联网等为核心的数字新基建，带动5G基站建设总量、数据中心机架建设总量快速增长。截至今年6月，最新的数据是，5G基站已经建设了161.5万个。可以看到，自2020年到2022年，我国5G基站每年新增约65万站。

中国信通院《数据中心白皮书2022》显示，按照标准机架2.5kW统计，截至2021年年底，我国在用数据中心机架规模达到520万架，近5年年复合增长率超过30%。受东数西算、一体化大数据算力网络项目的推动，新型数据中心将有新一轮的建设。

2021年10月，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》。国家发展改革委、国家能源局等五部门也联合印发了《关于严格能效约束推动重点领域节能降碳的若干意见》，其中要求新建大型、超大型数据中心电能利用效率不超过1.3；到2025年，数据中心电能利用效率普遍不超过1.5。