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能耗是同站4G基站的3-5倍，如果实现5G全覆盖，运营商的电费或将增加数百亿元

如何打破5G基站高能耗瓶颈

4月7日，随着用户马女士在北京联通西单营业厅完成5G套餐，北京联通5G用户

数量已达100万，标志着北京成为中国联通首个5G用户突破100万的城市。随着5G

大规模商用基础逐渐逼近，作为新基建的重要领域，5G基站将掀起更大的建设热潮。与此同时，大量5G基站的运行带来的能源需求激增，成为不可忽视的日益棘手的问题。

业内人士告诉记者，5G基站的能耗是同站4G基站的3-5倍。基站的巨大能耗意味着运营商的用电成本增加，也会给当地电网造成巨大的供电压力，从而影响基站用电的可靠性，因此被视为5G大规模商用的“路障”。那么如何打破5G基站高能耗的瓶颈呢？为此，记者进行了研究和采访。

高能耗阻碍5G大规模商用

工业和信息化部近日发文称，将稳步推进5G网络建设，重点推进自主5G网络建设。同时，不少省市也相继明确了2020年5G基站建设规划。

“今年以来，随着中央有关部门反复提到要加强新基建建设提速，5G建设提速明显加快。在此背景下，5G基站设备的功耗成为摆在运营商面前的严峻挑战。如果不能有效解决功耗问题，5G商业模式和需求尚不明确，其落地推广和长远发展必然受到影响。“国网能源研究院研究员高宏达告诉记者。

李春元副总经理还向记者介绍，近年来，基站呈现出从宏站到机柜集成柜基站建设的趋势，集成机柜占比逐年增加，使得对功耗控制的要求更高。

“5G基站的节能已成为当务之急。李春元直言，5G基站能耗是同站4G基站能耗的3-5倍。例如，一个4G基站消耗约1kW，同类型5G基站消耗高达3-5kW。从比例上看，5G基站主设备全年平均功耗占比60%左右基站能耗管理，空调设备用电量占比40%左右，不同季节空调设备功耗差异较大。

增加的电力消耗也意味着双倍的电费。以四川省为例，2019年建成5G基站超过10，000个，预计今年将建设超过34，000个。

“电费单

四川省的基站每年约10亿元，如果实现5G全覆盖，电费可能会上涨两到三倍，达到30亿元左右的数量级。李纯元给记者做了初步的计算。

公开数据显示，2018年，国内三大通信运营商基站累计耗电量约270亿千瓦时，总电费约240亿元。电费约占运营商网络维护成本的20%。显然，功耗问题已经成为运营商5G网络投资绕不开的“门槛”。

系统节能需要“软硬件结合”

“5G基站节能是一个系统工程。”李春元曾被授予通信行业节能减排全国先进个人，谈到降低基站能耗时，他告诉记者，这不仅是基站运营商单方面努力实现的，相关设备厂商也应该共同参与。

他特别介绍，从铁塔企业的角度看，为了降低能耗，5G基站选址会考虑非阳光直射区域，“根据我们的经验，较高的热辐射会导致基站能耗大，差距甚至可能高达20%左右。"

目前，5G基站已经推出了许多节能措施，包括使用通风功能的智能空调，以及在机柜上应用防辐射涂层和建筑遮阳篷，以大大减少外部温度传导。

特别是在通信主设备层面，

已经实现了根据用户行为智能设置梯度功耗，“早期主要设备的功耗较高，厂商通过不断的算法改进和硬件优化，将4G基站的功耗降低到三倍左右的水平。他说。

在空调等配套设备方面，相关的节能措施也是设备+控制的“软硬件结合”。“除了更换旧的大功率空调设备外，更重要的是在软件层面对空调进行精确控制。李春元告诉记者，目前铁塔公司已在全国范围内采用空调设备进行精细化监控管理，并根据外界温度智能控制开关时间和功率，达到节约用电的目的。

强化顶层设计综合政策“解决5G基站的

能耗问题，应该更多地从降低社会总成本、节约社会总资源的角度来考虑，这就需要进一步加强5G基站建设的顶层设计和多种手段的使用。高宏达强调。

受访专家均认为，除了在技术层面积极开展现有基站能耗系统的节能降耗外，还需要在供电方式、备用电源技术、分布式能源的拓展应用等方面做文章。

记者了解到，目前，5G基站从供电模式向直供电模式转变已成为一致举措。3月24日，工信部印发《关于加快发展5G的通知》，指出支持基础电信企业加强与电力企业的对接，对符合条件的基站、机房等配套设施，加快由电力转电向直供电转型。截至目前，广东、河北、福建、海南、青海等地政府已出台相关政策，出台5G基站转供电转为直接供电、直接电补贴等措施。

所谓直接供电，是指供电部门除自供电外，直接供电。电力传输是指公共电网尚未到达的区域，在该地区有供电能力的直供电用户同意将供电电力移交给其附近的用户;或因设计施工原因，供电企业不能直接向户供电，供电由工业园区、综合体、住宅物业、办公楼等自用配电设施转移。

“在没有补贴的情况下，直接供电的价格比转换电力的价格低20%左右。目前，四川省约70%的基站已转为直供电，这是大势所趋。“李春元告诉记者。

在高宏达看来，5G基站从开关供电向直接供电的转变也有助于提高电网供电的可靠性，而电费的下降无疑有助于提升基站建设的积极性。

在备用电源方面，据介绍，最新的5G基站开关电源具有调峰补谷功能，通过更换开关电源和电池，谷价电在夜间存储，在高峰时段释放，从而进一步降低用电成本。

“备用电池是基站的必需品，一个是应急用电，一个是利用峰谷电价差降低电费。”高宏达说。

在分布式能源应用方面，王金良总经理也提出，集风能、太阳能和储能于一体的模块化能源系统也有望成为5G基站的能源解决方案之一。

“这种模式可以在白天利用太阳能电池阵列和低速风力发电机组发电，多余的电力通过电池组等储能手段储存起来，可以在基站能源系统乃至电网系统中剃峰填满低谷。”自测后，该模式可使基站综合成本降低15%以上。他告诉记者。