“双碳”目标下移动通信基站的节能减排措施研究.pdf

2023 年 7 月野双碳冶目标下移动通信基站的节能减排措施研究何春霞（中国联合网络通信有限公司广州市分公司，广东 广州 510630）【摘要】随着移动通信网络规模以及无线信号覆盖范围的不断扩大袁移动通信基站的能耗日益增加袁对社会的可持续发展造成了严重影响遥为有效降低基站能耗袁基于野双碳冶目标探讨移动通信基站节能减排的重要性袁分析移动通信基站节能减排的现状袁并在此基础上提出移动通信基站节能减排的有效措施袁以期为相关人员提供参考遥【关键词】野双碳冶目标曰移动通信基站曰节能减排【中图分类号】TN929【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2023）07-0178-030 引言随着 5G 通信技术的快速发展，移动通信基站数量持续增加，基站能耗也随之快速增长，运营商面临着巨大的压力。我国“十四五”规划和 2035 年远景目标提出，要坚持节约优先、保护优先、自然恢复为主的方针，大力推动绿色发展，努力实现经济社会发展全面绿色转型，为实现“双碳”提供有力支撑。基站作为移动通信网络的核心基础设施，其能耗在移动通信网络整体能耗中的占比较大，因此，科学控制移动通信基站能耗，不仅是各行业关注的焦点，也是国家政策支持的重点1。1 野双碳冶目标下移动通信基站节能减排的重要性1.1 节能减排是移动通信基站高质量发展的必由之路中国联通作为行业创新引领者，一直高度重视节能减排工作，积极推进绿色低碳技术创新，不断提升绿色节能水平。中国联通积极响应国家“双碳”行动的号召，在通信行业率先开展移动通信基站节能减排研究。2022 年 5 月，中国联通发布的 中国联通5G 智能节能技术白皮书 指出，基站用电、用水是造成移动通信网络能耗污染的两大重要因素，随着 5G网络建设规模的扩大，5G 网络能耗与碳排放仍将持续快速增长，成为通信行业节能降碳的难点。在国家“双碳”战略的大背景下，整合行业力量，持续推动5G 网络节能技术的发展，大幅提升 5G 网络能效水平，以促进未来移动通信基站高质量发展。1.2 节能减排是通信行业实现野双碳冶目标的重要抓手为实现“双碳”目标，中国联通以节能减排为抓手，不断加强节能减排的研究和技术创新，优化网络架构，推动节能减排技术的落地应用2。主要措施如下：淤从全行业层面来看，中国联通将大力推进移动通信基站节能减排，实施绿色电源、绿色能源等工程，逐步实现基站供电从以电为主向以电为中心的转变；推进分布式电源建设，推动 5G 基站光伏、储能、风电等新能源的应用；推动节能技术在通信行业的应用，积极开展通信设备能效评估及优化工作；研究节能减排新模式，探索 5G 基站分布式储能等新型节能技术在通信行业的应用。于从产业链层面来看，中国联通将在产业合作伙伴的支持下，积极参与国际标准制定，推动产业链上下游合作伙伴共同完善移动通信基站绿色低碳技术体系，共同开发低成本、可持续的基站设备和解决方案，打造节能减排生态圈。2 野双碳冶目标下移动通信基站节能减排的现状2.1 绿色低碳技术及产品的应用水平低绿色低碳技术及产品的应用水平低是我国通信行业面临的主要问题。传统的移动通信基站主要依赖非可再生电力资源，而将可再生能源、节能散热系统等绿色低碳技术引入基站运行中的案例较少。这主要是因为多数研究和资本投入侧重于提升通信速率、扩大覆盖范围和增加用户容量等方面，而环境因素常被边缘化。尽管市场上存在一些绿色低碳技术及产品，但由于成本高昂、推广难度大以及改造现有基础设施所需的时间长和成本高等，这些绿色低碳技术及产品在实际应用中的普及率并不高。同时，在绿色低碳技术及产品研发方面，缺乏有效的产业政策、激励政策和评价机制，导致企业经济压力大，研发动力不足，同时缺乏将绿色低碳作为优先发展方向的意识，不利于移动通信基站节能减排目标的实现。2.2 基站运维水平不高袁缺乏专业人才（1）基站运维人员技能不足。目前，我国基站运维人员平均学历为本科，但其实际技能水平并不能满足移动通信基站节能减排的要求。据调研，部分基专题综述1782023 年 7 月站运维人员对 5G 网络设备的配置、运行维护和故障处理等方面的知识了解有限，存在设备配置不合理等问题，导致大量节能减排措施无法落实。（2）专业技术人员稀缺。在运行维护移动通信基站的过程中，不仅需要传统通信技术的专家，还需要具备环境工程、能源管理等多领域交叉知识的人才。这些人才能够更加准确地诊断基站的能效问题，优化运行参数，从而节约电力能源和减少。虽然目前多数企业投入较多资金进行绿色低碳的改造，但常因执行力不足而收效甚微。这种现状不仅提高了国家实现“双碳”目标的难度，也对通信行业和整个社会的可持续发展构成潜在威胁。2.3 节能减排政策制度有待完善虽然在顶层设计层面，国家和通信行业都已经出台了诸多政策，但是从实际执行情况来看，仍然存在较多的问题。首先在移动通信基站节能减排方面，部分政策仅强调要减少能耗和碳排放，却没有给出具体的、可操作的技术指标和实施路径，导致企业和运营商在执行过程中缺乏明确方向和可依循的标准。其次，现行政策多缺乏有效的监管机制和惩罚措施，容易降低执行效果，从而影响移动通信基站在实际运行中的节能减排效果。最后，我国目前尚未形成移动通信基站节能减排评价标准，在评价指标（如基站能耗）方面缺乏科学的衡量依据，容易造成评估结果的偏差。2.4 基站运行效率低基站运行效率低的主要原因如下：淤设备老化。部分地区由于缺乏资金和技术支持，基站设备已经落后和老化，导致电力转换效率降低，从而增加电力消耗和碳排放。于能源管理机制不合理。缺乏科学的能源管理机制，会导致非高峰时段可能出现全功率运行的情况，进而造成极大的能源浪费。盂基站部署不科学。部分地区移动通信基站，数量多且基站分布过于密集，导致单个基站设备的负载能力有限，在其他条件不变的情况下，这些设备会出现闲置的情况。若某一地区站点数量较多，而基站负荷较低，也可能导致该地区部分站点出现设备闲置的情况。另外，由于不同地区移动通信基站建设标准和规范存在一定差异，且部分地区无固定覆盖需求较小，也会造成该地区部分站点存在设备闲置的情况。因此，需要对不同地区移动通信基站运行效率进行对比分析，寻找其中存在的节能优化空间。总而言之，基站运行效率低不仅会给环境带来不必要的影响，提高实现“双碳”目标的复杂性和难度，还会提高整体运营成本，降低通信质量，如导致信号不稳定或掉线，从而影响用户体验。3 野双碳冶目标下移动通信基站节能减排的有效措施3.1 加强基站建设在“双碳”目标下，我国需要加大对移动通信基站的建设力度，推动移动通信网络的建设。在基站建设过程中，需要科学规划和部署基站，并根据实际情况选择合适的节能减排设备。同时，需要加强对移动通信网络的规划和设计工作，以推动节能减排工作的有效开展；加强对基站设备的维护和检修工作；加强对基站建设质量、运行状态和维护情况等方面的评估和管理工作。3.2 落实区域优化计划袁更新老旧基站在移动通信基站节能减排工作中，落实区域优化计划和更新老旧基站是两个重要的方向。（1）区域优化计划是指根据各地区的网络流量、能耗和设备使用状况，进行精细化的区域规划。可以运用先进的网络规划和优化工具以及大数据分析方法，精确诊断网络中的能耗“热点”和“冷点”，并据此对基站布局和资源分配进行合理调整。例如，对于流量密集区域，可以考虑部署更高效的基站，或者使用更先进的天线和放大器技术，以提高区域的整体能效；而对于流量稀疏区域，则可以通过合并或关闭一些低效基站来减少能耗。（2）对于更新老旧基站而言，首先在硬件方面，老旧基站通常使用过时的电子元件和散热系统，其能效通常远低于新型基站。可以通过替换更高效的电源模块、使用更先进的冷却系统或更节能的传输和接收设备，来显著提升老旧基站的能效。其次在软件方面，通过更新基站管理和运营系统，以及运用最新的能源管理算法和策略，进一步提高基站的运行效率，确保能在实际操作中达到预期的节能减排效果，进而助力实现“双碳”目标。3.3 培养专业的基站运维人员基站运维内容涉及日常的设备检查和故障排除，以及对能源管理系统、散热设备等的周期性维护和校准。例如，通过定期的性能测试和数据分析，准确诊断基站可能存在的能效问题，然后针对这些问题进行优化调整。基于此，基站运维人员不仅需要具备深厚的电子工程和通信技术基础，还需熟悉节能减排的相关理论和技术应用。因此，企业需要积极开展相关培训工作，提升基站运维人员的运维能力，不断扩充和定期更新其专业知识储备。企业可与教育机构进行合作，开发有针对性的培训课程和认证体系。例如，制定一系列与节能减排相关的培训标准和专题综述1792023 年 7 月考核机制，通过专业课程、工作坊、实地操作等多种方式，对基站运维人员进行全面系统的培训，巩固其专业知识，不断提高基站运维人员的实操能力和技术应用能力。3.4 优化电源系统设计在移动通信基站节能减排工作中，优化电源系统设计是一项重要的工作内容。首先，应结合实际情况，从节能减排、绿色环保、安全性等方面进行考虑，选择合适的电源系统。其次，需要对电源系统进行科学管理。在优化电源系统设计中，要加强对电源设备的管理和控制，明确移动通信基站的用电情况，然后根据用电情况来选择合适的供电设备。在进行供电设计时，应从能源消耗和环境保护方面出发，科学选取电源设备，并适当调整电源设备的输出功率。电源设备的功率应该与移动通信基站的实际负荷相匹配，并做好日常维护和保养工作，加强对电源设备的管理3。3.5 提升设备能效影响移动通信基站能效的因素包括设备能耗和通信能耗。设备能耗主要包括发电、输电、配电等环节的能耗，其中，发电环节能耗占设备整体能耗的85%以上。因此，为了降低移动通信基站的整体能耗，需要对设备进行节能改造。移动通信基站一般采用蓄电池供电，蓄电池在使用过程中会产生大量的热量，容易发热和造成损坏。可以通过在基站内加装冷却装置、控制基站内部温度等方式来防止蓄电池发热和损坏。同时，可以通过优化设备布局、使用新能源等方式来提升设备能效4。3.6 加强研发创新袁提升技术普及率加强绿色低碳技术的研发创新和普及是移动通信基站节能减排工作中不可或缺的环节。首先通过硬件的更新换代、软件算法和能源管理系统的改进，加强研发创新。在硬件方面，通过引入高频宽功率放大器和新型的散热材料，研发更加高效的电源转换器和低功耗放大器，进一步提升设备的整体能效。在软件算法方面，应用机器学习技术进行数据分析和预测，以自动调整基站的运行状态，有助于降低功耗和提高能效。在能源管理系统的改进方面，可应用先进的传感器和控制单元，以实现更加精细化的能量调度和监控5。其次，通过解决经济和可行性的问题，加强设备供应商、基站运营商、政府部门各方的合作，提升技术普及率。例如，政府可以通过提供税收优惠或研发补贴，激励企业加大绿色低碳技术的研发和应用力度。又如，制定和推广行业标准，建立一套通用的能效评估体系，使各方在同一标准下进行技术开发和应用，进而提升技术普及率。3.7 完善政策法规袁加强监管执行首先，政府和相关行业组织需要针对移动通信基站的能耗和排放问题，出台一系列具体、可执行的标准和指导方针。同时，通过制定相应的环境评估准则，要求基站在建设和运营过程中必须符合特定的环境保护标准。这些政策和法规不仅为移动通信基站节能减排工作提供了明确的操作指南，也为后续的监管工作奠定了基础。其次，加强监管执行是实现“双碳”目标的重要环节。在执行过程中，除了依法对不符合标准的移动通信基站进行处罚之外，还需要建立完善的监测和数据分析系统，以实时监控基站的运行状况。可以通过安装高精度的能耗监测设备，实时收集基站的能耗数据，然后通过大数据和云计算等技术，对这些数据进行深入分析，以发现可能存在的问题并及时采取解决措施。最后，监管部门可以与基站运营商和设备供应商建立定期沟通机制，以确保各方都能在明确的法规和政策框架下进行合作，共同推动移动通信基站的节能减排工作。4 结语在移动通信网络中，基站能耗的占比很大，因此，做好基站节能减排工作对移动通信网络的可持续发展具有重大意义。针对不同类型的基站，可结合实际情况，选择合适的节能减排技术。未来，随着 5G网络建设的不断推进，对节能减排技术的需求也会越来越大。通信行业需要深入思考如何提高基站的能效，探索更加科学高效的节能减排技术。在基站建设过程中，需要因地制宜地设计相关建设方案，充分利用现有资源降低基站能耗，为实现“双碳”目标做出应有贡献。参考文献1 安涛，何明宪.双碳目标达成与移动通信基站节能减排技术的探索J.移动通信，2022，46（3）：93-98，102.2 官磊，丁洋，李锐杰，等.面向“双碳”的 5G 网络节能技术J.电信科学，2022，38（4）：167-174.3 宋嘉皓，郑骏文，胡涛.通信站点光储融合节能降碳技术研究J.通信电源技术，2022，39（19）：182-191.4 严国军，黄显良，段春旭.基站新型多系统协同供备电设计分析及应用J.通信电源技术，2021，38（17）：26-30，35.5 赵涵，郭云峥，李奥，等.5G 基站配套节能技术研究J.通信电源技术，2021，38（14）：84-86，99.作者简介院何春霞（1978），女，汉族，四川遂宁人，本科，高级工程师，主要从事无线网络规划优化工作。专题综述180