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通信基站:节能减排需全程布控




 


 
基站不仅需要电能,还要占用机房和增加配套设施,如机房空调、电源等,后期还有产品的报废等问题。所以,真正意义上的绿色基站并不只是节约电能,而要把降低能耗、节省原材料、减少占地、节约成本等众多因素全面考虑在内。

基站已成耗能大户

在传统观念中,通信行业是典型的低耗能、高效率行业。事实也的确如此,对于每个单体基站来说,其所消耗的电能和产生的二氧化碳相比于钢铁和冶金等高耗能产业并不值得一提,但是随着我国3G建设速度的不断加快,基站数量正呈现几何基数增长。在3G建设之初,我国的移动通信基站总数只有40多万个,但是一年多之后,经过迅速补站,仅中国联通的基站总数就已经赶上中国移动GSM的基站总数,也达到30多万个。“我们在一年多内完成的TD基站建设总量超过了过去10年建设量的总和。”天津移动副总经理闫五四告诉《中国电子报》记者。中国电信市场部总监何志强用“每周7天、每天工作超过16个小时”向《中国电子报》记者形容了他和同事在刚接手网络那段时间的工作状态。
在三大运营商争分夺秒的建设下,基站数量在不断壮大的同时,也带来了越来越大的能耗。仅以目前应用最为广泛的GSM基站为例,据估算全国GSM载频数量超过270万个。一个典型的室内宏基站配置为12个载频,平均功耗为1600瓦,那么以22.5万台室内宏基站的数量计算,每年耗电量接近32亿千瓦时,以工业用电0.6元/千瓦时计算,仅基站电费就接近20亿元。而且基站用电除了主设备之外,在空调、变电、传输等方面也有巨大的能耗。
从整个移动通信网络设备的能源消耗分布来看,基站设备的能源消耗占到了90%%,其他设备,包括核心网和网络管理耗能不到10%%,所以基站节能是移动通信网络节能减排的关键。
“在整个移动网络,基站的数量和耗电占绝大部分,有效地选用高效节能的基站和站点整体解决方案可以直接降低网络能耗,促进节能减排。”爱立信无线产品部产品经理杨延兴告诉《中国电子报》记者。

全程控制是关键

在中兴TD产品总工程师柏燕民看来,基站不仅需要电能,还要占用机房、增加配套设施,如:机房空调、电源等,而且后期还有产品的报废利旧等问题。
对于全球大多数移动运营商而言,基站主设备只占站点一次性投资的30%%左右,剩下的成本则主要集中在站点配套、机房获取、传输设备、电源系统、天馈系统等,以及后续长期的运维成本上面。
爱立信的观点体现了能源优化的三个阶段,首先,布设网络时应尽可能减少设备站点,同时保持良好的覆盖范围、容量和质量。其次,加强对单个产品以及所有基站的能效优化,比如充分利用新一代小型高效基站、寿命更长的备用电源等。第三是合理使用太阳能、风能等清洁能源,特别是在电网不够可靠的地区。
所以,真正意义上的绿色并不只是节约电能,而是要把降低能耗、节省原材料、减少占地、节约成本等众多因素全部考虑在内。以TD-SCDMA基站为例,经过全面考虑的紧凑型基站就能够减少10%%的机房占地面积。
可以说,采用绿色基站产品进行3G网络建设仅是节能减排的第一步,为了让3G网络实现节能的最大化,要重视网络节能的全流程管理。这个流程包括、设计、研发、采购、生产以及运行和废旧物品利用等环节。
设计可以说是基站节能最为重要的环节,优秀的系统设计可以让基站实现50%%的节能。所以,现在移动通信运营商在对设备商进行招标的时候,并不仅仅关注产品的性能,还非常关注其网络优化、设计、咨询能力。现在主流通信设备制造商基本上都把网络优化纳入到自己的解决方案之中。
比如诺基亚西门子高效节能解决方案利用软件功能来扩大网络覆盖范围,从而可以最大限度地减少基站站点的数量。其网络规划产品支持客户在过去无法实现的位置建立新站点。中兴通讯提出了GreenSpeed解决方案,通过基于全寿命整体规划的一系列技术在确保基站覆盖和演进能力的前提下实现功耗大幅降低。
此外,基站空调这个经常被忽视的耗能大户也需要给予更多关注。诺基亚西门子大中华区总裁张志强表示:“从全球范围看,电信运营商的运营费用中有大约30%%的比例用于电费支出,而电费支出中,有50-60%%是基站空调的用电。”
在中国移动的电能消耗中,基站能耗约占73%%,而基站中约46%%的能耗是空调能耗。因此,“中国移动在节能减排工作中制定了以降低基站能耗为重点的战略。”在中国移动的基站空调联合研发会议上,中国移动计划部副总经理阎江告诉《中国电子报》记者,“预计增强型基站定制空调比传统的舒适型分体式空调节能35%%-45%%。”

新能源基站尚需时日

“替代能源基站可以帮助运营商为传统部署方式无法覆盖的区域提供通信设施,实现网络的真正无缝覆盖。随着无线基站节能技术的引入,基站对能源类型的依赖度越来越低,采用替代能源,无论是在经济上还是技术上都已更加可行。”上海贝尔移动解决方案管理部负责人刘泽告诉《中国电子报》记者。
不仅是上海贝尔,“诺基亚西门子已经和全球多个运营商就如何利用太阳能和风能展开合作。”张志强表示。
相对于传统基站,新能源基站具有众多优势。在偏远地区,特别是不具备传统电力供应安装条件的地区,如果仍然采用传统布站方式,不但成本高昂,而且工程周期也会很长。而采用替代能源基站,如风能、太阳能、燃料电池等,则可以实现快速部署,而且还可以从很大程度上降低网络部署的综合成本。
不过在现阶段,新能源基站发展所面临的首要问题就是初期投资过高。过高的初期投资在很大程度上影响着运营商的决策。而且在后期的维护上,运营商也需要针对新能源基站本身的特点实行一套有效的设计和维护方案,尤其是蓄电池问题需要重点关注。
杨延兴表示,为了获得足够的后备时间,使用者往往在太阳能风能系统中配备超出常规容量数倍的蓄电池,而且往往受成本限制采用普通的铅酸蓄电池,这样不仅缩短蓄电池寿命,增加更换次数,同时也带来了大量的污染和浪费。
在技术方面,新能源基站的部署涉及基站、传输、新能源供电以及相关配套设施等方面,如何均衡以获得最优的整体方案是最大难点,而且新能源基站多建设在环境复杂地区,如何保证基站在复杂环境中的正常工作,并且进一步降低设备功耗也是一个重要问题。
目前,替代能源基站现在还处于起步阶段,还有许多问题需要解决。目前替代能源如太阳能、风能等的总体应用比例偏低。这一方面与受重视程度和政策有关,另一方面与技术的成本偏高有关。对于已被广泛利用的太阳能基站来说,太阳能电池板价格高、蓄电池蓄电能力弱等都是急需解决的问题。

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绿色基站节能效果显著

较传统基站而言,绿色基站采用高效节能方案,每年比传统基站节约电能40%%以上。以10000个基站为例,中兴的TD绿色基站相比普通基站每年可以节省9500万千瓦时电能。按1公斤标准煤发出2.8千瓦时电的标准,节约9500万千瓦时电等于减少3.5万吨标准煤的消耗,可减少二氧化碳排放量8.8万吨,相当于2.3万多辆轿车行驶1年的排放量。


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