5G&能源 深度融合

通信能源隨5G走向千行百業(yè)，將帶領通信新基建走向各種企業(yè)級的應用場景，例如港口、石化、礦山、電力、交通，甚至院校、醫(yī)院、社區(qū)等。多種多樣的應用場景，要求通信基建功能更加靈活多樣。具有通信基礎設施和能源基礎設施雙重屬性，或將成為5G基建的的必要框架，通信能源、數字能源、分布式能源未來可期。

通信能源啟新篇

5G已悄然走過2019商用元年和2020獨立組網規(guī)模商用元年，截至2021年2月，中國建成5G基站超過71.8萬個，約占全球的70%；獨立組網模式的5G網絡已覆蓋全國所有地市，5G終端連接數超過2億。全球移動通信系統協會（GSMA）日前發(fā)布的《2021中國移動經濟發(fā)展報告》顯示，

2020年中國5G連接數超過2億，占全球5G連接數的87%，2025年中國5G連接數有望達到8.22億。5G獨立組網已經啟航，截至2021年1月，全球57個 中已有144個5G商用網絡，5G連接數達到2.35億左右。

5G商用帶動新基建節(jié)奏加快，能源供給模式需求發(fā)生顯著變化。5G基站設備功耗為4G設備的3~4倍，隨著基站數量的增長，對電源、制冷等設施的需求將大幅增加。目前主要運營商的5G基站主設備空載功耗約2.2千瓦，滿載功耗約3.8千瓦，是4G單站的3倍左右，這使基站供電面臨多項痛點。基站無空間、配電難擴容、溫控難擴容、更換復雜、新能源接入難等多項難題，使更為優(yōu)質的智能化能源解決方案上線變得刻不容緩。

5G或將引領能源革命？走過兩載春秋，這種可能逐漸浮出水面?！巴ㄐ拍茉础迸c“分布式能源”隨5G加速普及成為行業(yè)熱詞。全球 的通信鐵塔基礎設施服務商中國鐵塔建設運營了數量龐大的通信鐵塔，且多數建在荒山野嶺，風光儲相結合的電力供應不可或缺?？梢哉f，沒有哪種分布式能源項目比通信鐵塔的能源系統更“分布式”了。

此前，鮮有外部投資者關注鐵塔分布式能源投資，因而中國鐵塔自行組建能源投資公司，提供鐵塔供電內需保障，同時布局通信能源業(yè)務拓展。通信鐵塔能源業(yè)務布局有幾點重要的考量。其一，利用分布式光伏風電（并網或離網）給蓄電池充電，自發(fā)自用或余電上網。其二，把儲能系統里的鉛酸電池替換成梯次利用的動力電池，離網供電或并網削峰填谷。其三，把靠近城鎮(zhèn)樞紐的鐵塔儲能余電反過來建充電樁，給電動車充電。其四，通過自身5G網絡優(yōu)勢，建設一個監(jiān)控運維一體化的智慧能源綜合服務平臺。隨著5G通信技術的應用與普及，分布式能源的應用場景將有顯著改變。

有關研究顯示，未來全球90%的站點將實現能源數字化，能源數字化對于簡化運維、降低站點運維成本至關重要。在數字化傳感、控制、處理等技術的加持下，預計到2025年，全球有90%的站點實現能源數字化，運營商打造極簡、綠色、自動駕駛的網絡成為可能。

未來，連接無處不在，越來越多的頻譜投入使用，站點建設將持續(xù)加密。5G時代，從站點到承載網再到核心網，能源系統愈加龐大和復雜，更需要簡化部署及控制TCO。未來一站一柜、一站一刀、網絡自動駕駛運維等能源網絡端到端及全生命周期極簡技術將規(guī)模應用，大幅建站和擴容的效率，降低能源運維的復雜度，形成極簡能源網。

不難預測，5G網絡通信技術將從根本上顛覆電力設備制造、電廠運維、電網運行的傳統生態(tài)體系，在提高管理效率的同時，大幅降低人工成本。推而廣之，所有能源的生產、傳輸和使用場景，都將在5G技術的推動下進行一場劃時代的革命。

為“碳達峰碳中和”提速

“十四五”開局，中國經濟將如何實現高質量發(fā)展？碳達峰、碳中和帶來的發(fā)展模式革新將成為重要動能。

2020年12月，中央經濟工作會議把“做好碳達峰、碳中和工作”定為2021年八大工作重點之一。此前的2020年9月，習近平總書記在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上發(fā)表重要講話，提出我國將采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。今年全國兩會上，碳達峰、碳中和也被首次寫入政府工作報告，成為代表、委員討論的“熱詞”。

就概念來看，碳達峰是指二氧化碳的排放不再增長，達到峰值之后逐步降低。碳中和是指企業(yè)、團體或個人測算在一定時間內直接或間接產生的溫室氣體排放總量，然后通過植樹造林、節(jié)能減排等形式，抵消自身產生的二氧化碳排放量，實現二氧化碳“零排放”。要想實現這個目標，能源行業(yè)的發(fā)展必須由追求規(guī)模化擴張向清潔化和高質量轉變，使能源結構不斷優(yōu)化、用能效率逐步、節(jié)能降耗取得顯著成效。而其中，5G技術將發(fā)揮不可替代的作用。

近年來，能源行業(yè)積極實施“互聯網﹢”戰(zhàn)略，行業(yè)信息化、智能化水平，充分利用現代信息通信技術、控制技術，實現智能設備狀態(tài)監(jiān)測和信息收集，推出新型作業(yè)方式和用能服務模式。隨著各類能源業(yè)務的快速增長，電網設備、電力終端、用電客戶迫切需要通過 的通信技術及系統支撐，滿足爆發(fā)式增長的通信需求。5G技術將支持能源領域基礎設施的智能化，并支持雙向能源分配和新的商業(yè)模式，以提高生產、交付、使用和協調有限的能源資源的效率。風電、光伏等清潔能源將成為5G在能源行業(yè)的重點應用場景。

以光伏為例，隨著分布式光伏的迅猛發(fā)展，光伏電站海量信息采集、現場設備監(jiān)控、遠程診斷運維等業(yè)務對通信網絡傳輸能力提出了更高要求。5G通信具有高速率、高、全覆蓋、智能化等特點，可有效解決分布式光伏電站分散、點多、量大等問題。5G技術對光伏云網帶來的 變化是數據傳輸速率與質量的大幅，這能夠有效解決光伏云網所面臨的用戶數量激增、海量分布式數據難以采集、廣域覆蓋難以保障等難題。

通過5G技術，可為光伏云網數據采集、運行監(jiān)控、電費結算等不同屬性業(yè)務提供隔離獨享的網絡切片，保障不同業(yè)務的差異化需求與服務質量，確保光伏云網更加可靠地實現個性化、智能化等綜合服務。在河北，淶水縣南郭下村的分布式光伏扶貧電站就實現了5G通信鏈路的打通。在江西，中國移動攜手華為聯合 電投光伏電站完成全國 基于5G網絡的、多場景的智慧電廠端到端業(yè)務驗證，打造無線、無人、互聯、互動的智慧場站，實現了5G技術在智慧能源行業(yè)應用的重要突破。

在風電領域，以5G為代表的數字化技術極大地了風電廠的靈活性，能夠發(fā)電量5%~10%、施工周期縮短5%~10%，同時使成本降低5%~10%。在內蒙古， 電投與中國移動針對察哈爾風電場建設開展“智慧風電場”項目合作，提供視頻監(jiān)控、物聯網、無人機巡檢、無線覆蓋等信息化服務，推動全國5G智慧風電場的建成。

5G在清潔能源領域大有可為，而我們要做的就是如何利用好5G技術，為實現碳達峰、碳中和的目標貢獻更大力量。

數字“油藏”顯著降本增效

隨著通信技術不斷升級發(fā)展，數據傳輸速率越來越快，網絡延遲越來越低。5G時代，網絡峰值速度可達10Gb/s，比4G快100倍，5G時延可低于1毫秒，通信效率得到極大。這正改變著全球工業(yè)的面貌，其中，石油化工行業(yè)作為傳統工業(yè)領域，在數字化浪潮席卷下，發(fā)生著深刻變化，數字化技術與油氣行業(yè)的結合日趨緊密，“數字化轉型”成為不少油氣公司的重要戰(zhàn)略選擇。

去年，海南石油和海南移動簽署戰(zhàn)略合作協議，雙方共同推動能源行業(yè)在5G工業(yè)應用、智慧加油站等領域開展深入合作。此前，雙方已在物聯網應用、通信線路、數據容災、權益共享、渠道合作等多方面進行合作，而如今，將以“智慧發(fā)展”為核心，在信息化技術應用、基礎通信、云計算、大數據、5G應用等方面開展合作，抓住“互聯網﹢”發(fā)展機遇，不斷探索合作新模式，深度融合發(fā)展，打造未來發(fā)展新格局。

那么，以5G為代表的數字化技術對于傳統石油行業(yè)的價值在哪里？其主要價值是大幅生產效率并顯著降低生產成本。石油公司將強大的計算能力、云存儲、傳感器、商業(yè)智能工具和分析等數字化工具，應用于勘探、開發(fā)、生產整個上游價值鏈，利用數字模擬和建立模型來提能、優(yōu)化執(zhí)行，從全球專家?guī)旌托袠I(yè)案例中獲取經驗。同時，數字化技術還深刻地影響著油氣行業(yè)的運營、投資以及組織機構。雖然其與核心業(yè)務的整合過程還處于早期，但仍取得了明顯進步。

從目前看，5G與石油化工行業(yè)結合，取得了初步成效，應用數字化技術及設備取代人工是設計階段常見的降本增效手段，效果已經顯現。據媒體報道，總體看，通過使用自動化平臺，可減少七成的用工，削減兩成到七成的經營成本、 四成的資本支出。

在當前至今后相當長的一段時間內，數字技術是推動產業(yè)轉型極其重要的力量。未來的那桶金，儲藏在數據的“油藏”之中。隨著5G時代的到來，更快的數據傳輸速率與更低的網絡時延無疑給數字化技術更多賦能，對于油氣行業(yè)生產力、利潤、性以及效率的效果將更為明顯。我國油氣企業(yè)可以結合實際情況，考量數字化技術在生產環(huán)節(jié)、設備設施、管理職能等方面應用的廣度及深度，積極油氣行業(yè)生產力、利潤、性以及效率，并積極應對隨之而來的商業(yè)模式、生產模式、組織機構、制度體系、員工隊伍等方面的變化。

“通”“電”耦合碰出“智慧火花”

5G改變社會，電力點亮未來。作為新一代移動通信技術，與4G網絡相比，5G的帶寬更大、時延更低、連接更廣，而電力行業(yè)無疑是5G垂直應用的重點賽道和風口之一。5G網絡特性與電力通信需求高度契合，可以為智能電網的各大應用場景充分賦能。

2020年3月，工信部與 發(fā)改委印發(fā)《關于組織實施2020年新型基礎設施建設工程（寬帶網絡和5G領域）的通知》，明確提出了重點支持面向智能電網等七大領域的5G創(chuàng)新應用。通知指出，在面向智能電網的5G新技術規(guī)?；瘧梅矫?，將基于5G新型網絡架構及智能電網場景，開展5G端到端網絡切片及資源調度系統研發(fā)，研發(fā)網絡關鍵設備和原型系統，提供融合5G技術的智能電網整體解決方案。這為5G賦能電力行業(yè)提供了政策指引。

目前，全國很多地區(qū)都提出了5G智能電網建設計劃，雄安新區(qū)、內蒙古、云南、海南等地紛紛啟動5G智能電網建設。以雄安為例，5G正在與電網工程建設深度融合，現已開展基于5G網絡的電力業(yè)務適配性試點驗證工作，選取配電自動化、用電信息采集業(yè)務進行了業(yè)務承載性能測試。此外，國內 基于SA架構的“5G﹢MEC”電力保護物聯示范工程于2020年10月在雄安正式投運，核心技術達到國際領先水平。

事實上，5G強大的“能力”可以為電力終端接入網提供泛在、靈活、低成本、高質量的全新技術選擇，為打造更加、可靠、綠色、的智能電網提供了強大的基礎能力。5G﹢智能電網不僅能夠大幅降低用戶平均停電時間，有效供電可靠性和管理效率，同時可以極大地豐富和擴展電網應用場景，降本增效，助力電網企業(yè)向綜合能源服務商轉型，為用戶提供更好的電力綜合服務。在為用戶供電服務方面，基于5G的電能質量監(jiān)測和治理，也將減少因供電引起的故障或失效，用戶的服務響應速度。

在電網通信領域，5G通信網絡可以為用電信息采集提供海量接入和實時數據上報的強大技術支持，協助系統完成用電信息采集、處理和實時監(jiān)控，實現用電信息自動采集、計量異常監(jiān)測、電能質量監(jiān)測、智能用電設備信息交互等功能。

5G還可以讓電力行業(yè)衍生出更多價值。在5G應用采集類業(yè)務場景下，電網企業(yè)或電表制造商可以源源不斷獲取用戶的各種能源數據和與能源系統運行狀態(tài)相關的數據，以創(chuàng)造更大價值。例如，國網大數據中心利用電力大數據打造了電力經濟指數，從電力使用的視角反映區(qū)域、產業(yè)、行業(yè)等不同層面的宏觀經濟發(fā)展狀況。依托電力大數據分析業(yè)務，可以實現跨省市和跨行業(yè)電力數據的共享，區(qū)域產業(yè)、行業(yè)發(fā)展態(tài)勢的洞悉能力，為政府部門的決策提供數據服務，為行業(yè)發(fā)展提供支持，為投資提供數據依據。

運營商也積極投身電力行業(yè)的建設。中國移動依托5G優(yōu)勢及核心產品的研發(fā)能力，打造了智慧電力的端、管、云等一體化行業(yè)解決方案，滿足電力業(yè)務發(fā)、輸、配、用各個環(huán)節(jié)的性、可靠性和靈活性需求。除此之外，基于5G改變電力行業(yè)的能力，各方針對5G網絡承載電力應用開展了深入探索。目前已證明5G網絡能夠很好地承載電力業(yè)務，進一步的融合應用探索正在逐步開展。

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