“對于普通老百姓的認識來說，5G的應用可能就是網(wǎng)速更快，看視頻更順暢，但如果5G僅限于這些應用，那就太浪費了。”

中國移動通信集團設計院有限公司信息能源所所長馬雁序在多個場合強調(diào)，5G網(wǎng)絡主要為工業(yè)服務，其中就包括能源系統(tǒng)中的儲能。

中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，2019年我國新增5G基站13萬個，相應新增儲能需求約為1.9~3.1吉瓦時。

另據(jù)日前發(fā)布的《2020儲能產(chǎn)業(yè)應用研究報告》（以下簡稱《報告》），預計今年年底我國5G基站數(shù)量將超過60萬個。

“預計2020年底，5G基站帶來的備用電源儲能需求約為10億瓦時/年級別。”中國化學與物理電源協(xié)會儲能應用分會產(chǎn)業(yè)政策研究中心副主任、教授級高工江衛(wèi)良表示。

功耗為4G的3~4倍

5G網(wǎng)絡作為下一代經(jīng)濟增長點，備受世界各國重視。

在近日舉行的5G創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇上，中國移動研究院副院長黃宇紅介紹，目前全球已有超過100個運營商使用5G網(wǎng)絡，其中中國的貢獻巨大。

即使在疫情期間，僅中國移動就在全國340個城市建成超過30萬個5G基站，并計劃在年底達到35萬個。

“隨著5G基站建設速度加快，我國至少需要新建或改造1438萬個基站。”專家表示，基站本身可以存儲低谷電，所以5G基站也是重要的儲能裝置。

5G具有高寬帶、高流量和高發(fā)射功率等特點，同時收發(fā)通道數(shù)明顯增加，但這也導致其功耗的增加。據(jù)統(tǒng)計，5G設備的功耗為同配置4G的3~4倍。

也就是說，以4G時代基站能效水平來運行5G網(wǎng)絡，能源浪費將翻倍。

根據(jù)《報告》，由于現(xiàn)網(wǎng)疊加5G建設，現(xiàn)網(wǎng)站點主要面臨供電容量不足的問題，導致90%存量電源需擴容改造，投入高、工期長；而對于新建站點，也面臨選址、市電引入、安裝工程等費用高的問題，其占建設費用的90%以上。

江衛(wèi)良表示，在2G、3G、4G時代，站點電源以被動響應為主，缺乏主動規(guī)劃，導致多套電源疊加建設，電源、配電、空間不匹配，系統(tǒng)運行效率低，多套電源運行維護工作大等問題。

“若5G時代仍延續(xù)傳統(tǒng)建設方案，將帶來大量基礎設施改造和資源閑置浪費。”

與此同時，面對5G網(wǎng)絡海量站點，目前大多數(shù)運營商每站年均運維成本從數(shù)萬元到幾十萬元人民幣不等。如果采用傳統(tǒng)的運維方式，依賴人工上站維護，成本將極大增加。

5G基站建設的另一個痛點來自于電源支持多。

“一個站內(nèi)有2G、3G、4G、5G不同的系統(tǒng)，2G、3G并不是我國主導的，主要購買外國設備，一個國家設備一個樣，供電很復雜。”更令馬雁序擔憂的是，基站的空間沒有了，無法增加新的設備，而機房的承重也不夠。

因此，對于5G基站而言，如何提高供電方案能效水平、控制成本迫在眉睫。

磷酸鐵鋰電池受歡迎

目前基站蓄電池主要有鉛酸電池和鋰電池兩種類型，前者體積大、重量重，對機房空間和載重要求高，正逐步被體積小、重量輕的鋰電池所替代。磷酸鐵鋰電池因其安裝成本低、使用壽命長等特點備受歡迎，并且已經(jīng)應用于實踐。

更為關鍵的是，磷酸鐵鋰電池充放電次數(shù)可達3500~5000次；能量密度可達到100~110瓦時/千克，皆高于鉛蓄電池。

中國鐵塔股份有限公司2020年以來已在20個省市發(fā)布了24項招標通知，總預算超過8945萬元，多項招標要求采購磷酸鐵鋰電池。中國移動通信集團有限公司在2020年3月初也發(fā)布了1.95吉瓦時磷酸鐵鋰電池的采購訂單。

北方工業(yè)大學儲能技術工程研究中心教授李建林等人撰文介紹，鋰電池在4G時代應用于運營站點儲能系統(tǒng)，但5G時代通信基站的環(huán)境更加復雜，對儲能系統(tǒng)的要求更為苛刻。

柔性、智能、高效是關鍵

《中國科學報》采訪時了解到，基于“柔性、智能、高效”設計理念，業(yè)界提出“融合發(fā)展、動態(tài)匹配”的智能數(shù)字供電技術，具體表現(xiàn)在多能源融合發(fā)展、電源設備數(shù)字化和電池設備智能化。

以多能源融合發(fā)展為例，江衛(wèi)良表示，可以將市電、新能源、存量電源等多路能源整合到一套系統(tǒng)，實現(xiàn)對能源輸入智能調(diào)度，優(yōu)先利用新能源及低成本能源；同時接入存量電源余量，平滑演進，提升資源利用率，降低建設投資。

而在輸出配電方面，可考慮實現(xiàn)多電壓等級智能輸出，匹配業(yè)務設備供電需求，按需配置，靈活擴展。

中國移動設計院自主研發(fā)的5G基站一體化能源柜是一種智能數(shù)字能源產(chǎn)品。

據(jù)悉，該產(chǎn)品主要由智能多輸入多輸出電源單元、智能鋰電池單元和機柜組成，可實現(xiàn)能源多輸入、多輸出，支持新舊電源并機輸出，有效解決供電容量不足等問題。

“產(chǎn)品具有免市電改造、免電源改造和免電池改造的特點。”馬雁序說，“例如，原來一個基站建設需要各個廠家設備到位以后，施工隊在現(xiàn)場安裝接電路和電線，一個基站的供電設備安裝時間一般需要2~3天，而現(xiàn)在一體化能源柜僅需兩三個小時。”

值得一提的是，與傳統(tǒng)建設方案相比，采用5G基站一體化能源柜，能將改造周期縮短約90%、資本性支出降低30%~40%，整站能效提升8%~17%。

據(jù)悉，中國移動設計院持續(xù)積極拓展港澳臺及海外多元化市場，在前不久中國移動召開的iConnect Week全球運營商線上研討會后，南非、泰國、阿聯(lián)酋等海外客戶已表達明確購買意向，泰國甚至已開始按照運營商True的要求進行采購前的設備測試。

責任編輯：lq