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联接和计算唯有绿色才有意义:华为是如何做到的?

字号+ 作者:lobtom 来源:未知 2020-06-27 08:15 我要评论( )

ICT行业是未来智能世界的基石,也是一个能耗和碳排放大户。国际科学与工程学会(WSEAS)数据显示,ICT行业占到全球总用电量的2%,并且这个比例还在迅速增加,预计到2030年将达到5%

  ICT行业是未来智能世界的基石,也是一个能耗和碳排放“大户”。国际科学与工程学会(WSEAS)数据显示,ICT行业占到全球总用电量的2%,并且这个比例还在迅速增加,预计到2030年将达到5%。还ICT基础设施以“绿色”,不仅有其突出的经济意义,更与社会的可持续发展息息相关。

  移动通信技术代际的交替,令绿色节能减排的行业诉求变得更为迫切。一方面,5G部署将提高行业的能源效率,每比特能耗仅为4G的十分之一;另一方面,由于可预见的数十倍的流量增长,5G网络亦将造成一定规模的能耗增加。唯有从大规模建设之初就着手解决,才能有所成效。

  “能力越大责任越大”,华为作为行业领导者围绕于此早已展开了行动。除了做好自身及其供应链的各项绿色节能减排工作外,其数字能源产品线以“以客户为中心”的创新为牵引,致力于提供绿色发电、高效用电的产品和解决方案,并积极加强与产业界及相关利益方的合作,为全世界绿色节能减排持续贡献力量,华为站点能源领域总裁彭建华在接受C114连线采访时表示。

  “过去作为配套存在的能源设备现在成为了网络的基石,随着5G飞入千家万户、千行百业,ICT进一步融合,站点能源的价值不辩自明。同时我们也相信,智能时代的联接和计算唯有绿色,才有意义。”他以此打开了话匣。

  从“天人合一”到“人定胜天”、再到“与自然和谐共生”,人类对大自然的态度由“知其然不知其所以然”的敬畏变更为“知其然亦知其所以然”的敬畏,经历了一个螺旋上升的过程。

  然而,进入21世纪第三个十年,气候变化、冰川融化、雾霾、生物圈崩溃等种种挑战依然存在。所幸的是,绿色节能减排在各国政府、国际组织的关注下已经掀起了全球性浪潮,而科技的进步令我们有可能弥合生存环境所遭到的破坏。

  2020年1月,欧洲议会以压倒性多数的优势通过《欧洲绿色协议》,开启“绿色新政”。旨在到2050年,将欧洲建成全球首个“碳中和(即二氧化碳净排放量降为零)”的大洲。我国政府自2006年开始就将节能减排写入每五年的规划纲要,经过十数年发展已经取得了令世界瞩目的成就。

  将视线投放到ICT行业,全球移动通信协会(GSMA)、国际电信联盟(ITU)、全球电子可持续发展倡议组织(GeSI)和科学碳目标倡议组织(SBTi)于2020年2月末发布了基于科学的减排目标(SBT),致力于到2050年帮助移动产业实现净零碳排放,占全球30%移动连接数的29家运营商加入其中。沃达丰此前亦承诺到2025年将其碳足迹减少一半,并从可再生能源中购买所有电力。

  在这样的背景下,刚刚更名的华为数字能源产品线(原为网络能源产品线)致力于从绿色发电和高效用电两方面发力,推动能源生产向清洁能源、可再生能源转变,推动能源利用从粗放型向高效型转变。彭建华介绍说,华为数字能源目前已形成光伏、站点能源、数据中心能源、汽车能源四大聚焦方向。其中,面向站点领域,融合电力电子和数字技术,立足“部件高效、系统高效、协同高效”三层级打造绿色网络能源,以实现“比特管理瓦特,0比特0瓦特”。

  据透露,截至2020年第一季度,华为数字能源累计节电达到2730亿度,累计减少二氧化碳排放1.7亿吨,相当于植树2.2亿棵。

  走过商用元年,5G在2020年进入到大规模部署的关键阶段。全球移动设备供应商协会(GSA)最新数据显示,截至5月中旬,有80家运营商已在全球42个国家和地区推出了符合3GPP标准的商用5G服务;有384家运营商正在投资5G网络,这些网络处于测试、试验、试点、规划或实际已经部署等不同状态。在国内,据统计目前已完成超过20万站建设,预计到今年年底将会建成80万站,覆盖全国超过340个城市。

  “4G改变生活,5G改变社会”,作为万物互联的智能世界的关键使能技术,5G的属性已远远超出ICT本身,其本身的先进性亦毋庸置疑,每比特能耗也远优于4G。但站点叠加5G后,将给供备电基础设施带来一系列挑战,包括市电容量不足、电源容量不足、电池备电不足、无法满足高功率AAU拉远供电等。

  “华为基于对5G网络演进的深刻理解和业界成功实践,结合领先的基础材料科学,融入功率、电力电子、热力学、物联网、AI等关键技术,从部件到网络,提出了极简、智能、绿色的通信能源目标网建网思路,并推出全新一代的5G Power站点能源解决方案、CO-MIMO机房全场景解决方案。”彭建华娓娓道来。

  首先,传统电源只聚焦“整流效率”一个环节,对于其他供电环节,则受限于架构和能力无法兼顾,华为数字能源从“部件、站点、网络” 三层级着手,打造端到端绿色高效网络,支持社会可持续发展、运营商5G商业成功。具体来说,在部件层级,依托业界最高效98%整流技术、材料耐热技术和相变散热温控技术,单个典型站点每年可省电5000度;在站点层级,通过老旧低效改造、室内改室外等措施,结合AI加持的iSolar数字化叠加太阳能、超级快充、智能网管调度及智能协同等技术,可助力运营商实现站站无油、站站叠光,典型站点可节能50%以上;在网络层级,基于云化的智能网管,实现市电、电源、储能、负载之间的整网智能协同,精准识别低能效站点,实现整网站点精准能效管理和能耗优化。

  同时,智能化升级是华为数字能源近年来的一大发力点,利用AI、大数据、物联网等数字技术,其解决方案实现了能源与业务的实时联动、全局管理,从而做到站点能源的功率智能和运维智能,驱动能源网络走向全面智能化。在功率侧,开发出智能升压、智能削峰、精准备电、精准下电、智能混搭等功能;在运维侧,推出每比特能耗可视的站点能源整网数字化看板、智能防盗、远程维护等功能。

  此外,为给5G多频演进预留未来扩容空间、设备空间,实现平滑扩容节省投资成本,华为不断突破功率密度极限,促进电源与储能持续向高密化演进。在不同场景下实现免市电改造、免建机房、免增机柜、免换线G快速部署,实现端到端TCO最优。

  在2018年10月的全球ICT能效峰会上,华为面向全球运营商发布了业界首个全系列5G Power解决方案,为网络演进提供最佳的能源解决方案。彭建华指出,与传统“头痛医头、脚痛医脚”的电源方案相比,华为5G Power通过引入AI以及一系列创新手段以打造全场景统一供电平台,引领“一站一柜,一站一刀”的建站模式,帮助运营商更快、更省、更简单地建设和运营5G网络,从而实现了通信电源从“功能机”向“智能机”的跨代转型。

  在绿色节能减排方面,除了更高电源模块效率,华为5G Power还可以通过升压减少二级损耗,使全链路能效提升3%;通过精准温控、按需供冷,再助力站点能效提升5%。同时,该方案采用模块化设计、支持太阳能供电接入,且运用业界领先的MPPT技术配合华为自研的高效太阳能模块,可比传统太阳能方案多输出30%的电量,更高效地利用太阳能

  根据实际测算结果,华为5G Power可帮助单个站点降低改造成本超过1.25万元,每年节电4130度,减少1125千克碳排放。凭借对移动网络节能减排的卓越贡献,该方案荣获了2019年国际电信联盟可持续发展大奖。2020年,在日本年度规模最大、影响力最强的ICT展会“2020 Interop东京展”上,获得基础设施类唯一一个金奖。而根据华为最新发布的年报,截至2019年,华为5G Power已在全球84家运营商规模部署。

  值得一提的是,华为引领的智能锂电在5G Power解决方案里面扮演非常重要的角色,可以称作“电能银行”。“功能机”时代,站点的备电主要是铅酸电池,功能就是简单的备电。在“智能机”时代,智能锂电不仅取代了铅酸还取代了普通锂电,除了带来体积小、寿命长、重量轻等收益,更与智能电源协同起来,实现更多智能化的收益。电能储存在智能锂电之中被循环利用起来,就如同“钱”存在银行中再循环流动,从而使得一组智能锂电发挥出两组普通锂电的价值。

  针对机房场景,华为推出全新架构、全制式的极简CO-MIMO电源解决方案。体积减少55%、承重减少70%、容量提升30%、端到端效率从80%提升至92%,助力运营商原位改造扩容免新租、免新建机房、免工程改造,使能CO机房面向5G极简演进。该方案亦支持绿色能源接入,满足ICT设备融合供电和MECready。其独有的CO电源智能储能系统最大支持6000A超大功率,首创智能锂电自灭火技术,自身绝对安全、外部起火可自动灭火。

  面向未来,站点能源还需要进一步走向能力开放,从传统通信站,走向站址共享、能源共享,最大化站点资源效率。华为首创超级站点电源(MEC)解决方案,最大化利用站点资源,助力站点从单一通信站走向综合社会站,从而发挥站点最大价值,创造更大的社会价值。该方案基于智能综合电源统一供电架构,全制式输入输出、模块化灵活扩容、超大供备电能力、超大热处理能力、柜内A类环境控制能力,支持ICT设备共部署和全场景应用。凭借超大供备电能力,可给商业、居民进行供备电和EV充电、换电等,实现站点能源共享。其灵活多制式输出能力可满足各行业安全监控、防灾检测、户外广告等站址租赁。

  彭建华在采访的最后指出,华为能源秉承开放、合作的理念,积极与第三方组织、产业界合作。2020年初国际电信联盟ITU组织刚刚发布的全球5G Power国际标准,华为既是主要的技术贡献者,同时其亦是第一个发布满足ITU国际标准的5G Power解决方案厂家。正是华为能源坚持不懈的创新,引领了全球站点能源技术的发展,也唯有持续的技术创新,才能让能源更加绿色、让社会更加美好。(C114 蒋均牧)

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