信通院高艷麗：5G網絡與數據中心降耗任重道遠，數字孿生城市成“降碳神器”

作者：程琳琳 責任編輯：程琳琳 2022.06.17 14:06 來源：通信世界全媒體

通信世界網消息（CWW）6月13-19日是全國節能宣傳周，實現雙碳目標已成為各方共識。對于ICT行業而言，備受關注的5G基站和數據中心節能降碳工作進展牽動人心。為進一步深入了解ICT領域節能降耗進展，通信世界全媒體記者采訪了中國信通院產業與規劃研究所總工程師高艷麗。

高艷麗指出，5G網絡節能關鍵在基站，數據中心節能降碳壓力較大，預計能耗還處于上升期。與此同時，數字孿生城市對于助力雙碳目標具有非常重要的意義。

政策為ICT行業節能降碳指明方向

ICT行業作為數字經濟時代的基礎性、戰略性、先導性行業，推進行業節能降碳工作，對于助推經濟社會全面綠色轉型，助力如期實現碳達峰、碳中和目標意義重大。工信部從制定行業中長期規劃、完善監督管理機制等方面多管齊下，對行業綠色低碳發展目標確立、綠色節能技術應用、監管機制和手段建設等作出了系統部署，對推升ICT行業綠色低碳高質量發展，推動ICT技術賦能社會各領域節能減排,促進經濟社會綠色發展等方面都將發揮重要的導向作用和引領作用。

為此，工信部先后出臺了一系列政策舉措引導行業綠色發展，主要包括：出臺《”十四五“信息通信行業發展規劃》，提出2025年單位電信業務總量綜合能耗相對2020年下降15%的量化目標；出臺《“十四五”工業綠色發展規劃》，聚焦節能技術應用提出推動數據中心建設全模塊化、預制化，加快發展液冷系統、高密度集成IT設備，提升間接式蒸發冷卻系統、列間空調等高效制冷系統應用水平；發布《工業和信息化部關于開展2021年工業節能監察工作的通知》，提出對重點用能數據中心進行專項監察，核算電能利用效率（PUE）實測值，檢查能源計量器具配備情況。

5G網絡節能關鍵在基站

5G網絡能耗主要在于基站，其中主設備能耗和空調能耗平分秋色，總占比較高，約90%以上，配套設備和其他能耗占比較小。2021年12月8日發布的《貫徹落實碳達峰碳中和目標要求推動數據中心和5G等新型基礎設施綠色高質量發展實施方案》提出，到2025年，5G基站能效提升20%以上。

“目前5G能耗動態監測機制基本形成，綜合產出測算體系和統計方法基本健全。在5G實現綠色高質量發展基礎上，全面支撐各行業特別是傳統高耗能行業的數字化轉型升級，助力實現碳達峰總體目標，為實現碳中和奠定堅實基礎?！备咂G麗總結道。

不過要實現上述目標面臨重重挑戰。一是5G能耗將持續升高，設備本身功率大、能耗高。而且5G需要比4G部署更多更密集的站點。二是未來數據量爆炸式增長，對5G需求將更大。三是5G自身既面臨能耗壓力、又要賦能千行百業，助力實現碳達峰總體目標，任務較重。

因此，高艷麗認為，行業可以在以下四方面發力，以加速建設低碳5G網絡。一是應在硬件設備節能上下功夫，應用超高集成度的芯片。二是在材料降耗上采用新方案。例如，射頻單元采用高導熱鋁合金材料，提升導熱系數。三是在軟件節能技術上，提供面對不同場景的符號關斷、通道關斷、載波關斷、深度休眠等解決方案。四是積極推廣基站使用可再生能源，從源頭降低碳排放。

數據中心能耗仍將處于上升期

數據中心是數字經濟時代的新型生產力，在數字經濟大潮下能耗增長較快。據中國信通院估算，2020年全國數據中心耗電量約760億千瓦時，占全社會用電量的1%。如果折算為二氧化碳排放量，2020年全國數據中心二氧化碳排放量約4400萬噸，是ICT行業碳排放的重要來源。不過對比來看，數據中心耗電及碳排放量遠低于電力、化工、交通等高排放行業。

工信部高度重視對數據中心節能降碳工作的引導，并提出了明確的量化發展目標?！?/span>“十四五”信息通信行業發展規劃》中提出，到2025年新建大型和超大型數據中心PUE<1.3。《新型數據中心發展三年行動計劃（2021-2023年）》中指出，到2023年底新建大型及以上數據中心綠色低碳等級達到4A級以上。

立足現階段發展來看，數據中心節能降碳要實現上述發展目標仍面臨不小的挑戰。高艷麗解釋道，當前，隨著數據中心投資項目節能審查、數據中心節能監察等事前事中監管機制的建立，我國數據中心節能水平持續提升，但仍有部分存量中小數據中心PUE在2以上，老舊數據中心在IT設備、供電系統、制冷系統等方面都尚未實現最大化的能源效率。

此外，區域布局不合理、綠色能源應用不足、碳排放核算和抵扣機制尚未建立等現實問題也在制約著數據中心的綠色低碳轉型。“十四五”時期，數據中心作為數字經濟發展的數字化底座，其能耗和碳排放量預計仍將處于上升期，節能降碳壓力較大。

高艷麗建議，應從四個方面持續深化數據中心節能降碳工作。

一是實施新型數據中心建設布局優化行動，加快建設全國一體化算力網絡國家樞紐節點，按需建設省內數據中心，靈活部署邊緣數據中心，促進區域協調發展。

二是加快實施綠色電力交易試點，加快平價項目綠證核發，對數據中心采購綠電優先支持，建立綠色能源與碳排放量之間的抵扣機制，提高數據中心綠色能源應用水平。

三是加快供電制冷等設施層、服務器存儲等IT層、軟件及數據備份等業務層節能技術創新與應用，持續挖掘數據中心節能潛力。

四是探索建立國家及地區級數據中心能耗及碳排放監測管理手段，對總體能耗、碳排放、PUE及算力算效等關鍵指標進行全面、實時監測分析，切實提升數據中心全周期能源及碳排放監管能力。

數字孿生城市將成“降碳神器”

對于實現雙碳目標而言，數字孿生城市對于助力雙碳目標具有非常重要的意義。高艷麗講道，數字孿生城市是數字化的理想愿景和技術手段，數字孿生城市以及強大功能實現極致效率，為經濟社會生產生活全方位提質增效降本，可謂“降碳神器”。

數字孿生城市以其城市級模型+城市級數據+城市級算法，奠定了城市強大的數字底座，為所有應用場景提供數據供給、三維可視、空間計算、仿真模擬、虛實融合等能力，綠色低碳和疫情防控、安全應急一樣，已成為數字孿生城市未來重點支撐的應用方向。

數字孿生城市對于實現節能降碳能夠發揮以下三方面作用。

一是數字孿生城市利用精準映射的物聯設施，增加碳排放監測功能，提供城市級一體化的碳排放監測和數據采集。

二是數字孿生城市利用基于數據和模型的仿真推演能力，在涉碳多元異構數據要素基礎上，實現整個城市碳達峰時間和碳中和時間的精準預測分析推演，在虛擬世界仿真，在物理世界執行，虛擬服務現實，這正是數字孿生的價值精髓所在。

三是數字孿生城市利用全要素數據融合分析決策能力，實現城市碳資產的科學管理和合理配置。在一張圖上，平衡經濟社會生產生活各行業各領域發展需求，動態彈性實現碳資產的配置和調度，實現發展和降碳的綜合效益最大化，助力城市實現高質量發展。

（備注：青蛙工業云平臺目標是幫助黑龍江工業企業、哈爾濱工業企業的數字化轉型貢獻出自己的一份力量，嚴把數字轉型方案的質量關，結合黑龍江工業云的政策以及哈爾濱智能制造等相關的產業政策，為龍江工業企業數字化轉型開辟一條新出路，提供一個快速有效的提產增量的解決方案，助力黑龍江工廠企業實現快速升級改造。）