通信能源隨5G走向千行百業(yè)，將帶領(lǐng)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(chǔ)設(shè)施和能源基礎(chǔ)設(shè)施雙重屬性，或?qū)⒊蔀?G基建的的必要框架，通信能源、數(shù)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(wǎng)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(wǎng)模式的5G網(wǎng)絡(luò)已覆蓋全國所有地市，5G終端連接數(shù)超過2億。全球移動通信系統(tǒng)協(xié)會（GSMA）日前發(fā)布的《2021中國移動經(jīng)濟發(fā)展報告》顯示，
2020年中國5G連接數(shù)超過2億，占全球5G連接數(shù)的87%，2025年中國5G連接數(shù)有望達到8.22億。5G獨立組網(wǎng)已經(jīng)啟航，截至2021年1月，全球57個國家中已有144個5G商用網(wǎng)絡(luò)，5G連接數(shù)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(shè)備功耗為4G設(shè)備的3~4倍，隨著基站數(shù)量的增長，對電源、制冷等設(shè)施的需求將大幅增加。目前主要運營商的5G基站主設(shè)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?；緹o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(zhì)的智能化能源解決方案上線變得刻不容緩。
5G或?qū)⒁I(lǐng)能源革命？走過兩載春秋，這種可能逐漸浮出水面。“通信能源”與“分布式能源”隨5G加速普及成為行業(yè)熱詞。全球最大的通信鐵塔基礎(chǔ)設(shè)施服務商中國鐵塔建設(shè)運營了數(shù)量龐大的通信鐵塔，且多數(shù)建在荒山野嶺，風光儲相結(jié)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(tǒng)更“分布式”了。
此前，鮮有外部投資者關(guān)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(nèi)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(wǎng)或離網(wǎng)）給蓄電池充電，自發(fā)自用或余電上網(wǎng)。其二，把儲能系統(tǒng)里的鉛酸電池替換成梯次利用的動力電池，離網(wǎng)供電或并網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，建設(shè)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(shù)的應用與普及，分布式能源的應用場景將有顯著改變。
有關(guān)研究顯示，未來全球90%的站點將實現(xiàn)能源數(shù)字化，能源數(shù)字化對于簡化運維、降低站點運維成本至關(guān)重要。在數(shù)字化傳感、控制、處理等技術(shù)的加持下，預計到2025年，全球有90%的站點實現(xiàn)能源數(shù)字化，運營商打造極簡、綠色、自動駕駛的網(wǎng)絡(luò)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(shè)將持續(xù)加密。5G時代，從站點到承載網(wǎng)再到核心網(wǎng)，能源系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)自動駕駛運維等能源網(wǎng)絡(luò)端到端及全生命周期極簡技術(shù)將規(guī)模應用，大幅提升建站和擴容的效率，降低能源運維的復雜度，形成極簡能源網(wǎng)。
不難預測，5G網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)將從根本上顛覆電力設(shè)備制造、電廠運維、電網(wǎng)運行的傳統(tǒng)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(chǎn)、傳輸和使用場景，都將在5G技術(shù)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(jīng)濟將如何實現(xiàn)高質(zhì)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(jīng)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(lián)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(xiàn)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(nèi)直接或間接產(chǎn)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(chǎn)生的二氧化碳排放量，實現(xiàn)二氧化碳“零排放”。要想實現(xiàn)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(zhì)量轉(zhuǎn)變，使能源結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化、用能效率逐步提升、節(jié)能降耗取得顯著成效。而其中，5G技術(shù)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(lián)網(wǎng)﹢”戰(zhàn)略，全面提升行業(yè)信息化、智能化水平，充分利用現(xiàn)代信息通信技術(shù)、控制技術(shù)，實現(xiàn)智能設(shè)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(wǎng)設(shè)備、電力終端、用電客戶迫切需要通過最新的通信技術(shù)及系統(tǒng)支撐，滿足爆發(fā)式增長的通信需求。5G技術(shù)將支持能源領(lǐng)域基礎(chǔ)設(shè)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(chǎn)、交付、使用和協(xié)調(diào)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(xiàn)場設(shè)備監(jiān)控、遠程診斷運維等業(yè)務對通信網(wǎng)絡(luò)傳輸能力提出了更高要求。5G通信具有高速率、高安全、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(shù)對光伏云網(wǎng)帶來的最大變化是數(shù)據(jù)傳輸速率與質(zhì)量的大幅提升，這能夠有效解決光伏云網(wǎng)所面臨的用戶數(shù)量激增、海量分布式數(shù)據(jù)難以采集、廣域覆蓋難以保障等難題。
通過5G技術(shù)，可為光伏云網(wǎng)數(shù)據(jù)采集、運行監(jiān)控、電費結(jié)算等不同屬性業(yè)務提供隔離獨享的網(wǎng)絡(luò)切片，保障不同業(yè)務的差異化需求與服務質(zhì)量，確保光伏云網(wǎng)更加高效安全可靠地實現(xiàn)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(xiàn)了5G通信鏈路的全面打通。在江西，中國移動攜手華為聯(lián)合國家電投光伏電站完成全國首個基于5G網(wǎng)絡(luò)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(lián)、互動的智慧場站，實現(xiàn)了5G技術(shù)在智慧能源行業(yè)應用的重要突破。
在風電領(lǐng)域，以5G為代表的數(shù)字化技術(shù)極大地提升了風電廠的靈活性，能夠提升發(fā)電量5%~10%、施工周期縮短5%~10%，同時使成本降低5%~10%。在內(nèi)蒙古，國家電投與中國移動針對察哈爾風電場建設(shè)開展“智慧風電場”項目合作，提供視頻監(jiān)控、物聯(lián)網(wǎng)、無人機巡檢、無線覆蓋等信息化服務，推動全國首家5G智慧風電場的建成。
5G在清潔能源領(lǐng)域大有可為，而我們要做的就是如何利用好5G技術(shù)，為實現(xiàn)碳達峰、碳中和的目標貢獻更大力量。
數(shù)字“油藏”顯著降本增效
隨著通信技術(shù)不斷升級發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸速率越來越快，網(wǎng)絡(luò)延遲越來越低。5G時代，網(wǎng)絡(luò)峰值速度可達10Gb/s，比4G快100倍，5G時延可低于1毫秒，通信效率得到極大提升。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(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，在數(shù)字化浪潮席卷下，發(fā)生著深刻變化，數(shù)字化技術(shù)與油氣行業(yè)的結(jié)合日趨緊密，“數(shù)字化轉(zhuǎn)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(xié)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(lǐng)域開展深入合作。此前，雙方已在物聯(lián)網(wǎng)應用、通信線路、數(shù)據(jù)容災、權(quán)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(shù)應用、基礎(chǔ)通信、云計算、大數(shù)據(jù)、5G應用等方面開展合作，抓住“互聯(lián)網(wǎng)﹢”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(shù)字化技術(shù)對于傳統(tǒng)石油行業(yè)的價值在哪里？其主要價值是大幅提升生產(chǎn)效率并顯著降低生產(chǎn)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(shù)字化工具，應用于勘探、開發(fā)、生產(chǎn)整個上游價值鏈，利用數(shù)字模擬和建立模型來提高效能、優(yōu)化執(zhí)行，從全球?qū)＜規(guī)旌托袠I(yè)案例中獲取經(jīng)驗。同時，數(shù)字化技術(shù)還深刻地影響著油氣行業(yè)的運營、投資以及組織機構(gòu)。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(jié)合，取得了初步成效，應用數(shù)字化技術(shù)及設(shè)備取代人工是設(shè)計階段常見的降本增效手段，效果已經(jīng)顯現(xiàn)。據(jù)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(jīng)營成本、最高四成的資本支出。
在當前至今后相當長的一段時間內(nèi)，數(shù)字技術(shù)是推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型極其重要的力量。未來的那桶金，儲藏在數(shù)據(jù)的“油藏”之中。隨著5G時代的到來，更快的數(shù)據(jù)傳輸速率與更低的網(wǎng)絡(luò)時延無疑給數(shù)字化技術(shù)更多賦能，對于油氣行業(yè)生產(chǎn)力、利潤、安全性以及效率的提升效果將更為明顯。我國油氣企業(yè)可以結(jié)合實際情況，考量數(shù)字化技術(shù)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)、設(shè)備設(shè)施、管理職能等方面應用的廣度及深度，積極提升油氣行業(yè)生產(chǎn)力、利潤、安全性以及效率，并積極應對隨之而來的商業(yè)模式、生產(chǎn)模式、組織機構(gòu)、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(shù)，與4G網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)特性與電力通信需求高度契合，可以為智能電網(wǎng)的各大應用場景充分賦能。
2020年3月，工信部與國家發(fā)改委印發(fā)《關(guān)于組織實施2020年新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程（寬帶網(wǎng)絡(luò)和5G領(lǐng)域）的通知》，明確提出了重點支持面向智能電網(wǎng)等七大領(lǐng)域的5G創(chuàng)新應用。通知指出，在面向智能電網(wǎng)的5G新技術(shù)規(guī)模化應用方面，將基于5G新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及智能電網(wǎng)場景，開展5G端到端網(wǎng)絡(luò)切片及資源調(diào)度系統(tǒng)研發(fā)，研發(fā)網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵設(shè)備和原型系統(tǒng)，提供融合5G技術(shù)的智能電網(wǎng)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(wǎng)建設(shè)計劃，雄安新區(qū)、內(nèi)蒙古、云南、海南等地紛紛啟動5G智能電網(wǎng)建設(shè)。以雄安為例，5G正在與電網(wǎng)工程建設(shè)深度融合，現(xiàn)已開展基于5G網(wǎng)絡(luò)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(nèi)首個基于SA架構(gòu)的“5G﹢MEC”電力保護物聯(lián)示范工程于2020年10月在雄安正式投運，核心技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平。
事實上，5G強大的“能力”可以為電力終端接入網(wǎng)提供泛在、靈活、低成本、高質(zhì)量的全新技術(shù)選擇，為打造更加安全、可靠、綠色、高效的智能電網(wǎng)提供了強大的基礎(chǔ)能力。5G﹢智能電網(wǎng)不僅能夠大幅降低用戶平均停電時間，有效提升供電可靠性和管理效率，同時可以極大地豐富和擴展電網(wǎng)應用場景，降本增效，助力電網(wǎng)企業(yè)向綜合能源服務商轉(zhuǎn)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(zhì)量監(jiān)測和治理，也將減少因供電引起的故障或失效，提升用戶的服務響應速度。
在電網(wǎng)通信領(lǐng)域，5G通信網(wǎng)絡(luò)可以為用電信息采集提供海量接入和實時數(shù)據(jù)上報的強大技術(shù)支持，協(xié)助系統(tǒng)完成用電信息采集、處理和實時監(jiān)控，實現(xiàn)用電信息自動采集、計量異常監(jiān)測、電能質(zhì)量監(jiān)測、智能用電設(shè)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(wǎng)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(shù)據(jù)和與能源系統(tǒng)運行狀態(tài)相關(guān)的數(shù)據(jù)，以創(chuàng)造更大價值。例如，國網(wǎng)大數(shù)據(jù)中心利用電力大數(shù)據(jù)打造了電力經(jīng)濟指數(shù)，從電力使用的視角反映區(qū)域、產(chǎn)業(yè)、行業(yè)等不同層面的宏觀經(jīng)濟發(fā)展狀況。依托電力大數(shù)據(jù)分析業(yè)務，可以實現(xiàn)跨省市和跨行業(yè)電力數(shù)據(jù)的共享，提升區(qū)域產(chǎn)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(shù)據(jù)服務，為行業(yè)發(fā)展提供支持，為投資提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
運營商也積極投身電力行業(yè)的建設(shè)。中國移動依托5G優(yōu)勢及核心產(chǎn)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)的安全性、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(wǎng)絡(luò)承載電力應用開展了深入探索。目前已證明5G網(wǎng)絡(luò)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。
