節(jié)能減排,是當下全世界共同關(guān)注并且一致行動的一大主題。當下,每個行業(yè)也都在尋找更好的解決方案為實現(xiàn)雙碳目標而努力。世界移動大會MWC作為一年一度行業(yè)內(nèi)最具影響力的全球展覽會之一。在今年的MWC上,我們看到通信行業(yè)在為節(jié)能、降耗、減碳而行動。
在MWC2022期間,華為數(shù)字能源舉辦以“點亮低碳智能未來”為主題的高峰論壇(Global Digital Power Forum 2022),來自全球通信行業(yè)的人士共同探討綠色低碳網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢、行業(yè)洞察、創(chuàng)新技術(shù)和成功實踐。同時,華為數(shù)字能源還攜手客戶、伙伴共同“點亮行業(yè)綠色發(fā)展未來”,助力運營商加速邁向低碳之路。
點亮行業(yè)綠色發(fā)展未來儀式
能源是數(shù)字化社會的基石,將為數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展注入澎湃動力。同時,數(shù)字技術(shù)又是節(jié)能減排的重要工具,數(shù)字技術(shù)與能源二者密不可分。華為正是看到其重要性,去年正式成立了華為數(shù)字能源公司,深耕這一領(lǐng)域。華為數(shù)字能源亮相MWC,給通信行業(yè)帶來全新的解決方案,希望以更專業(yè)的態(tài)度和更創(chuàng)新的技術(shù)推動通信行業(yè)奔向低碳智能未來。
時間緊、影響深、實現(xiàn)難,華為給出三條路徑
碳中和之所以成為全球主要經(jīng)濟體的共識和使命,有三重原因:一是時間緊,二是影響深,三是實現(xiàn)難。
首先是時間緊迫。去年聯(lián)合國政府間氣候變化委員會(IPCC)發(fā)布第六次氣候評估報告(以下簡稱《報告》),《報告》中根據(jù)各國承諾評估到本世紀末將升溫2.7度,全球溫度存在失控風險。如果要達成限制氣溫上升的既定目標,全世界要在2030年前將溫室氣體排放量減半。全球“碳中和”進入倒計時階段,全球已有130多個國家和地區(qū)宣布了碳中和時間表。
其次是影響深遠。節(jié)能減排不止是能源行業(yè)的事,與千行百業(yè)甚至是每一個人的生活都息息相關(guān)。正如華為數(shù)字能源副總裁方良周所說:“這必然會是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟社會變革,既意味著能源生產(chǎn)、能源消費的革命,也是一次各行各業(yè)全面升級換代的機會,它將對人類生活的方方面面帶來巨大的變化和影響。華為數(shù)字能源圍繞清潔發(fā)電、能源數(shù)字化、交通電動化、綠色ICT能源基礎(chǔ)設(shè)施、綜合智慧能源等持續(xù)創(chuàng)新,致力于通過能量流和信息流的融合,讓生活更美好、商業(yè)更智能、社會更包容、世界更綠色?!?/p>
華為數(shù)字能源副總裁方良周在MWC2022發(fā)表主題演講
第三,正是因為影響深遠,實現(xiàn)起來也特別復(fù)雜而艱難,需要以終局思維思考這個目標,以系統(tǒng)性的解決方案推動最終目標的實現(xiàn),也需要調(diào)動全球的資源一起行動,政府、企業(yè)以至于每一個人參與其中。
節(jié)能減排不是單純的能源變革,華為數(shù)字能源致力于融合數(shù)字技術(shù)和電力電子技術(shù),發(fā)展清潔能源與能源數(shù)字化,推動能源革命。“我們認為實現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵路徑,第一個特征就是發(fā)電側(cè)的低碳化、清潔化,盡量使用清潔的能源實現(xiàn)發(fā)電。第二是用電側(cè)電氣化,通過把我們的出行改成電動化,用油變成電氣消費,減少碳排放。第三是未來通過數(shù)字化、智能化,提升整體的能源效率。這就意味著清潔發(fā)電,傳統(tǒng)能源數(shù)字化,綠色ICT能源基礎(chǔ)設(shè)施,綠色出行將成為必然?!?方良周給出華為推動節(jié)能減排的實現(xiàn)的三條路徑。
在能源行業(yè)和ICT行業(yè)都有著豐富經(jīng)驗的華為,這次帶來了一系列的創(chuàng)新解決方案,包括智能光伏、智能電動、站點能源、數(shù)據(jù)中心能源、綜合智慧能源、能源管理云等等。比如華為將自己在傳統(tǒng)電源領(lǐng)域的積累,通過數(shù)字化、電力電子等方面的融合創(chuàng)新,重新定義電動汽車的出行體驗。其中華為智能電動率先發(fā)布業(yè)界首個動力域全棧高壓平臺解決方案,可做到充電10分鐘,續(xù)航200公里。
特別值得一提的是,通信行業(yè)一直是能耗大戶,以中國市場來看,有專家預(yù)測2026年在三大運營商全部升級到5G后,其電力消耗將達到全國總用電量的2.1%。數(shù)字化、智能化、5G等的快速發(fā)展,加速了運營商行業(yè)數(shù)據(jù)中心的建設(shè),但同時,持續(xù)攀升的能耗及碳排放給成本控制、管理和運維帶來了極大的挑戰(zhàn)。工信部明確提出,“十四五”時期將是5G、數(shù)據(jù)中心等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高峰期,也是落實“雙碳”目標的關(guān)鍵期,將重點推動5G基站和數(shù)據(jù)中心的節(jié)能和綠色化改造。針對通信行業(yè)的新挑戰(zhàn),華為打造了全場景ICT低碳解決方案,助力通信站點、數(shù)據(jù)中心等節(jié)能減排。
綠色能源目標網(wǎng):全局規(guī)劃,實現(xiàn)極低OPEX和極省CAPEX
5G是通信行業(yè)發(fā)展的重點。作為基礎(chǔ)設(shè)施,5G在行業(yè)應(yīng)用的價值更大,千行百業(yè)的升級對于網(wǎng)絡(luò)的需求很迫切,運營商需要大力推進5G網(wǎng)絡(luò)部署來助力各行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。同時,站點若以傳統(tǒng)方式部署,能源缺乏系統(tǒng)性規(guī)劃,投資和運營成本將會大幅上漲。所以需要以目標網(wǎng)的模式進行規(guī)劃,從站點到機房,從部署到運行再到運維,統(tǒng)一系統(tǒng)規(guī)劃。
綠色能源目標網(wǎng)是以全局思維設(shè)計,數(shù)字技術(shù)使能“低碳”網(wǎng)絡(luò),這其中強調(diào)兩個“全”:一是全場景低碳,“低碳”接入、“低碳”匯聚、“低碳”核心。第二是全生命周期低碳,低碳建網(wǎng)、“發(fā)電、轉(zhuǎn)電、儲電、用電”過程低碳運行、低碳運維。通過兩個“全”,綠色能源目標網(wǎng)可以幫助通信企業(yè)實現(xiàn)極低OPEX(運營性支出)、極省CAPEX(資本性支出),加速通信網(wǎng)絡(luò)碳中和的實現(xiàn)。
“低碳”網(wǎng)絡(luò)需依托網(wǎng)絡(luò)全生命周期的“低碳”規(guī)劃,從“建網(wǎng)-運行-運維”三個環(huán)節(jié)的實踐加速降碳。
首先在建網(wǎng)環(huán)節(jié),通過 “以柜替房”、“以桿替柜”實現(xiàn)極簡部署,減少施工和改造環(huán)節(jié)的碳排放,同時節(jié)省站址、免工程改造、減少機房空調(diào)使用等節(jié)省網(wǎng)絡(luò)CAPEX和OPEX投資,完成網(wǎng)絡(luò)的頂層規(guī)劃與設(shè)計、新建與擴容、改造與優(yōu)化的“低碳”。比如采用華為智慧超級站方案改造后,將原來分布在6個柜子中的電源、設(shè)備、電池統(tǒng)一收編,集成在1個柜子里。因此節(jié)省出來80%的占地面積,用來安裝華為智能光伏發(fā)電系統(tǒng),自發(fā)自用,較傳統(tǒng)光伏發(fā)電量提升20%。經(jīng)測算,站點改造后電費支出降低約58%,減少碳排放8噸。
其次,運行環(huán)節(jié),著力于“發(fā)-轉(zhuǎn)-儲-用”全鏈路四個節(jié)點進行“低碳”設(shè)計,實現(xiàn)全鏈路的綠色高效。發(fā)電側(cè),充分應(yīng)用清潔能源,加大站點和機房場景對太陽能/風能等可再生資源使用,光儲結(jié)合全面去油省電;轉(zhuǎn)換側(cè),通過高效模塊與單套系統(tǒng)替換傳統(tǒng)低效模塊與多套電源部署;用電側(cè),通過智能用電管理單元實現(xiàn)單租戶、單制式、單路負載的精確計量及備電的按需供給;儲能側(cè),運用云化的智能鋰電,通過與電源、負載的協(xié)同,實現(xiàn)備電資源的精準配置。
最后在運維環(huán)節(jié),通過數(shù)字技術(shù)使能站點功率智能化和運維智能化,以遠程智能運維替代傳統(tǒng)人工上站,實現(xiàn)遠程巡檢和風險預(yù)測,降低宕站風險同時降低故障維護成本。應(yīng)急場景通過移動鋰電替代傳統(tǒng)應(yīng)急油機,實現(xiàn)綠色低碳。此外精細能效管理持續(xù)篩選網(wǎng)絡(luò)低效設(shè)備與低效站點,針對現(xiàn)狀,系統(tǒng)自動輸出改造建議與迭代優(yōu)化方案。
基于全場景和全生命周期的整體規(guī)劃,華為通過對建網(wǎng)-運行-運維每一個環(huán)節(jié)的優(yōu)化,推進網(wǎng)絡(luò)全生命周期內(nèi)實現(xiàn)“低碳”。
華為站點能源方案已經(jīng)在海內(nèi)外多個運營商建網(wǎng)中起到重要作用,其中北京某運營商以“綠色能源目標網(wǎng)”進行整網(wǎng)的規(guī)劃,碳排放將減少38%,實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)演進不加能源OPEX。
下一代數(shù)據(jù)中心:四個重構(gòu)成為新標準
算力作為數(shù)字經(jīng)濟的核心生產(chǎn)力,成為全球戰(zhàn)略競爭的新焦點。國家全面啟動?xùn)|數(shù)西算工程,它被視作數(shù)字經(jīng)濟框架下的重點工程,是新基建的一部分。除了5G網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)中心的建設(shè)也是運營商的一大要務(wù)。
隨著數(shù)字業(yè)務(wù)的激增,數(shù)據(jù)中心不僅規(guī)模越來越大,而且架構(gòu)也越來越復(fù)雜,導(dǎo)致其建設(shè)、部署、運維和管理費時費力,而且可靠性低。千行百業(yè)正在加速數(shù)字化、智能化,對數(shù)據(jù)中心靈活、快捷、高效、低碳提出迫切的要求。加速建設(shè)與節(jié)能減排同樣重要,傳統(tǒng)的建設(shè)模式已經(jīng)不再適合智能化時代的需求,這就需要全新的思路建設(shè)數(shù)據(jù)中心。
華為提出“模塊化+智能化”的設(shè)計理念,以四個重構(gòu)來打造極簡、綠色、智能、安全的下一代數(shù)據(jù)中心。
首先是重構(gòu)架構(gòu),通過模塊化和預(yù)制化,實現(xiàn)極簡交付,大大縮短交付時間,保證客戶業(yè)務(wù)快速上線。不僅速度快,模塊預(yù)制還可以在施工過程無“三廢”產(chǎn)生,施工用水和建筑垃圾減少80%,可回收率超過80%, 施工碳排放減少90%,實現(xiàn)全生命周期綠色建設(shè)。
以陜西移動西咸數(shù)據(jù)中心為例,采用華為FusionDC預(yù)制模塊化數(shù)據(jù)中心解決方案,938機柜,上線交付時間僅為6個月,現(xiàn)場土建與工廠模塊生產(chǎn)同時進行,施工過程無“三廢”等有毒物質(zhì)產(chǎn)生,減少施工用水和建筑垃圾,減少施工碳排放。再以華為最近承建的中東和非洲最大太陽能供電數(shù)據(jù)中心為例,正是采用了預(yù)制模塊方案,只用五天半時間吊裝了49個預(yù)制模塊,在中東沙漠搭出2000平米機房,刷新中東數(shù)據(jù)中心建設(shè)速度。
其次是重構(gòu)溫控,通過數(shù)字化加持的iCooling技術(shù)和最大限度利用自然冷源的間接蒸發(fā)冷卻方案,降低數(shù)據(jù)中心PUE 8%~15%。陜西移動西咸數(shù)據(jù)中心的溫控系統(tǒng)采用間接蒸發(fā)冷卻解決方案,最大化利用自然冷源,年均PUE從1.35降至1.25,相比冷凍水方案省電8%以上,節(jié)水40%。經(jīng)預(yù)測,10年周期省電近6000萬kWh,省水超40萬噸,降低碳排放2.7萬噸,等效種樹3.7萬棵。
第三是重構(gòu)營維,通過數(shù)字化加持的智能運維,實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心運維的自動駕駛,降低運維成本約35%。同時通過資產(chǎn)容量管理精細化和智能化,有效提升資源利用率約20%。
最后是重構(gòu)供電,對供配電系統(tǒng)全鏈路可視可管,AI使能預(yù)測性維護,實現(xiàn)從被動維護到主動預(yù)防,為數(shù)據(jù)中心的可靠運行保駕護航。
顯然,在加速建設(shè)與節(jié)能減排的雙重壓力下,“四大重構(gòu)”是衡量下一代數(shù)據(jù)中心建設(shè)和運維的標準。
【結(jié)束語】
作為數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的先行者,運營商一方面要持續(xù)投入5G網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心的等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),另一方面也要實現(xiàn)碳中和的目標,可謂雙重壓力。全球運營商都在積極行動,以中國電信為例,提出打造云網(wǎng)融合的安全、綠色新型信息基礎(chǔ)設(shè)施為目標,持續(xù)開展綠色數(shù)據(jù)中心先進節(jié)能技術(shù)應(yīng)用,“十四五”期間,大型、超大型綠色數(shù)據(jù)中心占比將超過80%,新建數(shù)據(jù)中心PUE低于1.3。中國移動則提出,到“十四五”末,在公司電信業(yè)務(wù)總量增加1.6倍的情況下,碳排放總量將控制在5600萬噸以內(nèi)。
在通信領(lǐng)域,華為打造了全場景ICT低碳解決方案,幫助運營商實現(xiàn)綠色網(wǎng)絡(luò)能源、綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)。無論是智能站點的全局規(guī)劃,還是數(shù)據(jù)中心的四個重構(gòu),都是運營商實速實現(xiàn)“雙碳”的重要助力。