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專家詳解:5G為儲能帶來了什么
日期:2020-10-29   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:dingyi 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
 “對于普通老百姓的認(rèn)識來說,5G的應(yīng)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(yīng)用,那就太浪費(fèi)了。”

中國移動通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司信息能源所所長馬雁序在多個場合強(qiáng)調(diào),5G網(wǎng)絡(luò)主要為工業(yè)服務(wù),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(yīng)新增儲能需求約為1.9~3.1吉瓦時(shí)。

另據(jù)日前發(fā)布的《2020儲能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用研究報(bào)告》(以下簡稱《報(bào)告》),預(yù)計(jì)今年年底我國5G基站數(shù)量將超過60萬個。

“預(yù)計(jì)2020年底,5G基站帶來的備用電源儲能需求約為10億瓦時(shí)/年級別。”中國化學(xué)與物理電源協(xié)會儲能應(yīng)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(luò)作為下一代經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),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(yùn)營商使用5G網(wǎng)絡(luò),其中中國的貢獻(xiàn)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(jì)劃在年底達(dá)到35萬個。

“隨著5G基站建設(shè)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(diǎn),同時(shí)收發(fā)通道數(shù)明顯增加,但這也導(dǎo)致其功耗的增加。據(jù)統(tǒng)計(jì),5G設(shè)備的功耗為同配置4G的3~4倍。

也就是說,以4G時(shí)代基站能效水平來運(yùn)行5G網(wǎng)絡(luò),能源浪費(fèi)將翻倍。

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

江衛(wèi)良表示,在2G、3G、4G時(shí)代,站點(diǎn)電源以被動響應(yīng)為主,缺乏主動規(guī)劃,導(dǎo)致多套電源疊加建設(shè),電源、配電、空間不匹配,系統(tǒng)運(yùn)行效率低,多套電源運(yùn)行維護(hù)工作大等問題。

“若5G時(shí)代仍延續(xù)傳統(tǒng)建設(shè)方案,將帶來大量基礎(chǔ)設(shè)施改造和資源閑置浪費(fèi)。”

與此同時(shí),面對5G網(wǎng)絡(luò)海量站點(diǎn),目前大多數(shù)運(yùn)營商每站年均運(yùn)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(yùn)維方式,依賴人工上站維護(hù),成本將極大增加。

5G基站建設(shè)的另一個痛點(diǎn)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(dǎo)的,主要購買外國設(shè)備,一個國家設(shè)備一個樣,供電很復(fù)雜。”更令馬雁序擔(dān)憂的是,基站的空間沒有了,無法增加新的設(shè)備,而機(jī)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(jī)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(diǎn)備受歡迎,并且已經(jīng)應(yīng)用于實(shí)踐。

更為關(guān)鍵的是,磷酸鐵鋰電池充放電次數(shù)可達(dá)3500~5000次;能量密度可達(dá)到100~110瓦時(shí)/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(xiàng)招標(biāo)通知,總預(yù)算超過8945萬元,多項(xiàng)招標(biāo)要求采購磷酸鐵鋰電池。中國移動通信集團(tuán)有限公司在2020年3月初也發(fā)布了1.95吉瓦時(shí)磷酸鐵鋰電池的采購訂單。

北方工業(yè)大學(xué)儲能技術(shù)工程研究中心教授李建林等人撰文介紹,鋰電池在4G時(shí)代應(yīng)用于運(yùn)營站點(diǎn)儲能系統(tǒng),但5G時(shí)代通信基站的環(huán)境更加復(fù)雜,對儲能系統(tǒng)的要求更為苛刻。

柔性、智能、高效是關(guān)鍵



《中國科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)了解到,基于“柔性、智能、高效”設(shè)計(jì)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(shù),具體表現(xiàn)在多能源融合發(fā)展、電源設(shè)備數(shù)字化和電池設(shè)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(shí)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(shí)接入存量電源余量,平滑演進(jìn),提升資源利用率,降低建設(shè)投資。

而在輸出配電方面,可考慮實(shí)現(xiàn)多電壓等級智能輸出,匹配業(yè)務(wù)設(shè)備供電需求,按需配置,靈活擴(kuò)展。

中國移動設(shè)計(jì)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(jī)柜組成,可實(shí)現(xiàn)能源多輸入、多輸出,支持新舊電源并機(jī)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(diǎn)。”馬雁序說,“例如,原來一個基站建設(shè)需要各個廠家設(shè)備到位以后,施工隊(duì)在現(xiàn)場安裝接電路和電線,一個基站的供電設(shè)備安裝時(shí)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(shí)。”

值得一提的是,與傳統(tǒng)建設(shè)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(shè)計(jì)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(yùn)營商線上研討會后,南非、泰國、阿聯(lián)酋等海外客戶已表達(dá)明確購買意向,泰國甚至已開始按照運(yùn)營商True的要求進(jìn)行采購前的設(shè)備測試。
 
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來源:中國科學(xué)報(bào)
 
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