【德勤】降碳减排:四大新趋势赋能电信行业可持续发展.pdf

2024-02-21
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电信公司及其双绞线不仅会被关闭,还会被更高效的光纤所取代。有线电视公司以同轴电缆为介质传输电视和互联网信号。由于同轴电缆不带电,因此关闭它节省的能源较少,但研究显示,采用无源光纤接入家庭网络比同轴电缆解决方案节省约9%的电力(相比之下,光纤节省37%的电力)。



此外,5G网络采用的天线技术是耗电大户,目前利用率往往不高,而且由于其先进的核心技术(5GNR标准),在利用率不高时最容易休眠。这并不意味着休眠模式技术不能用于4G、3G或2G网络。5G节能效果并不显著,并且随着2G和3G网络的关闭,休眠模式技术或将重点运用于4G。



同样,尽管关闭3G网络备受关注,但机器对机器通信、物联网通信(例如智能电表)仍使用2G网络进行连接。2G比3G更省电,但预计也将在未来十年内退网。各个国家关闭2G网络的速度有快有慢,例如,法国将于2025年前逐步淘汰2G网络,而英国将于2033年前逐步淘汰2G网络。



电信公司可采取多种措施来减少其范围1直接碳排放(车队电气化)或范围2外购电力排放(5G休眠模式、铜缆和关闭3G),但范围3间接价值链排放可能是更大的难题。在电信公司所采购的商品和服务中,手机占据比例大。在美国,运营商每年购买的智能手机占总购买量的75%(欧洲的购买比例则低得多),而每部新智能手机均会排放85千克二氧化碳当量。


我国信息通信领域近年来积极引入先进技术,大力推动绿色转型和节能减排。随着信息基础设施的能源使用效率不断提升,绿色节能工作已经取得了显著成效。在十三五阶段,电信业用电规模仅占全社会用电总量的1%左右,而单位电信业务量和单位信息流量的能耗年均降幅超过了20%。


关闭3G无线网络还记得3G无线网络吗?现有用户少、耗电量过大。关闭3G网络不仅能将3G频谱资源用于4G或5G(又称“频谱重耕”),亦能显著提高网络效率、减少碳排放:有报告称,关闭3G网络或降低15%的能源成本。103G于2001年面世,约在2012年达到顶峰,但目前逐步被网络传输速度更快、传输效率/比特更高的4G和5G网络所取代。发展中国家的部分地区仍大规模使用3G网络:2023年,埃塞俄比亚和安哥拉的智能手机用户3G使用时长占比达40%。


11而其他国家或地区早在数年前就已关闭3G网络,例如中国台湾地区在2017年至2018年期间关闭3G网络。过去六年,有22个国家/地区的58家运营商关闭了3G网络(平均每年约有10家运营商,涉及4个国家/地区),2024年关闭3G网络的运营商数量有望增至15家,涉及6个国家/地区,2025年将增至26家,涉及10个国家/地区。12提升现场服务车队的可持续发展能力电信公司拥有庞大的商用车队,提高车队的可持续发展能力将产生巨大影响:商用车的二氧化碳排放量是轻型客车的21倍,尽管商用车仅占车队的20%,却占道路运输排放量的60%。


13对于一家运营商而言,要维护数以万计的手机信号塔并使其覆盖数百万家庭和企业,需要一支由汽车、卡车和货车组成的庞大现场服务车队:例如,一家英国运营商拥有一支33,000辆汽车的车队,是英国第二大商用车队,车队的直接排放量(范围1)占其总排放量的三分之二以上。14随着充电网络规模扩大、纯电动货车和卡车加大生产,电气化的步伐正在加快。2022年底,一家法国运营商的车队拥有3,000辆纯电动汽车,计划到2025年将这一数字翻一番,并已于2023年交付首辆氢动力货车。15提升新一代5G设备的可持续发展能力5G基站耗电虽多,但新技术支持空载时进入休眠状态,从而每年为电信公司降低数千兆瓦时能耗并减排数百万吨二氧化碳当量。


165G引入了有源天线单元(A AU)等多项技术,因此比4G功能多。不同于无源天线,5G的A AU能够(采用“大规模多输入多输出”(massive MIMO)技术)进行波束成形,从而提升网络速度、容量、频谱效率并降低每兆比特成本,但代价是功耗增加。17对于4G和5G而言,各种基带处理单元(BBU)和射频拉远单元(RRU)的功耗大致相同。A AU功耗为4.2千瓦,是4G基站功耗的60%以上,因此性能和功耗发生了巨大变化(图1)。18如果A AU支持更多频率,功耗还会进一步攀升,最高可达20千瓦。



因此,不仅需要改善电力供应(大型网络的升级或改造成本高达数十亿美元),19电信公司的碳足迹亦将受到负面影响。如果5G得到充分利用,其功耗可为成千上万的用户提供数百万比特的数据。就每比特数据的瓦特数而言,5G的效率比4G高出90%。20但未得到充分利用的5G将消耗大量电力,并导致客户覆盖面不足。第一代5G设备无法切换至休眠模式(又称“低能耗模式或深度待机模式”),亦不能根据负载情况灵活调整功耗。此外,还有部分刚性解决方案:一些电信公司在夜间利用率较低时关闭5G网络,迫使客户只能使用传统的4G网络。


212024年,随着爱立信、诺基亚、三星和华为(合计约占全球5G无线接入网络市场的87%22)引入能耗更低的5G RRU、BBU和A AU(通常由人工智能算法和新型半导体驱动),上述情况将有所改变。23四家公司均称,第二代5G设备的功耗较上一代产品降低了20%至50%,24低流量时段的网络功耗可减少高达94%。25此外,还有部分第二代5G设备面向5G物联网(IoT)市场,配备5G轻量化(RedCap)技术,功耗远低于全5G设备,甚至低于4G设备。


26总体而言,大多数主要市场的5G网络部署取得良好进展,大部分运营商不太可能拆除老旧的5G无线电设备和天线并更换新的可持续设备。刚刚着手部署5G的地区应使用新设备,在旧设备逐渐出现故障时,可用更高效的设备取而代之。2024年和2025年,5G无线电设备的环境足迹明显改善,主要得益于迄今为止进展缓慢的5G部署:扩大5G网络覆盖范围需需要更多信号塔和天线,电信公司或将购买更多节能型设备。小结电信公司及其双绞线不仅会被关闭,还会被更高效的光纤所取代。有线电视公司以同轴电缆为介质传输电视和互联网信号。


由于同轴电缆不带电,因此关闭它节省的能源较少,但研究显示,采用无源光纤接入家庭网络比同轴电缆解决方案节省约9%的电力(相比之下,光纤节省37%的电力)。27此外,5G网络采用的天线技术是耗电大户,目前利用率往往不高,而且由于其先进的核心技术(5G NR标准),在利用率不高时最容易休眠。28这并不意味着休眠模式技术不能用于4G、3G或2G网络。5G节能效果并不显著,并且随着2G和3G网络的关闭,休眠模式技术或将重点运用于4G。同样,尽管关闭3G网络备受关注,但机器对机器通信、物联网通信(例如智能电表)仍使用2G网络进行连接。292G比3G更省电,但预计也将在未来十年内退网。各个国家关闭2G网络的速度有快有慢,例如,法国将于2025年前逐步淘汰2G网络,而英国将于2033年前逐步淘汰2G网络。

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