充电桩五大四小是什么
2022-08-19 17:15:28 | 4264 人气
1、五大发电集团:国家能源集团、华能集团、国家电投、华电集团、大唐集团
新能源装机规划如下:
(1)国家能源集团
规划“碳达峰”时间:2025年
“十四五”规划:“十四五”时期实现新增新能源装机7000-8000万kW,增新能源装机占比达40%
新增装机容量预测:“十四五”期间公司新能源装机增幅达157%。
(2)华能集团
规划“碳达峰”时间:2025年
“十四五”规划:2025年,发电装机达到3亿kW左右,新增新能源装机8000万kW以上,清洁能源装机占比50%以上碳排放强度较“十三五”下降20%
新增装机容量预测:2025年末和2035年末公司清洁能源装机分别达到150GW和375GW2035年,发电装机突破5亿kW,清洁能源装机占比75%以上。
(3)国家电投
规划“碳达峰”时间:2023年
“十四五”规划:2025年电力装机达到2.2亿kW,清洁能源装机比重提升到60%2035年,电力装机达2.7亿kW,清洁能源装机比重提升到75%。
新增装机容量预测:“十四五”期间公司新能源装机至少新增41GW。
(4)华电集团
规划“碳达峰”时间:2025年
“十四五”规划:“十四五”期间公司计划关闭超过300万kW的火力发电容量,期末非化石能源装机占比达50%,清洁能源占比接近60%。
新增装机容量预测:“十四五”期间新增新能源装机7500万kW。
(5)大唐集团
规划“碳达峰”时间:2025年
“十四五”规划:2025年非化石能源装机超50%
新增装机容量预测:“十四五”期间公司新能源装机至少新增56GW。
2、发电集团四小豪门:中广核集团、华润电力、国投电力、三峡集团
新能源装机规划如下:
(1)中广核集团
规划“碳达峰”时间:2025年
“十四五”规划:“十四五”期间维持新增投运容量每年300万kW以上的速度发展
新增装机容量预测:“十四五”期末公司境内的新能源在运装机总容量突破4000万kW。
(2)华润电力
规划“碳达峰”时间:2025年
“十四五”规划:“十四五”期间新增40GW可再生能源装机,期末可再生能源装机占比超过50%
新增装机容量预测:“十四五”期末公司可再生能源装机规模达51.24GW,较2020年末的增幅达356%。
(3)国投电力
规划“碳达峰”时间:2025年
新增装机容量预测:“十四五”期间,新增新能源装机容量2000万Kw。
(4)三峡集团
规划“碳达峰”时间:2023年
“十四五”规划:“十四五”期间,新能源装机容量实现7000-8000万kW目标
新增装机容量预测:“十四五”期间公司新能源装机新增53-63GW,增幅达306-364%。
在这个不同往年的2021年,以华电、华能、三峡为代表的央企发电集团,分别先后宣布“碳达峰、碳中和”时间表来彰显自己在可再生能源布局上的信心与决心。
两会期间,全国人大代表、中国华电党组书记、董事长温枢刚表示:2025年中国华电非化石能源装机占比将力争达到50%,努力实现“碳达峰”。
国家电投更是早在2020年底提出“碳达峰”时间表。2020年12月8日,国家电力投资集团有限公司党组书记、董事长钱智民表示,国家电投将在2023年实现国内碳达峰,到2035年清洁能源装机比重提升至75%。
3月11日,中国三峡集团党组书记、董事长雷鸣山在接受媒体采访时透露,三峡集团力争于2023年率先实现碳达峰,2040年实现碳中和。成为首家宣布“碳中和”时间表的央企集团。
01
超10GW风机招标 “抢装”继续
回顾2020年,国家电投2020年底总装机规模1.51亿千瓦,清洁能源装机占比50.5%;华电集团2020年底总装机容量为1.53亿千瓦,其中清洁能源装机占比达40.4%。以两组数字的对比来看,“碳达峰”的实现需要以上企业落实的年可再生能源装机增量均在1500万千瓦以上。
也因此,行业有预测指出,在“30·60”大背景下,2021-2022年间风电或将持续“抢装”势头。
3月12日,国家电投发布二〇二一年度第十二批集中招标(第一批风力发电机组设备规模化采购),涉及18个风电项目,总规模达2422MW(2.422GW)。 据北极星风力发电网不完全统计,开年至今,各大发电集团已经开展了超过1000万千瓦风电机组招标 ,其中华电集团以超过400万千瓦的招标量位居榜首,国家电投近300万千瓦紧随其后,华能113万千瓦招标量、华润电力接近100万千瓦也毫不逊色于国家能源集团与大唐集团。
02
“跑马圈地:再现
2021一季度接近尾声,各大发电集团在风电项目招标上落子如飞,其迅速与果断一方面可以看出走好“十四五”开年第一步的谋略,另一方面也预示着行业建设热潮的延续。另外,2021年开年以来,内蒙古、河南、山西、青海等地的各大综合能源基地的频繁签约,也佐证了各大发电集团抢占风光资源的紧迫程度,“碳中和”下,可再生能源的飞速发展伴随着资源“跑马圈地”轰轰烈烈地开启。
根据北极星风力发电网总结,各大发电集团“十四五”规划如下:
2020年底,国家能源集团党组副书记、总经理刘国跃会议指出,“十四五”时期,集团可再生能源新增装机达到7000-8000万千瓦。确保实现年均开工、投产“两个1500万+”目标。
2021年1月29日,在国家电投2021年工作会议上,该集团为自己定下的目标是“力争全年新增新能源装机不低于1500万千瓦”;
华能集团党组书记、董事长舒印彪也指出,未来五年华能计划投产新能源装机8000万千瓦。初步合算的话,华能将以1500万千瓦/年的速度推荐新能源建设;
三峡新能源副总经理吴启仁曾在2020年底召开的“2020能源转型论坛暨第十届全球新能源企业500强峰会”强调,“十四五”期间,三峡新能源每年新增清洁能源装机1500万千瓦。
中广核新能源更是将原定的“十四五”再造一个中广核新能源目标变成一个半,加码到3000万千瓦,增长空间进一步打开。
仅从以上几个开发商的规划来看,其“十四五”总量已达咋舌的34000万千万,近乎340GW的资源。一般来看,“十四五”总量目标不会平均到每一年中完成,其开发策略必定是“前紧后松”才能确保十四五末期有足量的冗余。这也就注定了2021-2022年将是资源抢夺剑拔弩张的阶段。
同时,仅仅依靠风光资源的抢夺是不够的。结合2020年8月27日,两部委联合发布的《关于开展“风光水火储一体化”“源网荷储一体化”的指导意见》的来看,综合能源基地、源网荷协调互动必然成为十四五期间,可再生能源开发的主流模式。
2021年开年至今,短短不足3个月,国家电投、大唐、国家能源集团、华能等央企持续加大对新能源项目的投资力度。其中,风光水火互补、风光火储一体化项目等综合能源基地项目的签约成为“十四五”开年的重头戏。
“8月2日,左岸机房的7号水轮机组顺利投产发电,至此,川滇两岸山下16台我国自主研发的百万千瓦水轮发电机组已投运10台,已投产装机容量达到1000万千瓦。”中国三峡集团白鹤滩工程建设部副主任康永林说。
白鹤滩水电站是在建规模全球第一、装机规模全球第二大水电站。全部机组投产发电后,一天的发电量可满足16万个家庭全年的用电量。溯长江而上,葛洲坝、三峡、向家坝、溪洛渡、白鹤滩、乌东德等长江干流6座梯级水电站勾连起世界最大清洁能源走廊。截至2022年5月4日,6座梯级水电站累计发电量突破3万亿千瓦时清洁电能,相当于节约标准煤约9.1亿吨,减排二氧化碳约2.4亿吨。
能源是国民经济的命脉。党的十八大以来,中国能源绿色低碳转型加快推进。国家能源局数据显示,我国可再生能源发电装机历史性突破11亿千瓦,水电、风电、光伏发电、生物质发电装机规模稳居世界第一。
在青海省海南藏族自治州共和县塔拉滩,一排排蓝色光伏板与湛蓝天空交相辉映。40公里外,位于黄河上游的龙羊峡水电站和它们组成了世界最大装机容量的水光互补工程——国家电投龙羊峡水光互补电站。自电站投产以来,年均发电量14.94亿千瓦时,相当于节约标准煤46.46万吨、减少二氧化碳排放约122.66万吨。
“我国能源发展的总体思路是在保证能源安全的前提条件下,持续推进能源绿色低碳转型。趋势就是化石能源消费总量要逐步减少,风电、光伏为增长最快的可再生能源,在能源新增供应量中占较大的比重。”国家能源局局长章建华说。
一组数据见证发展:2014年以来,我国单位国内生产总值能耗累计降低20%,以年均约2.9%的能源消费增长支撑了6.2%的国民经济增长。煤炭消费比重从2014年的65.8%下降到2021年的56%,年均下降1.4个百分点,是历史上下降最快的时期;清洁能源消费比重同期从16.9%上升到25.5%,占能源消费增量的60%以上。
在能源技术创新方面,我国已建立了完备的清洁能源装备制造产业链,成功研发制造全球最大单机容量100万千瓦水电机组,具备最大单机容量达10兆瓦的全系列风电机组制造能力,光伏电池转换效率多次刷新世界纪录。
此外,同100多个国家和地区开展绿色能源项目合作,“华龙一号”等自主核电技术装备出口实现突破,特高压直流输电技术在海外落地,光伏产业为全球市场供应超过70%的组件……在推动自身转型的同时,也为促进全球能源可持续发展,建设更加清洁、美丽的世界贡献了重要力量。
“十四五”是碳达峰的攻坚期、窗口期,在全球能源供应紧张的情况下,中国狠抓“十四五”能源规划和能源领域碳达峰方案的落地实施。统筹好非化石能源特别是新能源与化石能源之间的互补和优化组合、积极推动煤炭的清洁高效利用、加强终端用能的清洁替代……一系列举措背后,是走好能源绿色低碳转型和高质量发展之路的决心。
2022年7月6日,阿里巴巴和京东同时传出消息,两家互联网顶流大厂各自与国电投签署战略合作协议。
这次合作非同一般,从合作方国电投的“咖位”上就能体现出来。我国共有五大电力央企——国家能源投资集团、华能集团、国家电力投资集团、华电集团和大唐集团,在营收和资产等指标上,国电投常年位居第二或者第三位。此外,国电投还是全球最大的光伏发电企业。
在这次合作中,京东和国电投将以共建综合能源生态体系、共创数智化供应链为目标,主要围绕县域综合能源、数字化升级、物资采购、智慧物流、能源供应、碳中和规划、产业生态等领域进行合作;阿里与国电投将在“新能源”和“数字化”结合提升生产力、“三网融合”整体解决方案、战略机遇研究与技术创新等领域进行合作。
简单来说,京东与国电投的合作偏向用供应链能力为能源企业“赋能”,阿里则偏向以数字化能力帮助国电投加快数字化转型、提升生产力等等。
合作也是相互的。在互联网公司助力能源行业的同时,也将收获回报。比如,国家电投将在运营减碳、价值链减碳、带动生态减碳等方面助力阿里巴巴的“碳中和”目标。
“从人类使用能源的 历史 来看,电力与互联网一样都很年轻。”阿里巴巴在公布与国电投达成合作的消息时写道。
这场“年轻”的合作,为什么会在此时此刻达成呢?
详解阿里、京东、国电投合作
就在这次合作协议公布前半个月左右,2022年6月20日,国电投发布公告,显示阿里、京东分别以1.8亿元和1.17亿元,中标其天枢云、天枢一号、电投云建设等项目。
其中,天枢云是一个工业物联网平台,根据国电投的要求,应具备设备连接、边缘管理、终端控制、应用商店以及数据统一、汇聚、转发等功能,还要搭建国家电投集团和其各级下属单位之间互联互通、多层联动的智慧物联底座,对外提供端到端在线智能化的云上能源服务,数字驱动三网(能源网、政务网和社群网)融合;
天枢一号是一个综合能源管控与服务平台,由国电投发布于2021年,集成了能源监视、调控、预测、分析、运维等9类功能;
电投云是一个企业私有云,全面建成后,将具备逻辑集中、物理分散、应用灵活、组件标准等特点。值得注意的是,国家电投将集团级数据中心放在了贵州的贵安新区,以支撑其私有云。这里也是腾讯、苹果、华为等企业数据中心的所在地。
其中,阿里拿下的是电投云和天枢一号(服务器型)项目。这也不难理解,目前,阿里云是国内当之无愧的第一大云计算厂商。权威研究机构Gartner发布的2021年全球云计算市场份额数据显示,阿里云排名全球第三、市场份额为9.55%,连续六年实现份额增长。
京东收获的是天枢云和天枢一号(网关型)建设项目,由京东 科技 负责实施。京东 科技 是京东集团对外输出技术的渠道,在AI、云计算等领域有着比较强的技术实力。
由此可以看出,在6月底阿里、京东中标数字化转型大单后,7月初国电投宣布和阿里、京东进行合作,也是“顺理成章”的。但其合作范围远不止企业的数字化转型。
一个很重要的合作领域是物流。
其中,京东物流与国家电投上海能源 科技 发展有限公司签署合作协议,向国电投综合能源生态体系注入供应链优势能力,就光伏领域的产品仓储、配送、安装、运维等方面展开全面合作,全力推进县域清洁能源布局,共建县域综合能源一体化物流服务网络。
可以试想一下这样的场景——在不久之后的未来,乡镇农村的单位、工厂或者居民,可以在网上下单订购光伏发电产品,短时间内就能收到由京东物流配送的货物,并快速组装、并网发电,就像在京东上订购家具家电那样。
能源企业转型,少不了互联网大厂
能源巨头们和互联网大厂之间的合作,其实早有伏笔。
2021年1月26日,国电投党组书记、董事长钱智民就曾到京东 科技 参观调研,并与京东 科技 CEO李娅云进行座谈交流。
当时的报道称,国电投方面参观了京东视界、京东无人装备、京东无人超市、京东线上线下门店等。在随后的座谈中,“双方就京东 科技 支持国家电投数字化转型,国家电投支持京东集团清洁智慧用能、率先“碳达峰”“碳中和”,发挥各自优势共同推进智慧城市、智慧园区、美丽乡村建设等方面达成共识。”并且“双方一致同意建立合作对接机制,抓紧开展具体对接,争取尽快落地见效。”
阿里巴巴和国电投的接触稍早一些。2020年8月18日,阿里巴巴技术委员会主席、阿里巴巴达摩院院长、阿里云智能事业群总裁张建锋等一行人,来到国电投总部拜访了国家电投党组书记、董事长钱智民。“双方就智慧城市建设、数字化技术应用与产业融合、数据平台建设等业务领域合作进行深入交流,并达成共识。”
互联网行业的数字化实力和供应链能力,是能源企业在新能源时代迫切需要的。特别是2021年底,国资委对央企“碳达峰”“碳中和”做出规定:到2025年,可再生能源发电装机比重要达到50%以上。
当前,国电投的可再生能源发电装机比重已经超过了60%,已经提前完成了国资委的规定。其中,遍布各个县城、农村的屋顶光伏发电系统贡献良多。2021年12月,国电投整县屋顶分布式光伏覆盖的县域破百个。在国家和各地政策的不断支持下,县域屋顶光伏产业还将继续深入发展、普及。
为了实现光伏产业的进一步发展,就需要更强的供应链能力,帮助能源企业将光伏的触角伸向县域、村镇基层。这正是在自营供应链上积累深厚的京东所擅长的。
而在数字化转型上,国电投早在2021年就推出了“天枢一号”综合智慧能源管控与服务平台,促进能源网、政务网与社群网“三网融合”。而互联网公司在云计算领域有着持续投入,技术经验丰富,也能在短时间内拿出面向B端客户的解决方案,因此是能源大厂数字化转型的较优选择。
互联网大厂为何“拥抱”能源大厂?
互联网大厂涉足能源行业,并不是最近一天两天的事。
阿里和京东,都在物流领域进行过光伏发电的布局。从2018年开始,菜鸟物流就利用仓库屋顶的空间布置光伏电站并网发电。2021年菜鸟公布的数据显示,广州增城园区、东莞清溪园区、杭州下沙园区等6个园区的光伏发电项目年发电量超过2500万度,大致相当于节约了一万吨煤炭;2021年,京东完成在12座“亚洲一号”智能产业园安装了光伏发电系统,还将用3年时间搭建1000兆瓦光伏发电能力,为京东85%智能产业园提供绿色能源。
与电力、能源系统的直接合作,互联网大厂在近年积累了一定经验。
比如,阿里云和蚂蚁金服早在2015年,就和南方电网下属的深圳供电局共建“互联网+”城市电网服务;京东零售曾经中标过国家电网2019年度办公物资采购项目,京东以企业业务的方式,向全国各地的几十家国电单位提供智能采购方案,服务国家电网泛在电力物联网的数字化建设。
随着时间的推移,互联网公司和能源行业的合作不断向深远推进。
2020年,京东为陕西省属能源国企陕煤集团搭建了“运销云”,促进煤炭行业数字化转型,帮助陕煤业务流程缩短了40%、煤炭运输效率提升了30%、服务器成本下降了30%以上,助力煤炭的高效、绿色、清洁利用;
同年,国家电网一口气与阿里、腾讯、百度等41家公司签署战略合作协议,几乎囊括了所有“顶流”互联网大厂,并发布了围绕大数据、工业互联网、5G、人工智能等领域的“十大任务”;
2022年6月,腾讯云发布了“能源连接器(Tencent EnerLink)”和“能源数字孪生(Tencent EnerTwin)”两款能源自研产品,其中“能源连接器”打通了企业微信、腾讯文档、微信小程序等大量腾讯系应用,便于应用在各类有人场景;“能源数字孪生产品”为能源产线打造1:1生产模型,帮助客户实时监测运行状况,起到节能减排和提升故障预警能力等作用。最近,腾讯也与国家电网等能源巨头达成了合作。
在C端市场增量见顶之时,发力以能源行业为代表的B端赛道,成为了互联网大公司的普遍选择。一方面是因为能源赛道前景广阔,有数据表明,单单国家电网在2020年一年,投资电力信息化的资金就达4605个亿;另一方面,助力传统行业的数字化转型,也是互联网大公司承担企业 社会 责任的重要组成部分。
这样看来,做传统行业的B端生意,对于互联网大公司来说是一件既能得到实惠,又很有面子的事情。
再加上能源行业和“双碳”紧密相连,特别是能源行业的数字化转型占了碳中和市场相当大的部分,助力能源行业的数字化,也有助于互联网大公司进入碳中和市场。碳中和市场,本身就是一个巨大的商业机会。根据国家发改委能源研究所的分析,未来30年为达到碳中和目标,近能源领域的基础设施建设的资金规模,就将达到100万亿元。
从公益的角度看,互联网大公司与能源企业的合作,也能帮助其达成承诺的“减碳目标”。
比如,京东在2020年提出“到2030年,京东的碳排放量与2019年相比减少50%”的总体目标;阿里巴巴2021年发布碳中和行动报告指出,阿里将于2030年实现自身碳中和,实现上下游价值链的碳排放强度减半,且在15年间带动生态减碳15亿吨。这些宏伟蓝图的实现,必然需要在自身和合作伙伴身上一笔一笔勾画。
受制于能源企业的相对封闭性和业务复杂性,刺猬公社(ID:ciweigongshe)仍对互联网公司在进一步进入能源行业的前景持谨慎乐观的态度。但不论如何,此次阿里、京东与国电投的合作如果能顺利落地,一定能为互联网大厂拥抱“能源大厂”开一个好头。
本文源自刺猬公社
我国提出的碳达峰碳中和目标完成难度
我国提出碳达峰、碳中和目标(力争在2030年前实现碳达峰,在2060年前实现碳中和),既是气候变化成为主流科学界的共识,更是大国担当的庄严承诺。但要实现这个目标,需要付出艰苦努力。
首先,欧盟CO2排放达峰是一个自然过程,而中国CO2排放达峰时间表是人为设定的。欧盟大部分国家是在90年代初,甚至有些国家是在70年代后期或80年代时就已达峰,平均达峰时间是在90年代,并且是通过事后计算才知道的。达峰后,欧盟的CO2排放有漫长的平台期,是从90年代开始一直到2000年左右,接近20多年。
有些国家的平台期达到30年,之后才开始快速下降,这一趋势下欧盟提出了2050年实现碳中和。中国的CO2排放达峰时间表是人为设定的,目前CO2排放仍在爬坡,没有看到峰顶。
各地对达峰概念的理解不一,现在仍处于研究阶段,很多地方把达峰安排为努力爬坡,而不是尽早达峰,尽可能把排放量基础做大,利用所谓的发展空间。显然我国CO2达峰还需付出艰苦努力。
其次,在碳中和问题上,欧盟承诺的碳中和时间和达峰时间间隔约为65-70年,个别国家是80年左右,而我们只有约30多年的时间。达峰后,我们几乎没有平台缓冲期,就要快速下降。
如:五中全会确定了2030年前CO2排放达峰,2035年就需要稳中有降,2035年到2060年只剩25年,要在这25年的时间实现碳中和。我们没有平台期的缓冲就需要下降,而且是快速下降。在缺乏足够时间的条件下我们如何实现碳中和,这是我们未来应该考虑的重要话题。
第三,二氧化碳排放主要来自于化石燃料的燃烧,与其他能源消费大国相比,中国能源结构以煤炭为主,我国能源结构中,煤炭占比高达57%,是所有工业大国中最高的。使用煤炭产生的二氧化碳排放比石油高30%,比天然气高70%,能源系统产生的碳排放71.7%来自煤炭使用。以煤炭为主体的能源结构决定了我国实现“双碳”目标必将付出艰苦努力。
因此,要实现双碳目标,大力发展以光伏、风电为代表的可再生能源就成为实现目标的重要路径。据测算,2060年实现我国提出的碳中和目标,需要将电力行业的碳排放量控制在40.2亿吨以内。因此,2021年及未来更长一段时期内,风电、光伏和核电在电力装机和发电量中的合计占比有望逐年提高。
根据能源局发布的统计数据测算,2030年我国风电、光伏和核电的合计发电量占比将超过26%。另外,国际可再生能源署预测,到2050年,中国风电、光伏发电合计占总发电装机量比重将超过70%。
绿色低碳转型意味着巨大的成本。尤其对于以传统化石能源为主的发电企业来说,从高碳资产为主向绿色低碳资产转型的成本十分巨大。以“五大电力”企业为例,2020年有四家清洁能源装机占比低于50%,新能源电源增量成为这些企业投资发展的重点。随着新能源大规模发展,资源争夺和市场竞争将愈加激烈,各企业都在抢抓清洁能源转型的机遇,争取优质新能源资源,坚持集中式与分布式并举,新建为主并购为辅,实现风电、光伏跨越式大发展[1]。实施“碳达峰”“碳中和”是广泛而深刻的经济社会系统性变革,对政府、企业,甚至每个人的生活都是一场变革,“一场硬仗”。“十四五”时期,是我国实现“碳达峰”目标的关键期、窗口期,除了控制化石能源消费总量、提高利用效能,还要大力实施清洁能源替代行动,深化电力体制改革和碳交易制度创新,也要倡导绿色低碳生活,提升生态碳汇能力。
总之,构建以新能源为主体的电力系统,意味着光伏、风电等清洁能源的大规模发展,到2025年清洁电源装机比例将超过50%[8]。清洁能源的高比例发展必须采用市场化手段,避免大幅度的财政补贴。清洁能源的发展必须依靠创新驱动,以新能源为主体的新型电力系统应具备高度的数字化、智能化水平,才能不断提升分布式清洁能源的存储和消纳能力,真正让清洁能源成为电力供应的主体。
2021年政府工作报告提出,今年要扎实做好碳达峰、碳中和各项工作,“十四五”时期,单位国内生产总值能耗和二氧化碳排放分别降低13.5%、18%。并将这两项指标作为约束性指标进行管理。面对低碳的硬指标,能源消费量快速增长的信息通信行业(ICT)也提出了碳中和目标。其中,华为首次提出了“零碳网络”,发布了数字能源零碳网络解决方案。
据加拿大麦克马斯特大学的研究预测,2040年,ICT的碳排放占全球碳排放比例将从2007年的1.6%上升至14%。2020年,数据中心占全行业碳排放比例最大,占45%,其次是通信网络和终端设备,分别占24%和31%。
在我国,随着5G的商用领域不断扩大,5G、数据中心规模迅猛扩大的同时,能耗数据也大幅攀升。华北电力大学与国际环保组织绿色和平2019年报告显示,2018年我国数据中心总用电量为1609亿千瓦时,约占全 社会 用电量的2%,超过上海市2018年全 社会 用电量。假如我国的能源结构保持现状,到2023年我国数据中心用电将会产生1.63亿吨二氧化碳排放,相当于一个中型国家的碳排放水平。
华为发布的《通信能源目标网白皮书》指出,虽然5G网络每比特数据的平均能耗仅为4G的1/10,但由于5G站点数量是4G的2—3倍,同时拥有更大流量,单设备功耗将是4G的3—3.5倍,网络整体耗电量将比现在翻一倍,每年超过1000亿千瓦时。
其实,ICT能耗剧增主要是因为用户数量的剧增,以及相应的通信网络和终端设备等新基建的落地和运行。数据显示,25年前,全球人口总数为56亿,移动用户数不到1亿,站点数量仅20万,联接数低于0.5亿。到2015年,全球人口总数超过73亿,移动用户已激增至48亿,站点数量超过660万,联接数超过80亿。
华为副总裁兼数字能源产品线总裁周桃园说,随着信息技术的发展,越来越多的人可以享受到ICT基础设施带来的便利,依靠发达的网络、迅捷的网速,人们可以享受在线办公、在线学习、在线医疗等便利。这背后要靠越来越多的海量计算和越来越大的数据存储来支撑,同时伴随着能源消耗的增长。
据预测,到2025年,由IoT、云计算、人工智能等新技术构建的万物互联智能世界,联接数将达1000亿个。这也是ICT行业的能耗会如此之高的原因之一。
如何才能实现零碳网络?周桃园说,华为零碳网络解决方案包含了“极简站点、极简机房、极简数据中心、无处不在的绿电”四大解决方案,再融合智慧能源云。
极简站点指的是站点形态的极简化,从以前的室内发展到室外,再进一步缩减其占地空间。即让房子变柜子、柜子变杆子,全面“杆站化”,实现降低能耗、省电费、省租金;极简机房是指以机柜替代机房,在保证扩容的情况下,免增机房、免改线缆、免增空调,从而节省能耗、空间并避免大量施工。
周桃园说,极简数据中心是指通过全预制化、模块化建设重构架构;通过高效节能方案重构供电,提升效率,并实现预测性维护;通过间接蒸发冷却等解决方案节省能耗,相比传统冷冻水方案可节能17%;通过智能运维解决方案重构运维,使效率提升35%。
多使用来自可再生能源的绿电,减少使用高碳的化石能源是零碳网络的重要一步。国家发改委副主任宁吉喆说,2020年我国可再生能源发电装机已达到9.34亿千瓦,将进一步扩大可再生能源装机规模,推进清洁能源增长消纳和储能协调有序发展。
“无处不在的绿电”指的是将绿电引入站点、机房、数据中心等,打造绿色联接和绿色计算。最后这四大解决方案还融合了“智慧能源云”,通过源—网—荷—储一体化智慧管理,最终大幅降低用电成本,提升能源效率。
目前,在节能减排上,各运营商可以说是各显神通。有的IT企业通过引入高效电源,改造老旧电池,提升能源转换率,降低能源损耗,达到节电效果;有的采用混合供电解决方案,减少因电力不稳而采用油机供备电带来的相关能源成本和能源损耗。
数据中心需要保持24小时不间断运行。根据国家节能中心、赛迪顾问股份有限公司等共同发布的《中国液冷数据中心发展白皮书》,超大型数据中心飞速发展,快速增长的功率密度对散热提出更高要求。2019年以“风冷”技术为代表的传统数据中心,其耗能中约有43%是用于IT设备的散热,与IT设备自身的能耗45%基本持平,降低散热功耗、控制数据中心运营成本,建设绿色数据中心已成当务之急。
“液冷技术是突破数据中心节能瓶颈的最佳捷径。”曙光数创公司高级副总裁姚勇说,液冷技术带给行业的效益远不止节能一个方面。液冷技术的高效制冷效果,可大幅提升服务器的稳定性、效率及使用寿命,同时提升了单位空间服务器部署密度,高度节省空间占地,并将超大规模数据中心的建设大为简化。液冷数据中心噪音超低,环境友好,余热利用也可创造更多经济价值。
据赛迪顾问估算,液冷应用前景广阔,2025年我国液冷数据中心市场规模将超千亿元。
不过,对于ICT来说,仅依靠液冷等节能环保技术尚不足以应对零碳的挑战。绿电的引入就非常关键,可再生能源让IT企业从能源“消费者”转变成为“生产者”,提高清洁能源的使用率。
目前,全球约41家 科技 企业已设立长期100%可再生能源目标,2020年,国际 科技 巨头纷纷加码行动。亚马逊收购了35个风电与光伏电站,成为可再生能源迄今最大买家。谷歌提出,将在2030年实现全球实时零碳运营,将零碳的统计范围从年过渡到小时;微软则表示,将于2030年实现负碳排放,并在2050年消除企业所有 历史 碳排放。
腾讯首席执行官马化腾在他的朋友圈中强调,“预计未来最大占比的是原生清洁能源支持的数据中心的实现。很难,但总要努力。”绿色和平气候与能源项目主任叶睿琪表示:“我们认为马化腾的评论清晰地传达了一个信号,即数据中心的可再生能源利用,将是 科技 行业迈向碳中和的最重要手段之一。”
随着数字技术的发展和碳中和目标的牵引,ICT技术在不断地融合创新。周桃园表示,未来主流方案的方向应该是从以终为始的角度考虑,系统化、全局化地进行能效提升,从站点到机房进行到智能运维,实现极简站点、极简机房;数据中心则应从架构、供电、温控、运维4个方面重构,以此来提升运维效率、减低能源损耗及缩短建设周期等。
第十三届全国人大常委会委员、中国科学院 科技 战略咨询研究院副院长王毅说,实现碳中和以及零碳,最核心的内容就是发展可再生能源。构建一套高比例可再生能源体系,加强顶层设计,与现有的分布式能源系统、智能电网,未来的智慧能源等,作为一个统一的体系来设计,降低系统成本,塑造新的能源安全格局。