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做大“绿电”首提“零碳”华为发布数字能源零碳网络解决方案

2023-10-25 06:35IP属地 湖北350网络

做大“绿电”首提“零碳”华为发布数字能源零碳网络解决方案

气候变化是人类面临的全球性问题,在2020年12月18日闭幕的中央经济工作会议上,“做好碳达峰、碳中和工作”被列为2021年的重点任务之一,环境的倒逼、消费升级、国家政策推动,也加速了能源产业的变革。

在2021 MWC上海大会期间,华为副总裁兼数字能源产品线总裁周桃园发布了数字能源零碳网络解决方案,旨在助力运营商实现零碳网络战略,并加速世界绿色可持续发展进程。

“零碳网络已成为全球领先运营商的重要战略目标。”周桃园表示,在碳中和的大背景下,全球能源大变局的序幕已拉开,未来可再生能源将成为能源界的重磅角色,与此同时,全球ICT能耗持续增长,预计到2030年达全球总电量的5%,数据中心10年TCO中电费占比将超过60%。低碳化和低能耗两条平行轨道,无疑是运营商未来发展的两大方向。

运营商身陷能耗“黑洞”

随着5G、云计算、AI、大数据等技术不断成熟,海量新兴应用不断繁荣,这都对5G网络覆盖与数据中心需求将呈爆发式增长,使得站点与数据中心数量的激增,相关预测指出,2025年,通信行业将消耗全球20%的电力,运营商在赋能行业数字化转型的同时,也面临更高的能耗挑战。

当前,能耗问题已经成为运营商建网过程中主要考量因素之一,基站作为耗电大户,大约80%的能耗均来自广泛分布的基站,众所周知,移动通信接入使用了成千上万的基站,基站能耗以电为主,随着电力成本的增加,移动网络的扩大,基站机房电费支出逐渐增大,并且由于覆盖范围的衰减,5G基站的需求数量又是成倍增加。

与此同时,移动通信基站机房均为全封闭机房,机房内的电源设备、发射设备、传输设备等都是较大的发热体,而为保障设备在恒温下运行,不因为温度过高而宕机,制冷系统就要不间断地为基站降温,这也直接导致了电量居高不下。

而在数据中心总能耗中,空调制冷系统依然是能耗大户,据悉,传统空调制冷系统能耗占比高达28%以上,随着数据流量和计算需求爆发式增长,数据中心的能耗压力势必给广大,相关数据预测,到2025年,数据中心能耗将占全球能源消耗的5%。

需要指出的是,刨除环境治理等问题,5G网络与数据中心的功耗增加也给运营商OPEX带来不小挑战,据周桃园透露,某运营商在加入5G基站后,整体OPEX增加了34%,这其中很大一部分是电费的增长,因此我们可以清晰看到,我们的能源基础设施,距离碳中和目标还有很大挑战。

助力运营商迈向“零碳网络”

毋庸置疑,节能增效对于运营商不仅仅是技术问题,更是商业与 社会 责任,对此电信企业也正积极行动,目前,全球已有超过50家运营商制定节能减排目标,在媒体沟通会上,周桃园首提“零碳网络”并发布华为数字能源零碳网络解决方案,包括极简站点、极简机房、极简数据中心、无处不在的绿电、智慧能源云,助力运营商引入绿电、节能减排,实现零碳网络,助力实现碳中和。

在站点方面,华为通过站点形态极简化,从室内站点到室外站点,进一步发展到室外刀片,让房变柜、柜变杆,全面杆站化,实现降低能耗、省电费、省租金。

而在机房的构建上,华为对于新建场景,以机柜替代机房对于扩容场景,免增机房、免改线缆、免增空调,从而节省能耗、空间及工程。

对于传统数据中心的建设,周桃园认为,当前数据中心建设模式主要通过采购不同的部件来形成整个能源设施,这种建设模式势必会导致基础设施能耗高、建设周期长。

华为推出的极简数据中心,通过全预制化、模块化建设重构架构,建设周期从20个月缩短至6个月,并且通过融合高密、高效节能的方案重构供电,提升效率,并实现预测性维护,在制冷方面,通过间接蒸发冷却和iCooling等解决方案,最后通过智能运维解决方案重构运维,提升运维效率。

“绿电”则是华为智能光储解决方案,通过将绿电引入站点、机房、数据中心等场景,实现全场景叠光,自发自用,降低用电成本。

“零碳网络的提出,将显著提高运营商的经济价值与 社会 价值。”谈及构建数字能源零碳网络解决方案的初衷,周桃园指出,华为对于数字能源零碳网络解决方案的构建,是由三个层面逐层递进,首先要消除浪费,提升能效其次要将运营商从能源的消费者变为绿色能源的生产者最后是将运营商的能源基础设施打造为具备数字化和智能化的能源网络,最终全面实现零碳网络,构建 社会 价值。

做大“绿电” 加速碳中和进程

据国际能源机构(IEA)的统计,过去三十年全球能源消耗增长了超过70%,碳排放累计增加近80%,能源消耗激增导致全球温室效应加剧。

周桃园认为,未来世界有两大主要驱动力,一是全球数字化、智能化转型趋势,二是以碳中和为目标的能源革命,即从传统的化石能源走向以太阳能光伏、风能为代表的可再生能源、绿色能源。

以上海地铁龙阳路基地光伏项为例,作为海地铁四大基地分布式光伏项目之一,华为智能光伏解决方案通过对地铁车库屋顶进行太阳能板改造,共安装了近13000个280瓦组件,所发的光伏电力并网接入基地内的综合变电所,供地铁就近使用。

据悉,该光伏电站一年的发电量,大约可供8节编组的一辆2号线列车跑20万公里,相当于行驶1560多个来回。是“光伏+地铁”应用典范,实现了绿色能源为绿色交通赋能,助力上海提前实现碳达峰目标。

目前,华为智能光伏解决方案已广泛应用于60多个国家,累计减少二氧化碳排放1.48亿吨,相当于种植超过2亿棵树。由此可见,加大可再生能源的使用,提高能源利用效率和效益,推动能源结构向绿色化方向发展,不仅在生态文明建设中有着十分重要的作用,也是应对能源危机和气候变化的重大举措。

“为世界碳中和做贡献是目标和使命。”正如周桃园指出,华为数字能源零碳网络解决方案将积极助力产业链合作伙伴向低碳可持续发展,加速世界碳中和进程。

小绿电给汽车充电好吗

据测算,为了支撑碳达峰,碳中和的目标,2030年风电、太阳能发电总装机量要达到12亿千瓦以上,2060年更是要达到50亿千瓦。而截至2021年,我国风电、太阳能总装机量是635GW,以此作为基数测算,到2030年,我国风电、太阳能总装机量还需增长89%,复合增长率7.3%,到2060年,我国风电、太阳能总装机量还需增长687%,复合增长率5.4%。同时,随着绿电的绿色溢价的不断降低甚至降为负数,绿电运营利润垫也会不断增厚。因此绿电行业在未来是一个规模稳定增长,利润逐渐变厚的行业。

绿电运营商的竞争力主要体现在竞标能力和融资能力。绿电运营商想要发展,就得不断参加各省的新能源项目招投标,招投标的要求无非就是运营经验丰富、股东实力强劲、资金实力充,还有与当地政府的关系等等。等到项目中标之后,就要开始建设,风电和太阳能发电站项目的建设有一个特点,建设周期短,回报周期长,因此对于资金要求是非常高的。这就引出第二点竞争配置——融资能力,目前民营企业普遍遇到了融资难融资贵的问题,虽然国家也出台了不少政策去缓解这个问题,但是处于风险的考虑,银行给到民营企业的贷款额度有限,且一般民营企业的项目融资成本高达5%-6%,相比之下,央企和地方国企在银行的融资就简单得多,有的融资成本甚至低到2%。对比下来,相比民营企业,央企国企通过竞标,能拿到更多更好的项目资源,并能拿到更多低成本的贷款投入项目建设,规模增速和利润无疑有着更大的保障。

目前绿电运营商主要有两类:

一类是纯绿电公司,只做绿电项目。另一类是火电公司,目前在绿电转型方面也很激进,但是由于传统煤电板块份额较大,短期业绩受煤炭价格影响较大。

长期而言,绿电必然是未来的优质赛道,随着规模的提升和技术的进步,绿电成本会走上长期的下行通道,未来利润也会不断增厚!

中国电建低谷吗

小绿电给汽车充电好。绿电分大绿电和小绿电,大绿电包括传统的水、火、核电、新能源风光电;小绿电则是只包括风、光、新能源,前者属于转型运营商,后者则是纯绿电运营商。绿电运营商是一个重资产行业,整个发电厂其实都属于重资产,拆解电厂的财报成本结构可以看到,除了火电厂的燃料成本波动很大以外,绿电的运营成本主要是固定资产折旧摊销费用。

构建零碳网络,未来上网只用电不排碳?

是的,中国电建低谷,当下市场最硬逻辑是基建,基建里最具成长性的是新能源基建也就是中国电建。未来几年我国乃至全世界能源发展大方向就是绿电,电建是全球绿电的最大建设商,无论是风电水电还是光伏都是全球第一。如果你认为电建只是个绿电建设商那就肤浅了。电建的目标是成为重要的绿电运营商,未来其绿电运营方面的业务会和三峡能源旗鼓相当。我之所以给出电建 3000 亿市值目标是因为三峡能源现在就有 1700 多亿。有兴趣的可以把电建绿电业务规划和三峡能源好好对比对比,很有参考意义。

21 年公司规划能源项目投资安排 522 亿,其中新能源项目 483 亿,包括风电,水电和光伏发电等。

中国电建抛离低效地产业务置换为优质的电力业务,然后开启了 150 亿定增,主要投资方向就是绿电建设和运营。电力投资运营业务占比连年攀升,积极组建中国电建新能源集团。

公司电力投运业务近五年营收与净利润 CAGR 分别为 21.44% 和 42.74%。同时利润贡献占比显著增加,2016-2021 年电力投资运营业务净利润占公司净利润比分别 6.43%/5.66%/13.14%/16.20%/19.61%/21.58%。

中国电建对部分子公司进行重组,成立以新能源投运管理为主业的中国电建新能源集团有限公司。新能源集团 2021 年净利润为 19.63 亿元,同比增加 147.48%,是中国电建 2021 年净利润最多的一家子公司,占公司归母净利润的比例为 22.74%。

从装机量角度看,截至 21 年底,公司控股并网装机容量 1737.85 万千瓦,其中:水电装机 648.24 万千瓦,同增 1.2%;风电装机 628.45 万千瓦,同增长 18.9%;光伏发电装机 145.16 万千瓦,同增 12.4%;火电装机 316 万千瓦,同比零增长。清洁能源占比达到 82%。公司 2021 年新签合同中工程承包与勘设业务中能源电力板块合同金额 2400 亿元,同比增长 28.6%。其中新签风电业务合同金额 865.2 亿元,同比增长 29.8%;常规水电业务合同金额 620.4 亿元,同比下降 5.7%;光伏发电业务合同金额 379.8 亿元,同比增长 84.2%;抽水蓄能电站业务合同金额 202.4 亿元,同比增长 342.9%。整体来看,公司新能源业务占比不断提升。

另外电建也是储能领域的唯一龙头,当下最科学的储能方式还是抽水储能,电建占比遥遥领先。

电建去年因为抽水储能概念被炒过一波后就横盘震荡了,最近基建这么火热的情况下他也只是震荡,走势远远没有中国交建甚至中国建筑强,我始终觉着电建被市场忽略了低估了,他的新能源属性他的绿电运营商属性没有被充分挖掘。一旦绿电站上风口后,他很可能成为市场上最靓的崽!

当你打开电脑处理业务、浏览信息,在手机上抢红包时,你可能不会去计算这背后的碳排放。

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。

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