通信能源綠色變革：基站變“電廠”還有多遠？

記得在去年，芬蘭運營商Elisa發(fā)布了一個大計劃：通過升級鋰電池和采用智能管理系統(tǒng)的方式，將廣泛分布的基站組成虛擬電廠（VPP），可在降低自身用電成本和碳排放的同時將存儲的綠色能源出售給電網(wǎng)提供平衡服務(wù)，從而實現(xiàn)節(jié)支與增收的雙重收益。

電費支出占電信網(wǎng)絡(luò)運營成本的大頭。面對網(wǎng)絡(luò)流量劇增帶動網(wǎng)絡(luò)能耗持續(xù)攀升，未來運營商面臨的運營成本增長和碳排放壓力將進一步加劇。顯然，Elisa這個計劃之所以能賺足眼球，在于其背后揭示了全球運營商和塔商的共同痛點和愿望——能源設(shè)施不僅可以做到省錢，還可能賺錢。

“詩和遠方”固然美好，但現(xiàn)實的挑戰(zhàn)也不少。要實現(xiàn)這個夢想，筆者認為行業(yè)至少要具備幾個條件：

? 一是站點廣泛部署光伏、儲能等新能源基礎(chǔ)設(shè)施，這是參與電力市場不可或缺的基礎(chǔ)條件。運營商、塔商有豐富站址資源，也本身因為備電需要，部署了大量的儲能資源，自帶穩(wěn)定的負載，的確擁有天然的優(yōu)勢。但新能源設(shè)施的部署，安全問題需要落實。

? 二是虛擬電廠這類指向“能源生產(chǎn)者”性質(zhì)的商業(yè)模式進一步市場化、成熟化。目前來看，歐洲電力市場化程度比較高，調(diào)峰、調(diào)頻這類虛擬電廠業(yè)務(wù)有較高的收益率。隨著新型電力系統(tǒng)的建設(shè)，未來更多的電力服務(wù)商業(yè)模式相信也會在中國興起并走向成熟，但這需要時間。

? 三是能源管理足夠智能、高效和精準。運營商不可能轉(zhuǎn)型成為一個純電力服務(wù)公司，只能最大化挖掘現(xiàn)有資源，開源增收。這就要求必然首先要保障網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的體驗優(yōu)先。要達到業(yè)務(wù)兼容，實現(xiàn)完美平衡，智能化是基礎(chǔ)，否則調(diào)度、響應(yīng)這一些系列的能力都將只是空話。

行業(yè)能否解決這些問題？如何解決？幾天前，筆者看到華為組織了JDC通信能源研討會，恰好關(guān)注鋰電安全、光儲錯峰、智能協(xié)同、虛擬電廠等話題。筆者今天來談?wù)勔恍﹤€人看法，歡迎批評討論。

鋰電儲能：安全是前提

首先是第一個問題：鋰電的安全。

近年來，鋰電已代替鉛酸成為通信儲能的主流選擇。但在手機、電動汽車等行業(yè)，鋰電安全事件時有發(fā)生。鋰電在通信領(lǐng)域規(guī)模部署后，安全能否得到保證？通信行業(yè)是否已經(jīng)建立起關(guān)于鋰電安全應(yīng)用方面的應(yīng)急處理能力？

回溯其他行業(yè)的安全事故，行業(yè)總結(jié)出鋰電池起火或爆炸通常由內(nèi)部短路引發(fā)熱失控導(dǎo)致，進一步歸因，引發(fā)內(nèi)短路的根源則有可能涉及到鋰電池的設(shè)計、制造、運輸、應(yīng)用等每一個環(huán)節(jié)。比如：

? 電芯是儲能系統(tǒng)基本單元，是安全第一道防線。典型電芯問題包括電芯內(nèi)部短路、電池漏液、負極析鋰、電芯膨脹等。

? PACK將多個鋰電池單體組合成一個整體，典型問題包括電壓不一致、內(nèi)阻偏大、膨脹、點焊后掉電、爆炸等。

? BMS主要獲取管理電池組的運行狀態(tài)，做不好會出現(xiàn)硬件故障或軟件故障。

這些問題主要是鋰電池產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)制造端的問題。隨著鋰電池行業(yè)競爭加劇，低成本壓力下可能會帶來產(chǎn)品質(zhì)量下降的問題，給鋰電池進一步造成安全隱患。

以上是鋰電池面臨的行業(yè)共性安全問題，主要集中于產(chǎn)品設(shè)計、生成制造端。在應(yīng)用端，結(jié)合不同的場景，有不同的安全問題。在通信場景，據(jù)筆者了解，還有下面這類典型的問題：

? 容量和循環(huán)次數(shù)虛標問題。這種“弄虛作假”的行為，不做嚴格測試、監(jiān)測，直觀看不出來，但對用戶而言，不僅隱形成本增加，長期使用之后的安全更難以保障。

? 場景考慮不足，系統(tǒng)安全設(shè)計缺失。產(chǎn)品安全不代表應(yīng)用安全，通信基站分布廣泛，從室內(nèi)到室外，從小站到宏站，從市區(qū)到郊區(qū)，從平地到山地，運輸環(huán)境、安裝環(huán)境、運行環(huán)境千差萬別，溫度、濕度、蛇蟲鼠蟻度可能在運輸和使用階段對電池造成破壞，引發(fā)安全事故。

因此，端到端的鋰電安全，需要引起通信行業(yè)高度重視。

從這次JDC活動傳遞出的消息來看，華為也在引導(dǎo)行業(yè)采用安全鋰電，提供了端到端的解決方案。但個人認為，光有標準和廠商自發(fā)執(zhí)行還不夠，全行業(yè)還需形成約束力，并持續(xù)完善相關(guān)標準和法規(guī)。畢竟，通信能源作為未來數(shù)智化社會的基座，比以往任何時候都更需要安全可靠性。

開源增收：虛擬電廠商業(yè)模式是否可行？

通信能源參與電網(wǎng)供需平衡調(diào)節(jié)，進而幫助運營商和塔商實現(xiàn)開源增收。這種商業(yè)模式看起來似乎太新穎、太顛覆了，真的可行嗎？

從JDC活動看來，鐵塔公司、移動公司，從集團到省份，都在探索研究通信儲能參與虛擬電廠VPP調(diào)節(jié)的可行性，其中商業(yè)閉環(huán)可能是要解決的問題。深圳鐵塔提出了“儲能錯峰、VPP一體化的方案”，儲能錯峰打底，同時實現(xiàn)VPP Ready，等待后期政策環(huán)境、商業(yè)環(huán)境成熟后，平滑演進。

在虛擬電廠成熟之前，當前階段，筆者總結(jié)認為，在光、儲成本下降、峰谷價差政策利好的背景下，全國基站推進光伏發(fā)電、儲能錯峰，可以為運營商、塔商部署新能源帶來可觀的回報。

? 站點光伏部署加速：德州移動一條新聞顯示，今年該地基站用545瓦規(guī)格光伏板，典型站點可以裝24塊，一天發(fā)50度電，滿足基站使用，多余的電量還可上網(wǎng)。江蘇鐵塔新聞顯示，2022年至今在2000個站點部署了光伏，完成了技術(shù)方案驗證，現(xiàn)在評估全省10萬個物理站有1.1萬個站具有發(fā)電潛力，2024年光伏基站加速開拓到5000個。

? 通信儲能錯峰應(yīng)用更為廣泛：移動、鐵塔等在2000年已開始做儲能錯峰，至今3-4年時間，行業(yè)應(yīng)用量逐步增加。華為一條新聞顯示，浙江鐵塔與華為聯(lián)合創(chuàng)新實現(xiàn)基站儲能錯峰，每年單站節(jié)省17.1%電費。錯峰收益與峰谷價差相關(guān)，后者波動也會影響前者。但對運營商、塔商來說，儲能參與錯峰是額外新增收入，收益率應(yīng)該是不錯的。

對于虛擬電廠VPP，筆者相信未來隨著電力政策的空間釋放，行業(yè)會有新機會，主要源于以下幾個方面：

? 從政策支持看，當前隨著傳統(tǒng)能源價格上漲，全球加速向凈零排放轉(zhuǎn)型，各國政府正積極出臺鼓勵政策，大力發(fā)展清潔能源項目。比如，Elisa的虛擬電廠計劃已獲得芬蘭政府補貼。

? 從市場需求看，隨著用電負荷持續(xù)增長，用電高峰期保障供應(yīng)難度加大，通過虛擬電廠參與電網(wǎng)調(diào)度來應(yīng)對峰值負荷壓力，已成為必然發(fā)展趨勢。尤其是隨著電網(wǎng)中綠色能源占比不斷提高，考慮太陽能、風能等綠色能源受限于日照時間、風的強度等天氣影響，具有間歇性和不可預(yù)測性的特點，更需充分利用虛擬電廠來緩解電力供需矛盾。而運營商和塔商擁有廣泛的基站和海量的儲能鋰電，在虛擬電廠部署上有著天然的資源優(yōu)勢。

? 從盈利角度看，據(jù)報道，Elisa已完成規(guī)模為200個站點的虛擬電廠部署實踐，其表示，該虛擬電廠的回報（包括電網(wǎng)平衡調(diào)節(jié)服務(wù)收益和節(jié)省的電力）相當于當前網(wǎng)絡(luò)電力支出的50%以上，并預(yù)計三年內(nèi)可收回投資成本。

歐洲的成功應(yīng)用，給我們樹立了很大的信心。

能源管理：全鏈路高效協(xié)同是目標

如筆者前面所談，通信運營商、塔商不是純電力公司，在主營業(yè)務(wù)-網(wǎng)絡(luò)服務(wù)開展良好的前提下，站點部署光伏生產(chǎn)綠電降低用電成本、鋰電儲能參與錯峰或虛擬電廠實現(xiàn)能源增收，才有可能推進。這一切的前提是需要實現(xiàn)對能源的精準調(diào)配。

通信能源從供電到用電，節(jié)點非常多，電源里的整流器、空開，站點里的空調(diào)、照明，無線主設(shè)備，都是用電耗能的節(jié)點。針對這些關(guān)鍵節(jié)點，筆者了解到，過去幾年，特別是5G建設(shè)以來（用電量是4G的2倍），在節(jié)能降碳的強烈訴求下，大量的節(jié)能技術(shù)被開發(fā)、被應(yīng)用。

? 例如，在無線主設(shè)備端，智能休眠技術(shù)被廣泛應(yīng)用。根據(jù)話務(wù)量、業(yè)務(wù)需求模型下發(fā)供電需求指令，實現(xiàn)節(jié)能。

? 在站點供電端，高度集成式、智能化的設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)粗放式疊加的多設(shè)備、啞設(shè)備。例如eMIMO智能電源實現(xiàn)多輸入多輸出，讓電源完成了代際跨域。鋰電代替鉛酸也有異曲同工之妙。

智能化是精細化管理的前提，目前通信能源行業(yè)應(yīng)該說開啟了一段智能化之路，但這條路尚未到達終點，深度、徹底智能化還有很大空間。

中國移動、中國電信等運營商已將“智能融合”作為發(fā)展方向。智能化能源管理，將從單域、單場景擴展到全鏈路、全網(wǎng)絡(luò)，最終構(gòu)建起網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)與能源基礎(chǔ)設(shè)施深度協(xié)同的智能化能源管理體系。

想象一下，如果將這兩側(cè)的智能化管控相互融合，打通從能源基礎(chǔ)設(shè)施到網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的全鏈條，讓能源既能精準配置又能高效利用，必然將進一步促進網(wǎng)絡(luò)綠色節(jié)能，甚至實現(xiàn)“零比特、零瓦特”的行業(yè)終極目標。筆者也會持續(xù)關(guān)注這個行業(yè)課題的發(fā)展。