电信网络的能源优化势在必行

技术、媒体和电信实践 电信网络的能源优化势在必行 不断上涨的能源成本，不断增长的消费以及实现脱碳目标的需求，正在迫使电信公司降低成本并更有效地使用电力。 作者：哈维尔·吉尔·戈麦斯，亚历山大·马特洛克，蒂亚戈·西尔韦拉和利文·维尔博文 最近的能源价格上涨对电信行业造成了沉重打击，加剧了能源使用的增加，包括建设网络、流量增长以及正在进行的从传统技术的过渡。在最近的价格上涨之前，能源支出已经成为电信运营商的重要成本因素，占收入的5％。然而，在过去的几年中，大型运营商的能源成本增长超过了销售增长的50％以上。然而，即使他们设定了雄心勃勃的脱碳目标，运营商对与能源相关的成本上升的反应到目前为止还没有受到运营和组织限制的限制。 电信公司的总能耗。此外，未来五年数据消费的指数增长可能会抵消更节能数据传输协议的好处。此外，支持5G（最终6G）等新无线技术的站点致密化将进一步增加电信公司的总能耗。尽管光纤部署正在取得进展，但运营商仍必须支持多个能效较低的传统系统，直到所有客户都迁移到较新的基础架构。 同时，电信公司也在对碳中和做出承诺，这将要求他们优化能源消耗。整个行业已承诺最迟在2050年达到净零，最雄心勃勃的运营商正在努力最早在2025年做到这一点。 然而，通过将分析、采购和技术转变与正确的愿景、战略和组织方法相结合，可以实现显著的能源节约。我们的研究表明，通过使用将技术解决方案与现场和设备优化、定价和运营杠杆相结合的整体方法，公司可以实现15％至30％的能源成本节约，从而实现实质性和可持续的变革。 解决与网络运营相关的碳足迹对于实现这些目标至关重要，因为网络占电信公司范围1和2排放的最大部分，占其平均温室气体总产量的25％以上。 不仅仅是电信公司本身在施加压力以推进脱碳工作。据估计，该行业占全球碳排放量的2％，因此其努力可能会受到以可持续性为重点的消费者和激进投资者领导的气候影响基金的审查和激励。压力是也可能来自世界各地的监管机构，因为他们开始采用自己的脱碳目标，并将可持续性考虑纳入其政策。 在本文中，我们评估了能源成本增加的原因以及运营商如何应对 我们通过更好的网站设计、向节能技术的转变、基于分析的优化以及定价杠杆的实施，提供了一条潜在的前进道路。 压力源 行业状况 地缘政治压力和需求增加预计将使大多数市场的电价在短期内保持高位。例如，根据世界银行的数据，能源商品价格预计在未来一年不会低于2022年之前的水平。对于电信运营商来说，移动流量的预期增长加剧了这个问题，预计移动流量将超过20％直到2030年。这迫使他们支付更多的电费并使用更多的电费。 为了加强我们对这一挑战的理解，我们调查了世界各地的电信领导者 关于他们对能源管理、前景或未来的担忧，以及他们计划如何解决未来的障碍。他们对能源问题的关注正在增加，67%的受访者表示他们在过去两年中显著加快了成本优化工作。他们列举了各种 总之，移动和固定网络的消费已经占到了75%以上。 仪表或直流探头是有限的或不存在的，许多运营商表示他们的测量缺乏粒度，只有33％的人在单个站点级别跟踪能量KPI。 of workers about energy issues, chief among themeconomic volatery, geography instances, and energypricing volature (Exhibit 1). They acknowledge thechallenge will not be resolved by external factors ally,with only 27% of 这些缺陷进一步限制了运营商实施更具战略性和分析驱动的能源成本和消耗降低杠杆的能力，例如数字孪生和自我优化网络。事实上，当被问及哪些先进工具对降低能源成本最重要时，只有20%的受访者表示他们在过去三年中使用了自我优化网络，只有3%的受访者表示他们使用了数字孪生，这是任何成本杠杆中最低的数字。虽然大多数接受调查的运营商表示他们使用无线接入网(RAN)设备节能功能，但37%的受访者表示他们这样做没有监控影响或优化参数。 受访者表示，他们预计价格会下降。然而，接受调查的人表示，他们减轻能源风险和优化成本的能力是受到运营和组织赤字的阻碍。 操作注意事项：如今，大多数电信公司都在管理一个地理位置分散的网络，通常有数千或数万个sites, a variety of technology configuration, and limitedcapabilities for remote management. This complexity,combined with still - number - network management, presentsanother challenge: 53% of our survey says they use of real -time energy monitoring tools, such 观察到的网络能源价格变化和未来预期%的受访者 麦肯锡公司 37％的人表示，他们的能源运营问责制和激励制度薄弱。问责制缺乏明确性，导致日常与能源相关的业务出现下滑。此外，该领域的优化计划的性质需要组织的各个部分的支持，这使计划从一开始就处于不利地位，增加了其复杂性，限制了其范围，并因此减少了其影响。 运营商的重点主要是减少战术和增量消耗以及定价和采购杠杆。在这里，当前的努力也有改进的空间。尽管接受调查的大多数运营商计划以高标准的能源效率建设新站点，但只有第三个计划 以升级其现有的棕地足迹，尽管93％的人进行了无源设备更新，例如整流器或现代电力电缆和空调系统，但大多数人只是小规模地进行了更新。最后，只有33％的受访者表示，他们通过批发电力购买协议（PPA）来获取大部分能源消耗，这意味着两个-三分之一的人仍然只为他们的电力支付动态的市场费用，或者只以有限的方式使用购电协议。 手头的机会 为了实现更高水平的节能，运营商可以使用四个主要工具：基于零的移动网络站点设计，通过分析优化能源使用，能源定价和采购方面的战略创新以及退役传统固定网络（图表3）。至关重要的是，在没有重大投资或重大战略变革的情况下，可以实现相当一部分潜力，并且可以在实施后的几周内量化结果。 组织考虑因素:尽管大多数电信公司都了解这些挑战，但他们的能力 to address them remains limited by organizationalconsiderations, such as inadequate governance. Of oursurvey respondents, 40% said they spread energy - relatedstrategy and decision making across multiple departments(Exhibit 2). 零基础的移动网络设计：移动网络的能耗很大 因此，有20％的人表示他们的能源计划相对不协调，而另一个 参与推动战略和决策的部门数量与能源有关，%的受访者 麦肯锡公司 设备需求，分隔庇护空间，改善绝缘，提高温度规格和远程控制。根据区域的不同，另一种策略可能是通过使用自然冷却的空气或水来减少对机械制冷的需求。通过对高效有源设备（如基带单元（BBU）和无线电、整流器和电力电缆）进行有针对性的投资，可以在站点级消耗中实现其他实质性节省。 受每个移动站点的设计和布局的影响。以前，网络演进的重点是设备升级，而不是改进站点设计。结果，运营商在新站点上投资了节能机柜，但仍有机会优化传统站点的能耗。挖掘这种潜力需要通过一种结构化的方法来详细了解当前站点的能源消耗驱动因素，该方法将消耗与。特定的传统站点设计功能，并包括详细的站点演练，以识别被忽视的降低成本的机会。 最后，可以通过向集中式RAN架构的转变来实现更深远的网络设计优化，其中多个站点共享位于“BBU酒店”中的网络功能实现规模和网络共享的利益。 优化冷却设备是第一步，这通常涉及重新校准功率以匹配 错过了降低和降低能源成本以及在不产生资本支出的情况下获得绿色能源的宝贵机会。在欧洲的大部分地区，例如，选择一个为期10年的采购协议，而不是基本负荷一年的价格，可以节省5%到20%。电信运营商可以在绿色能源协议中成为特别好的公用事业合作伙伴，因为电信网络消费与白天的高峰时段相关，从而消除了这种需求。 然而,切换到集中式RAN和网络共享将是重大的、战略性的和资本密集型的改变,并且因此不可能仅由能量优化考虑驱动。 然而，这些举措具有抑制能源消耗的巨大潜力，应将其视为整体网络成本转型的一部分。 分析驱动的能源优化：虽然运营商倾向于使用电表来估计4G和5G设备的主动消耗，但他们通常预测传统技术、传输和无源设备的“正常”消耗的能力有限。现场测量装置如AC和DC探头的使用是昂贵的,因此也是有限的。领先的电信公司使用数字孪生和分析模型来更准确地预测各个站点的能耗，识别偏差并定义行动计划。 将风力或太阳能产生的电力储存在电池中。另一种选择是虚拟(或金融)购电协议。这些金融工具不涉及能源的实际交付，但可以在缺乏实际绿色能源发电的地区间接获得绿色能源，同时帮助新的提供商开展业务。理想情况下，电信公司将精确地预测其能源需求，并选择电力购买协议和绿色现场太阳能发电量的组合，以提供动态容量，并随着时间和不同地区的能源消耗紧密匹配。这种方法最大限度地利用可再生能源，并最大限度地降低价格风险。例如，拥有大量太阳能的电信公司可能会选择增加。 特定站点或网络基础设施元素的能耗与其他指标(可能是网络流量和服务质量)的高度详细的相关性可以促进时间决策。无线电功能可能会根据站点级别的阈值或网络负载在一天中的特定时间或不同季节动态激活，例如，允许运营商在最重要的时间和地点优化其网络，从而增强客户体验。 它的使用在一天中的时间，当总功率使用是最高的，传统能源正在充电峰值率。 电信公司也处于有利地位，可以自己发电，这一选择可以改善 除了实时行动之外，数据分析还可以实现更长期和结构性的能源消耗战略决策。通过为各个站点或网络元素分配直接平均每用户收入(ARPU)、客户体验评分和客户流失估计等值，运营商可以为其网络基础设施的不同部分开发“每千瓦时回报”指标。这允许他们进一步调整网络操作条件,例如无线电。 能源采购的运营敏捷性，并提供新的-如果是小的-收入线。考虑到电信公司的网络足迹和白天的需求，太阳能发电尤其具有吸引力。太阳能电池板可以部分地满足该需求,并且与电池安装结合,可以以“负载平衡”的形式用作节能成本节约资产。例如，芬兰移动网络运营商Elisa将其锂离子电池容量转换为虚拟发电厂。该系统存储来自风能，太阳能或当地水力发电厂的能量，并在供应水平下降和市场价格上涨时将其释放回电网。这个虚拟工厂有助于当地可再生能源系统的稳定性，并提供了一个。 关闭，在不影响实际客户体验的情况下最大限度地减少能源消耗。 定价和采购：许多运营商仍然不专门或主要使用批发购电协议和对冲期权 节约成本的机会。Elisa每天使用专有的基于云的AI / ML系统，根据其预计的需求和能源价格优化其存储、消耗和转售容量。该方法提供了对能源采购的更大控制，以及将备份容量从3小时扩展到9小时的操作优势。它还提供了从释放回电网，这加强了绿色能源投资的商业案例。 to fiber - to - the - home (FTTH), belering longer looplengths in fiber. While the main relationship for this kind ofsimplified is related to real estate, it also benefits severaloperational expense 组件，最值得注意的是空调所需的能耗。 退役建筑物还可以通过重新设计冷却系统来促进能