5G能效提升10倍：2025年，通信行业将消耗全球20%的电力

5G即将实现全面商用，可以预见的是，5G将作为核心底层基础设施渗透到各行业中。5G时代，通信行业产生的电力消耗也可想而知，有相关预测指出，到2025年，通信行业将消耗全球20%的电力。其中，大约80%的能耗来自广泛分布的基站。

2019年可谓是“5G之年”。在首个5G商用之后的7个月时间里，我们惊喜地发现全球已部署了30多张5G商用网络，并且40多家厂商也在陆续发布5G终端设备。在这一切发展潮流的背后，Qualcomm肩负着重要使命。

随着新一代无线技术在全球的普及，作为5G领域的领导者，我们认为有必要对现实中的5G效益进行检验，并深入研究它的性能。因此，我们委托Signals Research Group(SRG)开展了一项全面的全球研究。凭借在蜂窝网络性能的基准测试方面的专长，SRG是全球最权威的无线分析公司之一。

5G基站是耗电大户，但不能撇开“能力”看“能耗”。5G网络“能者多劳”势必会增加基站的绝对能耗，而5G基站单位比特流量功耗仅为4G的1/5左右。尽管5G基站的能量效率更高，但运营商仍在为绝对能耗过高而发愁，5G单点基站的功耗为4G单站的2.5倍～3.5倍。那么，高耗能是否会成为5G规模商用的拦路虎?5G基站绝对能耗高究竟怎么破?

5G即将实现全面商用，可以预见的是，5G将作为核心底层基础设施渗透到各行业中。5G时代，通信行业产生的电力消耗也可想而知，有相关预测指出，到2025年，通信行业将消耗全球20%的电力。其中，大约80%的能耗来自广泛分布的基站。

5G基站是耗电大户，但不能撇开“能力”看“能耗”。5G网络“能者多劳”势必会增加基站的绝对能耗，而5G基站单位比特流量功耗仅为4G的1/5左右。尽管5G基站的能量效率更高，但运营商仍在为绝对能耗过高而发愁，5G单点基站的功耗为4G单站的2.5倍～3.5倍。那么，高耗能是否会成为5G规模商用的拦路虎?5G基站绝对能耗高究竟怎么破?

众所周知，移动网络的能耗直接关系到运营商的运维成本。4G时代，网络的总体能耗已经达到运营商运维成本的16%。

5G的大容量、高速率等特征，不免让人们对它带来的能耗感到担忧，毕竟能耗高就意味着我们可能会在5G时代承担更高的电费。

在5G网络还未正式商用的时候，关于5G能耗的谣言很多，但是现在，包括中国、韩国、英国在内的国家的5G网络都已经正式商用了，关于5G能耗的真相也终于“浮出水面”。

根据中国5G商用信息，运营商主要采用的是64TRx Massive MIMO设备，该设备是5G射频单元(AAU)的“高配”版本，采用64发64收的大规模阵列天线，200W的天线发射功率，支持100MHz带宽，可以提供业界最领先的5G容量和体验。

那么，这个“高配”AAU的能耗是多少呢?

答案是：810W，也就是运行一个小时耗电0.8度。

4G时代的数据是685W，运行一个小时耗电0.69度。

通过对比我们其实就可以发现，5G能耗并不像很多人担心的那样高，0.1的差距相信也是大部分人都能接受的。

5G将更符合“节能减排”理念

说完能耗，我们可以接着看看5G的能效。

能效，指的是为用户提供服务与所消耗的能源之比。我们最常听到的可能是空调能效，也就是1度电能够产生多大的制冷量。

对于移动通信来说，比特能效是全球运营商、设备商、研究组织、标准组织共同关注的热点。3GPP在面向5G的需求报告中明确指出，能效需要作为5G NR设计的一个重要指导原则。

那么，5G设备的能效如何呢?

同样将4G和5G设备进行对比，如下图所示，5G设备1kWh能量消耗可以支持5425GB流量的传输，也就是说，5G基站每1度电可以供我们下载5000多部超清电影，而在4G时代，同样的电量仅能下载200部不到。

由此可见，5G设备不仅能耗更低，能效也更高了。这意味着我们在5G时代支付更少的电费可以享受到更高效率的服务。从节能减排的角度来看，5G成功走到了最前线。

尽管如此，绝对耗电量成倍增长引发电费直线上升，这让运营商寝食难安。经测算，以当前平均1.3元/度的转供电价计算，单个4G基站每年的电费是20280元，单个5G基站每年的电费将高达54600元。据相关机构预测，到2022年，我国5G网络建设规模至少达到250万站，届时三大运营商5G网络能耗成本将至少达到每年575亿元～750亿元。因此，预估5G的网络运营成本将是4G的10倍以上。中国联通网络技术研究院无线研究部副主任李福昌在接受《中国电子报》记者采访时表示，基站能耗的升高，会大幅提升5G网络的运营成本，为运营商实现数字化转型带来压力。因此获得的电费减免和补贴，可以在短期内解决运营商5G网络运营成本居高不下的燃眉之急。

目前，各地纷纷出台相关政策，以降低电信企业用电成本。比如，山西提出，从2020到2022年对参与市场交易后的5G基站，其实缴电费超出目标电价0.35元/千瓦时的部分，由省、市、县三级按照5∶2∶3的比例给予相应支持，每年用于5G基站电价补贴的省级财政资金总额不超过5000万元。据山西铁塔初步预测，上述补贴可以使5G基站用电单价下降约三成。广东则提出加快转供电改造，改造投资的分摊以用户红线边低压计量装置为分界点，分界点电源侧由供电部门投资，分界点负荷侧由用户投资。

据了解，通信基站电费目前由中国铁塔代运营商统一向电力部门缴纳。中国铁塔正协同三大运营商，一方面积极争取国家对5G网络用电电费优惠政策，另一方面大力推进转供电站址“转改直”工作，以节省电费开支。中国铁塔相关负责人表示，目前建成的5G站址，80%的用电约为直供电(指由电网企业直接供电)，约20%是转供电(指由物业公司等电网企业之外的主体供电)，转供电站址平均电价大幅高于直供电平均电价。预计到2020年底，转供电站址中不低于50%的比例可改成直供电，有望每年节省电费约15亿元。

据统计，国内三大运营商每年网络运营电费支出共计超过千亿元，能耗主要集中在基站、传输、数据中心等几部分，而其中基站的电费支出占整体网络能耗的80%以上。同时，由于5G网络大量采用了电信云技术，数据中心的能耗也是一个重要方面。

尽管单纯功耗看5G能耗远超4G，但不意味着5G是一种高能耗技术。某种角度看，5G作为最新一代无线技术，在节能环保上已有突出表现。2019年国测数据表明，5G单站功耗是4G单站的2.5~3.5倍，基站功耗增加是5G功耗增加的主要原因，但是单站的流量也上升了几十倍。

“从一个比较公平的角度看，每比特流量占用的功耗，5G相比4G是显著下降的，同样一个终端在5G网络下接受同样的信息流量，和4G网络相比更加节能。根据具体场景不同，节能比例从几倍到二十几倍不等。例如在某个典型基站场景测算，某款5G RAN产品峰值功耗 900W，小区峰值速率 7Gbps，而另一款4G RAN设备峰值功耗 462W，小区峰值速率 0.2Gbps。从这点可以看出，虽然5G基站整体消耗电量似乎比4G多，但是在能源效率上却是4G的17倍左右。”屠嘉顺指出。