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保護(hù)地球,5G 可以!

作者:楊贊 張佳麗 鄧聰 樂舒
來源:人民郵電報
日期:2020-09-18 10:19:38
摘要:環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不僅帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益,也產(chǎn)生了良好的環(huán)境效益。而這當(dāng)中,少不了科學(xué)技術(shù)的助力。越來越發(fā)達(dá)的科技,將幫助我們更好地保護(hù)地球——5G,就可以!
關(guān)鍵詞:5G電網(wǎng)

同呼吸,共命運!地球是我們賴以生存的家園,但是卻正在遭受很多磨難:全球氣候變暖、臭氧層遭破壞、酸雨蔓延、森林銳減、土地荒漠化、生物多樣性減少、海洋污染……越來越多的人深刻地認(rèn)識到,節(jié)能、環(huán)??滩蝗菥?!

據(jù)測算,2019年全國環(huán)保產(chǎn)業(yè)營業(yè)收入約1.78萬億元,同比增長11.3%,遠(yuǎn)高于同期國民經(jīng)濟(jì)增長速度。環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不僅帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益,也產(chǎn)生了良好的環(huán)境效益。而這當(dāng)中,少不了科學(xué)技術(shù)的助力。越來越發(fā)達(dá)的科技,將幫助我們更好地保護(hù)地球——5G,就可以!

低碳綠色,5G可以!

5G時代正迎面而來。然而,隨著5G的到來,你是否也被一些謠言所迷惑?網(wǎng)上不斷有傳言稱,速度比4G快百倍的5G,輻射也成倍增長,還有傳言 5G基站幾乎拖垮了國家電網(wǎng)。這是真的嗎?5G輻射是不是真的那么可怕?5G基站會拖垮電網(wǎng)嗎?答案當(dāng)然是否定的。

實際上,網(wǎng)絡(luò)提速和基站輻射增值毫無關(guān)聯(lián)。通信的輻射能量是被嚴(yán)格控制在安全范圍內(nèi)的,5G基站功率略大于4G基站,但是功率只有200瓦左右,只相當(dāng)于常見家用電器的功率,輻射可能比一些微波爐還低。而且,5G網(wǎng)速提升,并不是通過大幅度增加基站發(fā)射功率,而是通過擴(kuò)容傳輸帶寬,采用大規(guī)模天線等先進(jìn)技術(shù)實現(xiàn)的。所以,在5G時代,因為使用Massive MIMO和超級上行技術(shù),5G基站增益比4G大,使得基站數(shù)量并不比4G多。用戶所處的位置信號好,手機(jī)端發(fā)射器搜索信號的功率要求就會降低,功率降低,輻射自然下降。就像在偏遠(yuǎn)郊區(qū),基站信號弱,手機(jī)持續(xù)大功率搜索信號導(dǎo)致發(fā)熱就是輻射增強(qiáng)的體現(xiàn)。因此5G反而減少了手機(jī)自身產(chǎn)生的輻射。5G帶來的只會是更智能更便捷的生活。

當(dāng)我們看到5G相對于4G,在速度、延遲、容量上有飛躍式的提升,可能也會認(rèn)為5G基站需要消耗大量能源才能驅(qū)動。其實,相關(guān)研究表明,5G設(shè)備的能源利用率比4G更高,這意味著使用更少的電能,傳輸更多的數(shù)據(jù)。5G是能量效率很高的技術(shù),比4G更加綠色環(huán)保。據(jù)測算,5G在消耗1000瓦電量時會支持5425GB流量的傳輸,而4G大約只有200GB。從這點可以看出,雖然5G基站整體消耗電量似乎比4G多,但是在效率上卻是4G的25倍左右。換算成單數(shù)據(jù)耗電量時,5G反而比4G低很多。比如華為5G AAU產(chǎn)品每比特能效可以達(dá)到0.13瓦特/Mbps,相比4G網(wǎng)絡(luò),已經(jīng)實現(xiàn)25倍能效提升。鄔賀銓曾指出,5G的頻譜利用率比4G高3倍,華為做的5G基站比4G基站能耗節(jié)約20%,重量減少20%。與此同時,產(chǎn)業(yè)鏈也在積極推動5G設(shè)備性能的提升,進(jìn)一步降低5G基站硬件、軟件、配套設(shè)備的能耗。有預(yù)測表示,未來全球90%的站點升級5G時,市電將不需要進(jìn)行改造。當(dāng)5G普及后,人們可能用5G替代有線上網(wǎng),這時候企業(yè)就會把數(shù)據(jù)中心遷移至云端,手機(jī)甚至可能會取代電腦,在同樣的應(yīng)用規(guī)模下,5G基站的總能耗相比寬帶設(shè)備反而更加節(jié)能了,拖垮國家電網(wǎng)一說實為謠言。

除此之外,5G與物聯(lián)網(wǎng)連接也將減少能源消耗,因為設(shè)備能在不工作的時候?qū)崿F(xiàn)自動關(guān)機(jī)。家用電器、交通網(wǎng)絡(luò)、建筑、工廠、路燈等領(lǐng)域的傳感器將實時監(jiān)測和分析它們的能源需求與消耗,并自動優(yōu)化能源使用。

從另一個角度來看,5G可以大量獲取工廠生產(chǎn)實時運行數(shù)據(jù),并通過人工智能分析,有效提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本。5G還將實現(xiàn)更加靈活、互聯(lián)、協(xié)同的生產(chǎn),讓人與機(jī)器的配合更為協(xié)調(diào),有效提高生產(chǎn)效率。

總而言之,5G的到來不僅不會給社會帶來環(huán)境的污染、能源的浪費,反而通過高帶寬、低時延的特性,讓社會變得更為智能,也能為社會發(fā)展帶來更高的效率、更低的能耗。我們有理由相信,5G將會為人類帶來一個更低碳更綠色的未來。

守護(hù)生態(tài),5G可以!

綠色節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),大力發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè),也是我們統(tǒng)籌經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境高水平保護(hù)的重要舉措。通過5G技術(shù)賦能,大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)正成為生態(tài)環(huán)境監(jiān)管和污染防治不可或缺的手段。

在環(huán)衛(wèi)領(lǐng)域,智能環(huán)衛(wèi)云系統(tǒng)和機(jī)器人的應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提出了更高要求,需要對應(yīng)模組和網(wǎng)絡(luò)支撐,而5G技術(shù)可通過網(wǎng)絡(luò)切片提供低時延、高速率服務(wù),使得無人智能清潔系統(tǒng)、設(shè)備獲得更好的安全和性能保障。

每天早上6時,長沙橘子洲景區(qū)的環(huán)衛(wèi)智慧機(jī)器人“天團(tuán)”就上班了。道路清洗車先沿景區(qū)主干道繞洲一圈灑水沖洗路面,將垃圾、樹葉沖掃到道路兩側(cè),無人小掃18C緊隨其后,洗掃地面并將吸拾的垃圾集中運送到垃圾處理站。白天,景區(qū)游客逐漸增多,無人駕駛路面養(yǎng)護(hù)車5040上崗,通過噴射氣浪、機(jī)器清掃等方式,清理小型垃圾,春天為柳樹降絮等。同時,在游客更為密集的車站、廣場等處,無人駕駛掃地機(jī)器人C200按程序員預(yù)設(shè)的線路進(jìn)行區(qū)域化即時保潔,確保符合景區(qū)“垃圾15分鐘內(nèi)清離現(xiàn)場”的要求……

橘洲中聯(lián)環(huán)境產(chǎn)業(yè)有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)人介紹,橘子洲景區(qū)面積94公頃,綠地植被豐富,之前一直采取傳統(tǒng)人工保潔模式。作為長沙的城市會客廳和網(wǎng)紅打卡地,近年來游客量屢創(chuàng)新高,尤其節(jié)假日客流量激增,環(huán)境保潔壓力劇增。2018年4月,長沙市政府正式啟動橘子洲景區(qū)智能環(huán)衛(wèi)設(shè)施運用和景區(qū)環(huán)境提升項目,這是全球首個智慧清潔及新能源無人環(huán)衛(wèi)作業(yè)示范生態(tài)景區(qū)項目。項目運營兩年多來,清潔能源化、智能化、自動化系列環(huán)衛(wèi)設(shè)備已穩(wěn)定運行,每天服務(wù)游客1.5萬至2.2萬人,日處理垃圾15噸至20噸。目前,中聯(lián)環(huán)境正與酷哇機(jī)器人合作,將現(xiàn)有L2級無人駕駛掃路機(jī)和智慧環(huán)衛(wèi)機(jī)器人系統(tǒng)升級,隨著項目的成功實施和不斷完善,將為長沙成為中國首個自動駕駛之城打下堅實的基礎(chǔ)。

在環(huán)境監(jiān)測方面,全天候、全方位,5G和物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)等技術(shù)聯(lián)合,衛(wèi)星遙感、無人機(jī)、無人船、各種環(huán)境監(jiān)測儀器逐步實現(xiàn)智能聯(lián)網(wǎng),可以實現(xiàn)環(huán)境與平臺、平臺與人之間的實時信息交互,傳輸污染位置、污染成因、污染圖片,避免找不到污染源頭事件的發(fā)生,還可以為多個城市之間提供共享數(shù)據(jù),協(xié)助聯(lián)防聯(lián)控。

在成都,基于5G速率更快、覆蓋更廣的優(yōu)勢,溫江區(qū)通過應(yīng)用5G智慧環(huán)保監(jiān)測平臺,實現(xiàn)環(huán)境指標(biāo)變化實時傳輸,達(dá)到精準(zhǔn)溯源治理的目的。在位于金馬街道的大朗河入水口和出水口,5G戶外小型水質(zhì)監(jiān)測設(shè)備每30秒就會對河水進(jìn)行自動采樣,并借助5G技術(shù)把樣本分析數(shù)據(jù)實時傳輸至環(huán)保人員處。據(jù)工作人員介紹,該設(shè)備利用5G的NB-IoT頻道作為數(shù)據(jù)通信,傳感器現(xiàn)場采集完數(shù)據(jù)后,通過5G傳送到云端服務(wù)器,隨后進(jìn)行存儲、分析,再傳輸?shù)绞謾C(jī)App、數(shù)據(jù)大屏以及后臺的網(wǎng)站。除了水質(zhì),設(shè)備還可對空氣質(zhì)量進(jìn)行實時監(jiān)測,若監(jiān)測數(shù)據(jù)超出預(yù)設(shè)范圍,將自動發(fā)送警報信息。據(jù)了解,水質(zhì)監(jiān)測方面主要監(jiān)測河水的pH值、化學(xué)需氧量、氨氮、水溫等。空氣監(jiān)測主要針對重點污染工廠生產(chǎn)空間的甲醛、PM2.5、VOC揮發(fā)性的有機(jī)氣體總量等。同時,部分監(jiān)測站會針對風(fēng)速、風(fēng)向進(jìn)行監(jiān)測。據(jù)介紹,相比傳統(tǒng)監(jiān)測方式,在線環(huán)境監(jiān)測更精準(zhǔn)也更及時。5G與2G相比,功率更小,更省電;與4G相比,通信費用更低。

在浙江桐鄉(xiāng),“智慧環(huán)保”也正生動實踐著。從今年5月起,桐鄉(xiāng)正式采用VOCs走航監(jiān)測方式,對全市各鎮(zhèn)(街道)工業(yè)園區(qū)及企業(yè)集中區(qū)域的VOCs成分和濃度進(jìn)行監(jiān)測。相比人工監(jiān)測或大氣自動監(jiān)測點,走航車內(nèi)部搭載的檢測儀響應(yīng)速度為毫秒級,可以進(jìn)行實時采樣并在短時間內(nèi)完成分析檢測。走航不僅能給大氣污染“畫像”,還能給桐鄉(xiāng)水質(zhì)繪制地圖,為進(jìn)一步“對癥下藥”科學(xué)治水提供精確的數(shù)據(jù)支撐。除了走航監(jiān)測,桐鄉(xiāng)還實施了空氣質(zhì)量網(wǎng)格化監(jiān)測監(jiān)控項目,打造“一圖一碼一指數(shù)”證后執(zhí)法模式,為打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)奠定堅實基礎(chǔ)。

5G在生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用,直接作用于環(huán)境監(jiān)測和污染防治等環(huán)保領(lǐng)域,通過環(huán)保行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和市場調(diào)節(jié),實現(xiàn)環(huán)保與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的雙贏,形成“金山銀山”與“綠水青山”的相互呼應(yīng)。

高效共贏,5G可以!

伴隨著新一代科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的到來,能源產(chǎn)業(yè)加速實現(xiàn)智能化、信息化升級已是大勢所趨。5G與傳統(tǒng)能源行業(yè)結(jié)合,為行業(yè)賦能,在助力實現(xiàn)行業(yè)智慧化轉(zhuǎn)型的同時,達(dá)到節(jié)約能源的效果,這樣的轉(zhuǎn)變正在給社會生活帶來全新的面貌。

5G賦能傳統(tǒng)能源行業(yè),“智慧電網(wǎng)”成為率先落地的應(yīng)用場景。2019年年初,國家電網(wǎng)公司首次提出了“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”概念,并于3月8日全面部署實施。與此同時,首批5G牌照于6月6日發(fā)放。5G大帶寬、低時延、廣連接的特性,契合了泛在電力物聯(lián)網(wǎng)多樣化的通信需求。

同年9月,在中國能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展年會期間舉辦的“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”圓桌論壇上,來自企業(yè)和行業(yè)智庫的專家學(xué)者就5G技術(shù)在城市能源轉(zhuǎn)型中的應(yīng)用,以及5G能夠給能源行業(yè)帶來什么影響等主題展開了討論。華為中國區(qū)5G創(chuàng)新部負(fù)責(zé)人楊奔介紹,華為與南方電網(wǎng)開展了5G智能電網(wǎng)聯(lián)合創(chuàng)新,實現(xiàn)了首批面向商用的5G智慧電網(wǎng)應(yīng)用,并發(fā)布了《5G電力應(yīng)用白皮書》。國網(wǎng)南瑞集團(tuán)通信公司副總經(jīng)理趙高峰介紹,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)需要源、網(wǎng)、荷、儲各類設(shè)備及人員實現(xiàn)全面感知、泛在接入、全程在線,必然需要一個堅強(qiáng)的電力通信網(wǎng)作為支撐。5G技術(shù)有低時延、高可靠、海量連接的特征,與電網(wǎng)狀態(tài)全息感知、數(shù)據(jù)全面連接、業(yè)務(wù)全程在線、服務(wù)全新體驗的建設(shè)目標(biāo)高度吻合。

隨著5G技術(shù)的不斷突破以及基站建設(shè)與應(yīng)用的不斷開展,5G對于智能電網(wǎng)的推動作用愈發(fā)顯著,多方正在聯(lián)合推進(jìn)5G﹢智能電網(wǎng)應(yīng)用落地。在工信部等主管部門的支持下,近期,河北雄安、內(nèi)蒙古、海南等地紛紛啟動5G智能電網(wǎng)建設(shè)。與此同時,運營商也加快了與電力行業(yè)開展5G合作的步伐,不僅發(fā)布了白皮書,還進(jìn)行了一系列5G賦能電力行業(yè)的實踐。

今年3月,內(nèi)蒙古開始在全區(qū)建設(shè)首個5G智能電網(wǎng)。計劃分兩期進(jìn)行,建成后,將有效提高電力企業(yè)的發(fā)電可靠性,實現(xiàn)降本增效。

海南電網(wǎng)今年也圍繞智能輸電與防災(zāi)減災(zāi)、波浪能與微網(wǎng)、熱帶環(huán)境數(shù)字化計量、人工智能等啟動智能電網(wǎng)綜合示范項目,根據(jù)規(guī)劃,海南將在2025年建成智能電網(wǎng)綜合示范省。

今年7月,山東青島5G智能電網(wǎng)實驗網(wǎng)項目建設(shè)完工,標(biāo)志著目前我國規(guī)模最大的5G智能電網(wǎng)正式建成,可成功實現(xiàn)5G智能分布式配電、變電站作業(yè)監(jiān)護(hù)及電網(wǎng)態(tài)勢感知、5G基站削峰填谷供電等多個新應(yīng)用。

去年8月,國網(wǎng)青島供電公司、中國電信青島分公司、華為公司三方共同組建5G應(yīng)用聯(lián)合創(chuàng)新實驗室,共同推進(jìn)5G在智能電網(wǎng)、能源互聯(lián)網(wǎng)體系的應(yīng)用。截至目前,合作三方在青島已部署30余個5G基站,借助5G技術(shù)賦能傳統(tǒng)電網(wǎng),有效支撐5G智能電網(wǎng)應(yīng)用。

5G技術(shù)在智能巡檢、全景感知、精準(zhǔn)控制等各類電力應(yīng)用場景中均具有極大的潛力。在電力系統(tǒng)輸電、變電、配電以及用電的各個環(huán)節(jié),5G都能帶來新的體驗。無人機(jī)將采集到的變電站、輸電線路數(shù)據(jù)信息實時回傳到指揮中心,及時準(zhǔn)確監(jiān)控故障的發(fā)生;維修人員不用爬上危險的高壓線桿,就可以操作維修,排除故障;家里空調(diào)的能效比是否太低,熱水器能否優(yōu)化加熱時段,通過移動App,能給你提供更精確更個性化的用電服務(wù)……5G觸“電”,這樣的智慧場景正走進(jìn)生活。

5G與電力行業(yè)結(jié)合,不僅可以完成電網(wǎng)的智慧升級、智能轉(zhuǎn)型,同時也為5G建設(shè)提供了便利,實現(xiàn)雙方互利共贏,達(dá)到節(jié)約能源的良好效果。5G基站的密度遠(yuǎn)高于4G基站,用電量會大大增加。科學(xué)合理地利用峰谷電價差,可為運營商節(jié)約用電成本。國網(wǎng)青島供電公司工作人員介紹,基于5G機(jī)房、站點,通過站點智能儲能參與供電實現(xiàn)智能削峰填谷,在用電低谷時段智能電源充電,在用電高峰時段智能電源放電供5G基站使用,通過峰谷時段的電價差,可以為電信運營商節(jié)省電費。

5G觸“電”,助力電力行業(yè)實現(xiàn)了智慧化轉(zhuǎn)型,同時通過智能便捷的配電方式,實現(xiàn)了能源的節(jié)約與高效利用。5G風(fēng)口下,智能電網(wǎng)發(fā)展迎來新機(jī)遇,智能電網(wǎng)布局也成為國家搶占未來低碳經(jīng)濟(jì)制高點的重要戰(zhàn)略措施。隨著智能電網(wǎng)行業(yè)的高速發(fā)展,據(jù)預(yù)測,2020年我國智能電網(wǎng)行業(yè)市場規(guī)模近800億元。