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5G基站1年电费2400亿将致运营商巨亏907亿?测算结果来了……

作者:张蕊 来源:每日经济新闻 发布时间:2020-02-27 浏览:
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从火神山医院的5G视频“云监工”,到5G+远程会诊、5G+热成像测温,再到现在的5G远程办公、在线教育,此次疫情防控和恢复生产中,5G功不可没。

2月21日,中共中央政治局召开会议,特别强调要推动5G网络、工业互联网等加快发展。2月26日,工信部透露,2020年1月国内手机市场总体出货量2081.3万部,其中5G手机546.5万部。工信部表示,将稳步推进5G网络建设,并且重点加快独立组网的5G网络建设。

高层的频频表态也让资本市场迎来大爆发。5G概念股持续飙升,宜通世纪、世嘉科技、中兴通讯等接连涨停。

5G实实在在地来了!不过,一段时间以来,5G基站耗电巨大、电费天价的消息却满天飞。

求证一:5G基站单站功耗到底是多少?

5G基站单站功耗是4G基站的2.5~3.5倍,果真如此吗?

5G传输速率是4G的10倍以上,各种性能都大大提升,这必然带来器件数量的增加。

“大规模天线技术的运用肯定会增加功耗,像滤波器、射频、天线振子等器件用的都会更多。”中信建投通信行业首席分析师阎贵成对《每日经济新闻》记者表示,从这个角度讲,5G单基站能耗肯定要比4G高。

大规模天线技术是5G的核心技术,是指天线收发的通道数大量增加。阎贵成解释,越多通道意味着容量越大,就像车道一样,理论上车道越宽,同时可跑的车辆就越多,所以可以类比为,通道越多,可容纳的连接终端数越多,功耗也就越大。

作为工信部直属科研院所,中国信息通信研究院(以下简称“信通院”)是IMT-2020(5G)推进组(推动国内5G技术研究及国际交流合作的主要平台)的牵头方。2019年10月9日,信通院召开了一次包括三大运营商和中国铁塔在内的5G网络建设座谈会,多位专家都谈到5G基站的功耗问题。

那到底能高多少?

IMT-2020(5G)推进组组长、信通院副院长王志勤在上述座谈会上提到,初期阶段成本和耗电都会是4G的2倍左右。

中国铁塔研究院院长窦笠也在该座谈会上明确表示,现在5G功耗是3到5kW,是4G功耗的2到3倍。

结论:5G单站功耗确实比4G高,但权威观点多集中在2~3倍,低于质疑声音中测算所采用的最高倍数。

求证二:覆盖同等面积5G基站数量是多少?

有观点认为,覆盖同样范围,5G基站数量竟要4G的3~4倍,实际情况如何?

“理论上讲,频率越高,信号衰减越强,基站的覆盖面积越小,覆盖同等面积确实需要更多基站。”信通院一位不愿署名的专家告诉《每日经济新闻》记者,5G的特性决定了基站需要采用高频段,以保证有连续可用、不被干扰的大带宽,同时也才能满足更多用户接入的需求。

但会达到3~4倍吗?

在阎贵成看来,这个说法有点夸张了。从频谱端来看,中国移动是2.6GHz,跟4G同频段,能够实现同等覆盖面积与4G基站数量一样;中国电信和中国联通是3.5GHz,比4G频段高一些,理论上讲基站数量会比4G多,但是到不了3倍。

这里有必要解释一下,2.6GHz/3.5GHz都是指载波频段的核心频率。何为载波频率?就是指将信号负载到一个固定频率的波上去传输,这个过程称为加载,这个频率即载波频率。

信通院前述专家打了个比方,如果把5G比喻成集装箱,载波频率就是装载集装箱的卡车,低频段和高频段就可以理解为小卡车和大卡车。越低的频率,成本越低,信号衰减的越少,需要建设的基站数量越少,但同时也意味着只有更少的用户能接入。

阎贵成认为,正常情况下,理论上5G基站数量应是4G的1.3~1.4倍,考虑到电信和联通合建一张5G网络,1.2倍左右更合适,甚至可能都不到。

“我们说的这些倍数都是就宏基站而言。5G网络其实更多是面向智能制造、车联网等特定场景,对基站数量要求比较高,可能会采用比较多小基站。”阎贵成说,“但是小基站的覆盖也是随着应用发展逐步推开,不可能两年左右就要搞这么多。”

况且,小基站的功耗比宏基站小得多。“大概五六百瓦足够了。”中睿通信规划设计有限公司无线网络院工程师江永华告诉《每日经济新闻》记者。

结论:5G基站数量应是4G的1.2倍左右。

求证三:运营商会巨亏吗?

根据流传的数据,5G网络每年电费将达到2400亿元,比4G高2160亿元。2018年三大运营商利润总和为1492.48亿元,如此算来还将巨额亏损907.52亿元。

数据来源:公司公告

亏这么多?!不如让我们直接测算一下吧。

中通服咨询设计研究院有限公司无线通信领域的专家李新指出,整体上一个5G基站无线设备的功耗为3~4kW,以目前的0.7元/kWh计算,一个5G基站无线设备全年电费1.8万~2.5万元。

在阎贵成看来,这种算法基本可行,但因为单基站并不一定随时都满负荷运转,像家里可能有10盏灯,不代表10盏灯永远都同时亮着,所以最终结果可能会有一定偏差。

中国电力科学院农电所副所长、北京水木源华电气公司副总程干江告诉《每日经济新闻》记者,“0.7元的价格应该是按国内平均价去估算的,而且这个是做预算,要考虑一点余量,实际会低一点。”

考虑到多地都针对5G推出了供电补贴,如山西直接设定0.35元/kWh的目标电价,对参与电力市场交易后的5G基站进行电价补贴。这比0.7元的平均价便宜了一半,电费开支将大大降低。

如果按照中国通信标准化协会的数据,目前运营商5G基站主设备样品空载功耗约2.2~2.3kW,满载功耗约3.7~3.9kW,我们分别取空载功耗和满载功耗的中间值,则5G基站的功耗范围为2.25~3.8kW。按0.65元/kWh的费用计算,一个5G基站无线设备全年运行的电费接近1.3~2.2万元。

截至2019年前三季度,我国4G基站总数达519万个,按照阎贵成预计的1.2倍计算,5G基站要建设622.8万个。这与工信部原部长李毅中此前公开提到的用大概7年时间建设600万个5G基站的说法相差无几。

岁末年初,多省市明确2020年的5G基站建设规划。

数据来源:公开报道

2019年,全国已经建成约13万个5G 基站,以7年建设623万个为目标,则能测算出每年5G基站数量。

这7年每年的5G基站电费开支也可被测算出。

当然,这里只是进行了一个静态测算,实际上基站的功耗也会随着技术的进步和产品的迭代逐步降低。

谈及基站功耗的优化幅度,江永华坦言,因为没做过系统的统计,估计在10%~20%。

如果按照到第7年时基站功耗降低了20%来算,则当年5G基站的电费开支为647.9亿~1096.5亿,取中间值约为872.2亿。

这个数字与相传“5G网络每年电费将达到2400亿元”有天壤之别。

且不说质疑声是拿5G电费开支与4G时代(2018年)三大运营商的净利润做静态对比并不科学,即便按照这个逻辑,872.2亿元距离三大运营商利润总和1492.48亿元也还有一段距离。

看完了测算结果,我们再拿权威人士的说法验证一下。

中国电信技术创新中心副主任杨峰义公开表示,2018年三家运营商的移动基站总电费约240亿元。而中国联通研究院技术委员会主任严斌峰在前述座谈会上提到,预计5G电费将是4G的3倍多。按照3.5倍计算,则5G的电费约为840亿元。这与上述测算出的872.2亿元相差不大。

况且,在基站数量方面,阎贵成表示,理论上4G网络要求通讯稳定,覆盖相对更好,而5G最大需求是不同行业的应用,并不要求覆盖那么完善,所以最终的情况也有可能5G基站建设数量跟4G差不多。

另一方面,据《通信世界》报道,华为已经研究出5G极简产品和解决方案。在宏基站方面,运营商只需将原来的基站升级,无需新增站点和基站。

结论:根据耗电量、电价、基站数量等测算,5G基站最高年电费开支约为872.2亿元,远低于每年2400亿元的传言。

运营商可灵活配置基站

尽管不会巨亏,但我们还是要承认,5G基站的推广的确会为运营商带来一定的成本压力。

怎么办?

多位受访专家表示,未来有多种方法可以降低基站功耗。

在设备商层面,基站的配套元器件可以做得越来越先进,芯片可以像智能手机一样高度集成化,进而降低功耗。

运营商层面,可以从三方面着手。中国移动副总裁李正茂表示,中国移动已经推出了支持灵活配置的基站,把基站收发的配比数往下减,最大限度的节省能耗。

二是通过AI的方式智能监测、控制通道开关。知名电信专家、信息消费联盟理事长项立刚举例,如果一个小区基站经常达到60%负荷,就要考虑扩容;忙时就把所有通道都打开,闲时就把通道关掉。“相当于让一部分通道处于待机状态,工作时再把它唤醒,以此降低能耗。”

三是运营商还可以对低频段进行重耕,此前电信和联通也在考虑利用2.1GHz频段来建5G基站。

工信部在2019年10月份就已明确表态,目前2G、3G退网时机已成熟,鼓励运营企业积极引导用户迁移转网,将有限的频率资源和网络资源用到5G、4G移动通信网络发展当中,整体降低成本。这也为运营商建设更少的5G基站开辟了新大陆。

此外,由于基站有恒温要求,推动新的散热和制冷技术也可以有效降低能耗。

建议5G基站采用直供电

在前述座谈会上,多位专家呼吁政府出台通信用电优惠政策,包括转供电改直供电,用电申请、直供电改造上提供更多便利和优惠等。

数据来源:公开资料

王志勤表示:“我们测算,采用直供电方式,价格会比转供电减少一半。”

程干江解释,直供电指除自供电以外,直接由供电部门提供电力电能。转供电指公用电网未到达区域,由该地区有供电能力的直供用户同意,向其附近的用户转供电力;或因设计建设原因供电企业不能直供到户,由产业园区、综合体、小区物业、写字楼等自用配电设施转供电。

“转供电是转供电单位和最终用户协议定价,价格一般高于直供价。”他说,直供电对于企业来说价格低、能直接享受到政府的降价福利、供电稳定性好、电能质量好。不过,基站因为要考虑覆盖率需平均分布,孤立偏远地区不太可能都拉专线,有风能、太阳能、转供电、小马达等多种方式补充。“5G基站的耗电量要多于4G,周围有其他需供电用户的基站由转改直是可行的。”

记者注意到,成都、重庆、深圳等多个城市都明确要求5G基站转供电改直供电,不少地方政府推出供电补贴,有些城市直接提出补贴基站,这无疑是对运营商建立基站网络的有力补充。

此外,中国电信北京研究院副院长江志峰还在座谈会上提到,2B基站是面向企业、园区、景区等的专网服务,有些企业也愿意投资部分资金和运营商进行共享共建,这种方式可以不断探索。

5G商用带动运营商业绩增长?

算了成本账,接下来我们再看看收入账,以此了解运营商的利润情况。

5G商用能否带动运营商业绩增长?在王志勤看来,韩国的情况有一定代表意义。

“自2018年12月份发放牌照,2019年4月份提供服务、开始向用户销售,目前韩国5G用户超过300万,用户增长超预期,从每个用户使用的数据业务量来看基本上能够达到4G的2到3倍。”王志勤说。

国内情形从4G发展可见一斑。

申港证券研报指出,纵观4G时代,4G用户数与4G基站数保持了同步增长。我国4G用户数从2014年起迅速增长,2017年突破10亿。

数据来源:公司公告

截至2019年7月,全国总计12.4亿户,4G渗透率达78.8%。

数据来源:工信部

在“流量红利”和“提速降费”双重加持下,4G用户DOU(平均每个用户每月使用的上网流量)提高了7倍以上。

运营商整体业务在2014-2018年从12544亿元增长至14048亿元,复合年均增长率2.9%。

2019年10月底,三大运营商公布了5G套餐资费。

数据来源:公开资料

对普通用户而言,5G时代是否意味着更多的流量使用和更高的电信服务费用支出?

“流量肯定会更多,这毫无疑问。”项立刚设想了一种场景,同样是打开1G的视频,4G可能要10分钟才能下载完,但你可能看到一小半就不看了,这样你只下载了300M;但5G的网速快到只能看到进度条的空格和满格,即便只点开了几分钟,1G流量也早就消耗完了。另外,5G时代会有更多蓝光视频、超高清视频,消耗的流量大大高于分辨率低的视频。

项立刚强调,5G的流量单价其实是大大降低了,“但是总量肯定没便宜,你用的流量多了,费用自然就上去了。”

而信通院早在2017年发布的《5G经济社会影响白皮书》就曾指出,5G商用中期,来自用户和其他行业的终端设备支出和电信服务支出持续增长,预计到2025年,上述两项支出分别为1.4万亿和0.7万亿元,占到直接经济总产出的 64%。

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记者手记丨5G电费天价言过其实、杞人忧天

盼望着,盼望着,5G的脚步终于越走越近了。

有了5G,中小学生可以通过线上数字化空间学习,做到停课不停学;企业员工可以通过云平台在线办公、召开视频电话会议……毋庸置疑,在这一次抗疫防疫战中,5G的表现可圈可点。

国家频频强调加快5G网络发展,我们欢欣鼓舞,但也要清楚,任何事物的发展都不是一帆风顺的。5G基站功耗比4G明显增加,确实是运营商面临的一项挑战,但在采访中,多位受访专家都认为,号称5G基站耗电惊人、电费天价的言论太过危言耸听。

我们通过求证5G基站的单站功耗、覆盖同等面积的5G基站数量,对传言一一进行驳斥。并在此基础上对5G基站的电费开支进行了详细的静态测算,最终电费开支远低于传言中的每年2400亿元。传言所称的确过于杞人忧天了。

事物的发展是螺旋上升的,我们的技术也一直在进步。事实上,就传输单位比特信息量的功耗而言,5G更省电。目前5G网络容量比4G大很多,单位时间能处理20倍以上的数据,但每比特功耗只有4G的1/10,甚至更低,这是技术进步的绝佳证明。

“5G改变社会”的理念早已深入人心。在物联网、无人驾驶、虚拟现实等主要情境以及智能制造、智慧出行、智慧医疗、智慧城市等领域,5G都拥有巨大的应用空间。

据中国信息通信研究院2018年的预测,在2020年5G将带动我国直接产值约4840亿元,其中网络设备和终端设备为4500亿元,间接产值1.2万亿元。

我们相信,5G一定会让社会运行更加智慧,同时为各行各业插上腾飞的翅膀,使我国在国际竞争中掌握优势。

关键字:5G基站

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