张蕴

近来有消息指出，德国著名能源企业意昂公司近期发布的研究结果表明，5G网络会显著提升数据中心的能量需求。这种额外的能量消耗所产生的废热能被用于城市供暖系统。

那么，为什么5G网络会增加能耗呢？我们如何回收并有效使用这些热量呢？为此，《财经》采访了一些行业内专家。

通信网络设备的用电量很大。

“5G 网络大幅提高了数据中心的能耗水平。”中国科学院工程热物理研究所副所长、研究员陈海生对记者说道：“其中大部分能源消耗来源于通信网络设备。这些设备主要由基带处理单元（BBU）和有源天线处理单元（AAU）构成。” 具体来看，BBU主要用于处理基带数字信号；而 AAU 的作用是将基带数字信号转化为模拟信号，并进一步调制成高频射频信号；接着通过功率放大单元 (PA) 将这些信号增强至足够功率水平，最后由天线进行发射。 相比于传统通信网络，5G 通信网络设备中的 AAU 消耗的电能更多。

例如，在广州和深圳的一些运营商进行测试发现，在4G网络下，当AAU满载时，其耗电量为289.7瓦；而切换到5G网络后，耗电量上升至1127.3瓦。王亮研究员在接受记者采访时表示，5G通信网络设备的耗电量大约是4G网络的两倍到三倍之多。

2018年，全国范围内的数据中心总共消耗了1608.89亿千瓦时的电量。北京工业大学环境与能源工程学院研究员吴玉庭在接受记者采访时表示，与4G网络相比，5G网络数据中心使用了大量的中央处理器（CPU），因此耗电量也显著增加。5G网络数据中心运行增值税专用发票是什么意思【代办电话13434104765；QQ2188982664】中的中央处理器及内存会产生较多热量。如果这些热量无法及时排除，会导致中央处理器和内存温度不断升高，并可能造成设备损坏。

除此之外，陈海生还提到，5G基站的信号覆盖面积通常明显小于4G基站。为了实现相同的覆盖范围，所需的5G基站数量大约是4G基站的1.5到2倍之多。这将进一步导致5G网络能耗的上升。

废热温度可能无法达到供暖要求。

根据目前公开的5G网络能耗资料分析得知：相关废弃热量主要来自通讯网络、环境控制以及供电设备等系统中。其中，通讯网络设备是最主要的废热来源，而其组成部分——AAU（有源天线单元）则被认为是一个重大的废热产生者。 王亮指出，在AAU设备中，功放单元是耗电最大且效率最低的部分。据统计，AAU设备中的功放单元消耗了通讯网络设备大约40%至50%的电量，其中一半以上的电力转换为废热。

如何收集这些废热呢？

“可以用空气、水等换热介质收集5G网络废热。”陈海生对记者说，“利用肋片、热管等装置将废热进行传导的方法是空气收集方式，在这些装置中，通过空气流过的方式‘带走’废热，并以此实现废热的收集。另一种方法是水收集方式：基站内的热空气会经过空气—水换热器传递给水中，以达到收集废热的目的；在某些情况下，也可以直接增加换增值税专用发票是什么意思【代办电话13434104765；QQ2188982664】热管道使水在管道内流动来吸收设备产生的废热。”

目前能否使用收集来的余热来供热呢？

理论可行但实际操作难度较大。王亮告诉记者说，首先，5G网络设备产生的废热主要来自AAU（天线单元）装置，而这些AAU设在室外通信铁塔上。如何有效收集这类设备的废热目前是难题；其次，市政供暖系统对温度要求很高，通常需要70至120摄氏度之间，但工业级电子元器件一般只能承受不超过85摄氏度的温度，而当前网络设备产生的废热温度可能无法满足这些标准。

目前，市政供暖主要包括三种方式：热空气、热水和蒸汽。 中国科学院工程热物理研究所凌浩恕博士表示，热空气供暖方案是利用加热设备产生热空气直接送入建筑进行供暖，技术原理较为简单；而热水供暖则是通过热泵或供热锅炉产生热水，并结合风机盘管、散热器以及辐射地板来进行供暖。这是我国最常用的供暖方式之一。至于蒸汽供暖，则是使用电厂产生的水蒸气进行供暖，能够满足多种需求，应用范围广泛，尤其适合工业厂区的取暖需要。

“目前看来，这些市政供暖方式与通过5G网络产生的废热难以实现兼容。要充分利用5G废热，还需在技术层面进行深入探讨。”凌浩恕告诉记者。