通信機房節(jié)能減排行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

梅侃++萬穎++楊婷婷

摘 要：基于通信機房（移動基站）通風(fēng)降溫節(jié)能系統(tǒng)（以下簡稱 “通風(fēng)降溫節(jié)能系統(tǒng)”）的通信機房空調(diào)節(jié)能降耗技術(shù)，采用最大化利用自然冷源及遠(yuǎn)程監(jiān)測、信息化管理手段對通信機房原有降溫系統(tǒng)和加裝新風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理，完成機房環(huán)境保障體系的全新改造，通過對各節(jié)能系列產(chǎn)品的有效整合，模擬人工控制進(jìn)行有效調(diào)度，以最低運營成本，確保機房環(huán)境所需的溫、濕度，達(dá)到降低運營成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益之目的。該系統(tǒng)具有良好的市場應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：通信機房；節(jié)能減排；行業(yè)發(fā)展；現(xiàn)狀；趨勢

一、前言

隨著通信運營商及其他信息化運營企業(yè)的運營網(wǎng)絡(luò)與其用戶的共同發(fā)展擴張，通信及信息化運行企業(yè)其機房耗電費用已經(jīng)占運營成本費用相當(dāng)大的比例。通過詳實的調(diào)查研究，在各類通信及信息化運行的機房中，用于降溫的空調(diào)運行耗電就占設(shè)備用電的40%以上，部分 IDC機房（服務(wù)器托管機房）及各類傳輸、數(shù)據(jù)機房，其空調(diào)用電更占到機房設(shè)備用電的45%以上。如何利用新的技術(shù)及管理手段，降低空調(diào)用電開支，減少企業(yè)運營成本，成為通信運營商及信息化運營企業(yè)的一個新的運營管理課題。

我國對通信及信息化類機房按不同等級對溫、濕度及潔度有具體環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)及要求。機房內(nèi)電源設(shè)備、傳輸設(shè)備、交換設(shè)備和數(shù)據(jù)設(shè)備在運行時散發(fā)較大熱量，為保持環(huán)境溫度，主要靠空調(diào)降溫完成。我國地域廣闊，跨度較大，氣候特征多樣，采用單一的節(jié)能技術(shù)并不具有廣泛的實用性，目前采用的各種機房節(jié)能技術(shù)都各有其明顯的優(yōu)缺點，針對性的采用各種綜合技術(shù)及信息化管理手段，完成有效整合，實現(xiàn)最大化利用自然冷源，才能達(dá)到降低能耗，減少運營成本之目的。

二、行業(yè)現(xiàn)狀

通信行業(yè)不僅是一個高科技的行業(yè)，也是高耗能的行業(yè)。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴張，通信網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備、動力系統(tǒng)以及機房、基站等成倍增加，耗能巨大，從電信運營商成本構(gòu)成可以看出電費支出占到很大部分，其中空調(diào)電費支出占到生產(chǎn)用電成本的40%左右，所以降低空調(diào)系統(tǒng)能耗就可以有效的降低電信運營商的生產(chǎn)耗能。

“通信機房（移動基站）通風(fēng)降溫節(jié)能系統(tǒng)”產(chǎn)品就是在此背景下生產(chǎn)研發(fā)出來的，采用通風(fēng)降溫的方法。基于滿足移動基站要求的環(huán)境，采用智能模擬人工控制程序，實時采集、分析相關(guān)控制參數(shù)，分時控制通風(fēng)機和空調(diào)器獨立運行，在保障機房環(huán)境符合條件的前提下，最大化利用自然條件通風(fēng)降溫，達(dá)到節(jié)能的目的，其綜合節(jié)電率可以達(dá)到空調(diào)原耗電量的30%-65%，本產(chǎn)品的研發(fā)成功，有良好的產(chǎn)業(yè)示范以及產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)程度，能夠大大提高我國通信行業(yè)的節(jié)能降耗的水平，最大化利用自然冷源，實現(xiàn)通信及信息化機房節(jié)能降耗，完全符合我國家建設(shè)資源節(jié)能型、環(huán)境友好型的兩型社會的目標(biāo)，也是貫徹落實我國“十三五”規(guī)劃、戰(zhàn)略新型產(chǎn)業(yè)的重要舉措，其市場前景廣闊，經(jīng)濟效益顯著！

國內(nèi)外行業(yè)企業(yè)存在能按新風(fēng)系統(tǒng)基本原理邏輯控制，但卻存在不能同時保證通信機房防塵、防盜、濕度環(huán)境要求、室外溫度要求過低、單位設(shè)備有效換風(fēng)量小、不可現(xiàn)場拆換維修、節(jié)能效率不高（≤20%）等諸多問題。需要解決這些根本的矛盾性問題，行業(yè)仍需做出進(jìn)一步努力。

三、行業(yè)發(fā)展情況

保護環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展，成為當(dāng)前國家重點關(guān)注的重大問題。節(jié)能減排也成為建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇，節(jié)能減排對于調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變增長方式、提高人民生活質(zhì)量、維護中華民族長遠(yuǎn)利益，具有極其重要而深遠(yuǎn)的意義。

近年來，我國節(jié)能減排工作進(jìn)展順利。國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2013年至2015年，全國單位GDP能耗分別比上年降低3.7%、4.8%和5.6%，降幅一年比一年擴大，累計降低13.5%，為順利完成“十二五”節(jié)能減排規(guī)劃發(fā)揮了決定性作用。特別是2015年，除單位GDP能耗以外，單位GDP電耗比上年降低6.0%，全國規(guī)模以上工業(yè)單位增加值能耗比上年降低8.4%，這三個指標(biāo)均為2005年實行節(jié)能降耗約束性管理以來降幅最大的，節(jié)能降耗成效十分顯著。

隨著國家重視，企業(yè)需求，我國各行業(yè)的節(jié)能減排工作逐步推進(jìn)，節(jié)能減排帶來的市場經(jīng)濟價值凸現(xiàn)。我國節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)迎來快速發(fā)展機遇，2015年節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值將達(dá)到45531.7億元，較2014年上升了16.4%，成為國民經(jīng)濟新的支柱產(chǎn)業(yè)。2016—2018年我國節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)將保持18%的速度增長，市場前景廣闊。

當(dāng)前我國互聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)、新業(yè)務(wù)蓬勃發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)用戶規(guī)模和基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)?？焖僭鲩L。截至2015年年底，全國電話用戶總數(shù)達(dá)到15.37億戶，其中移動電話用戶13.06億戶；固定寬帶接入用戶達(dá)到2.13億戶，其中8Mbps及以上用戶占比69.9%；移動寬帶用戶達(dá)到7.85億戶，占比達(dá)60%，其中4G用戶維持高速增長，全國新增4G用戶2.89億，總數(shù)達(dá)到3.86億戶。2015年，移動互聯(lián)網(wǎng)接入流量消費持續(xù)快速增長，累計達(dá)41.9億G，同比增長103%，固定寬帶接入時長達(dá)50.03萬億分鐘，同比增長20.7%；智能手機出貨量達(dá)到4.57億部，同比增長17.7%，物聯(lián)網(wǎng)終端用戶達(dá)到7928萬戶，同比增長82.8%。大量的通信、信息化類運營企業(yè)建設(shè)的各數(shù)據(jù)機房孕育而生，因此，通信機房的節(jié)能減排行業(yè)發(fā)展將帶來巨大的社會效益和企業(yè)效益。

四、定制系統(tǒng)的特點和發(fā)展前景分析

（一）特點

原有通信及信息化機房基本上都采用空調(diào)制冷的傳統(tǒng)降溫方法對機房進(jìn)行環(huán)境降溫，確保其機房溫、濕度，由于機房空間大，依賴空調(diào)制冷降低整體機房的溫度，消耗的電力巨大，而空調(diào)24小時不間斷工作，其本身壽命就會降低，頻繁更換空調(diào)設(shè)備，同樣是一中巨大浪費。

國家標(biāo)準(zhǔn)電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范GB50174-2008，7.3.2中，對于電子信息機房新風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計作了非常明確的規(guī)范“ 對機柜高度大于1.8m，設(shè)備熱密度大、設(shè)備發(fā)熱量大或熱負(fù)荷大的主機房，宜采用活動地板下送風(fēng)、上回風(fēng)方式”。機房新風(fēng)量設(shè)計規(guī)范要求：A級機房潔凈度為30萬級，B級機房潔凈度為20萬級；每人新風(fēng)量應(yīng)為40～60M3/H；機房空氣量循環(huán)次數(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)大于2～3次/H；室內(nèi)總循環(huán)風(fēng)量的5%；維持室內(nèi)正壓所需風(fēng)量。

通信機房內(nèi)溫度的升高，主要是因為通信設(shè)備每天24小時不間斷地運行發(fā)熱所致。如果全年都采用空調(diào)來保障機房內(nèi)溫度恒定（用空調(diào)降溫，溫度恒定在25度左右），會消耗巨大電能。而冬、春、秋三季，按我國各地域不同，全天或早晚時段，室外溫度較低，因此可最大化得利用自然冷源，對機房進(jìn)行降溫，可以達(dá)到很大的降耗目的。

按照我國行業(yè)規(guī)范設(shè)計，智能溫控降溫系統(tǒng)可分三個部分（主控制系統(tǒng)、自然新風(fēng)進(jìn)排風(fēng)系統(tǒng)、信息化管理系統(tǒng)）組成。其基本原理是實現(xiàn)機房內(nèi)與自然的對流，最大化利用自然冷源，根據(jù)機房內(nèi)發(fā)熱分布（機房內(nèi)上方溫度高，下方溫度低，大型機房內(nèi)上方和下方的溫度之差3度以上），可將進(jìn)風(fēng)口設(shè)在機房低處（但要注意防破壞和防水處理），由進(jìn)風(fēng)機引入機房外部（經(jīng)過過濾的）較低溫度的空氣，出風(fēng)口設(shè)在機房高處，以排出室內(nèi)最高溫度處的熱量，此方法可大幅度地降低用電量，減少企業(yè)的營運成本，同時延長機房空調(diào)的使用壽命。

（二）發(fā)展前景分析

智能通風(fēng)降溫節(jié)能系統(tǒng)是目前通信機房設(shè)計不可或缺的配套系統(tǒng)，其優(yōu)點有以下幾點：第一，有利于機房環(huán)境溫度、濕度和空氣質(zhì)量改善；第二，節(jié)約能耗；降低企業(yè)運營成本；第三，實現(xiàn)遠(yuǎn)程的自動控制，減少設(shè)備故障，可與消防系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動，出現(xiàn)機房火災(zāi)，可把有害煙霧短時間排出，確保工作人員安全；行業(yè)中，主要通信運營企業(yè)的數(shù)據(jù)就充分體現(xiàn)其行業(yè)發(fā)展前景巨大：據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院《2016-2021年中國專網(wǎng)通信行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》顯示，2014年，通信行業(yè)能源消費總量累計671.06萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，同比增長4.9%，增幅與去年持平；電力消費總量456.2億千瓦時，同比增長8.1%，占行業(yè)能源消費總量的比重為83.55%，較2013年提高2.47個百分點，能源消費日趨優(yōu)化。在通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴張，能源消耗也呈現(xiàn)較快增長的情況下，單位電信業(yè)務(wù)綜合能耗逐年下降，達(dá)到0.037噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元，同比下降19.27%。單位電信業(yè)務(wù)總量電耗為251千瓦時/萬元，同比下降16.77%。

近年來，通信行業(yè)持續(xù)推進(jìn)節(jié)能減排工作，深挖節(jié)能減排潛能，不斷完善節(jié)能減排管理體系，成效顯著。各基礎(chǔ)電信企業(yè)積極發(fā)揮行業(yè)核心作用，帶動產(chǎn)業(yè)鏈共同節(jié)能減排，積極發(fā)揮信息產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢，構(gòu)建綠色通信網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展，配合國際慣用的合同能源管理模式運營，更有積極的推廣作用；

五、結(jié)論

通信機房、移動基站的節(jié)能減排項目，主要是在技術(shù)上提高能源利用，減少空調(diào)耗能，保護生態(tài)環(huán)境，通過配合合同能源管理模式進(jìn)行項目運作，主要是用新型的運營模式，提高市場拓展能力，對未來主導(dǎo)該類市場起到?jīng)Q定性作用，項目產(chǎn)品主要用于通信、信息化行業(yè)領(lǐng)域，具有良好的產(chǎn)業(yè)示范度以及產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)程度，能夠大大提高我國通信行業(yè)的節(jié)能降耗的水平，也是貫徹落實我國將要實施的“十三五”規(guī)劃、戰(zhàn)略新型產(chǎn)業(yè)的重要舉措，通信機房節(jié)能項目均會得到各級政府扶持及立項，其市場前景廣闊，經(jīng)濟效益顯著。（作者單位：金元證券股份有限公司）

基金項目：科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基金《機房（移動基站）通風(fēng)降溫節(jié)能系統(tǒng)》；項目編號：12C26214505690。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蔣青泉.通信網(wǎng)絡(luò)能耗分析與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用[J].中南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）.2009（02）

[2] 李亮.面向通信基站節(jié)能降耗的機房智能PID溫度控制研究[D].湖南大學(xué) 2011

[3] 曹穎.通信企業(yè)IDC機房節(jié)能減排的研究[D].上海交通大學(xué) 2012

[4] 曹穎.通信企業(yè)IDC機房節(jié)能減排的研究[D].上海交通大學(xué) 2012

[5] 蔣雅靖.電訊通信機房新風(fēng)系統(tǒng)節(jié)能研究[D].東華大學(xué) 2011

[6] 王婷婷.新風(fēng)節(jié)能系統(tǒng)在通信機房中的應(yīng)用分析[D].中南大學(xué) 2011

[7] 張英杰，章兢，劉文強，姚珺.通信行業(yè)能耗現(xiàn)狀分析與節(jié)能戰(zhàn)略思考[J].電信科學(xué).2011（10）

[8] 張志強.通信行業(yè)節(jié)能減排形勢總體把握與關(guān)鍵考核指標(biāo)探究[J].現(xiàn)代電信科技.2010（06）

[9] 孫祾.節(jié)能減排技術(shù)在移動通信機房中的應(yīng)用[J].吉林大學(xué)學(xué)報（信息科學(xué)版）.2014（02）

[10] 黨麗媛.移動通信基站節(jié)能減排的研究與實現(xiàn)[D].北京郵電大學(xué) 2011

[11] 馬小平.低碳經(jīng)濟視角下的通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃研究[D].北京郵電大學(xué) 2011