5G改變環(huán)境的10種方式

譚清寬

5G技術(shù)將使得任何連接的用電設備都能感知并智能地響應需求或其他變化，這對能源使用具有深遠的影響，本文將介紹5G幫助交付的一些最具變革性的環(huán)境技術(shù)。

智能電網(wǎng)

目前，許多國家的智能電網(wǎng)已經(jīng)使用計量、通信和控制技術(shù)來管理能源使用，但是5G將把資源管理提升到一個更高的層次。

物聯(lián)網(wǎng)連接的設備（例如，在智能汽車、家庭、建筑物和體育館中）將迅速對本地電網(wǎng)需求激增做出警告，并且能夠動態(tài)響應。

物聯(lián)網(wǎng)設備在不使用時會進入睡眠狀態(tài)，這大大降低了能源需求。實際上，最近的O2報告認為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可能帶來家庭能源使用減少12 %，相當于640萬噸二氧化碳。風能和太陽能等可再生能源的使用不斷增加，但它們可能會不穩(wěn)定，因此5G將能夠更好地管理這些資源，以平衡發(fā)電和消耗。

智慧城市

智慧城市旨在解決許多影響城市環(huán)境的問題，城市生活對環(huán)境的影響就是其中之一。連接到電動汽車、交通信號燈、智能電表、垃圾箱、城市花園等的傳感器會將信息發(fā)送給管理者，后者可以設計城市使用更少的電力并減少碳排放。

道路、汽車、街道照明、家庭、建筑物中的設備和傳感器可以提供大量的數(shù)據(jù)，這將使地方政府能夠利用AI系統(tǒng)來調(diào)整能源支出。可以在整個城市實施智能能源政策，以減少能源使用，監(jiān)測和管理空氣質(zhì)量以及跟蹤電力、水和廢物。

根據(jù)麥肯錫的報告，到2025年，智慧城市的溫室氣體排放量將減少10 % ～15 %，每人每天可節(jié)省25 ～80升水。

智能路燈

互聯(lián)街道照明是任何智慧城市的關鍵要素，可以通過多種重要方式幫助改善環(huán)境。最明顯的是，結(jié)合大數(shù)據(jù)可以對需求進行分析，以確保只有在居民或交通需要時才亮燈。

同樣，路燈將與路燈通信，以確保路人的通道變亮，并且始終被光圈圍住（路人走過時將熄滅）。2018年O2的一份報告發(fā)現(xiàn)，通過采用智能LED路燈、5G傳感器和無線技術(shù)可以為城市平均節(jié)省130萬英鎊的電費。路燈也可以安裝傳感器以監(jiān)測空氣污染或溫度。

水管理

管道泄漏和其他斷水事故意味著大量水資源浪費，實際上，美國研究組織Brookings在2019年的一份報告中估計，爆裂的管道、泄漏和盜水造成的水損失占全球供應量的50 %或新興市場的75 %。管道中或地面以上與物聯(lián)網(wǎng)相連的傳感器將在水過多流失之前提醒管道的損壞或泄漏。

同樣，可以設置家庭的5G智能計量水以限制使用。農(nóng)場灌溉非常耗水，使用水時應考慮土壤中的水分含量，5G傳感器將用于確保水不會浪費在不需要的農(nóng)作物上。

智能電動汽車

盡管由5G驅(qū)動的自動駕駛汽車還有一段距離，但與能夠支持數(shù)百萬個連接設備的網(wǎng)絡配對時，它們有望比目前的汽車更加高效。5G導航將允許快速直接地到達目的地，并且可以避免和減少路障和延誤（有助于防止汽車排隊釋放有毒煙霧）。汽車或周圍基礎設施中的傳感器會立即提醒維護操作員有關路面損壞的信息，從而再次提高效率。

糧食生產(chǎn)和消費

如上所述，土壤中的5G傳感器將能夠監(jiān)測水分含量，這意味著消耗在農(nóng)作物上的水更少，但是這些傳感器也能夠評估農(nóng)作物是否接受了足夠或過多的陽光。他們能夠檢查土壤中養(yǎng)分的平衡，以及植物是否在枯萎，從而防止它們變質(zhì)。這意味著傳感器也將提醒用戶冰箱或櫥柜中的食品是否已達到最佳狀態(tài)，這將防止糧食浪費。根據(jù)聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織的報告，為我們的消費而生產(chǎn)的糧食約有1/3是被白白浪費掉了，其中包括40 %以上的水果和蔬菜。

空氣質(zhì)量

聯(lián)合國認為，到2050年將有68 %的人口生活在人口稠密的城市地區(qū)，造成更多的浪費、擁堵和污染。借助遍布整個智能城市基礎設施（例如，附在路燈、建筑物或路標上）的傳感器，環(huán)境管理部門將能夠通過空氣質(zhì)量系統(tǒng)使用實時準確的數(shù)據(jù)來進行管理和決策，這可用于管理污染熱點?？諝鈨艋飨到y(tǒng)（可能安裝在智能建筑、車輛和消費類設備中）也可以連接到5G傳感器，以檢測空氣中的顆粒。

建筑效率

建筑物消耗了世界上大部分的能源，結(jié)合5G傳感器的設計可以顯著減少能源消耗。照明、供暖、制冷和其他操作可以根據(jù)需要分配，建筑物本身產(chǎn)生的能量例如太陽能，可根據(jù)需要重新分配。

在辦公室中，可以將5G與大數(shù)據(jù)和AI相結(jié)合，根據(jù)需要自動調(diào)整照明、采暖或空調(diào)。像醫(yī)院這樣的資源密集型建筑物也可以利用5G傳感器和AI來根據(jù)歷史模式提供重癥監(jiān)護。此外，物聯(lián)網(wǎng)設備可以知道人們已經(jīng)離開了建筑物，或是超過預設的時間將自動關閉電源，節(jié)省能源消耗。

智能電表

連接5G的電表基礎設施將減少斷電和電力峰值，并幫助消費者降低每月的電費賬單，從而可以通過遠程移動設備訪問天然氣、電力和水的讀數(shù)。連接到智能電表的家庭能源管理系統(tǒng)將允許住戶修改其用途。

據(jù)歐盟委員會估計，到2020年，將推出約2億個智能電表和4 500萬個燃氣表，以滿足72 %的電力用戶和40 %的天然氣用戶的需求。

基礎設施本身

這是一個有爭議的問題，因為5G基礎設施將需要更多的設備，更多的小蜂窩發(fā)射機和更多的數(shù)據(jù)中心，所有這些都意味著對資源使用和能源消耗的增加。有報告估計，到2040年，ICT行業(yè)占全球排放的百分比可能會從目前的3 %躍升至14%，這是不理想的結(jié)果。

但是，大多數(shù)網(wǎng)絡公司在設計和構(gòu)建組件時都會考慮到效率的顯著提高。華為已經(jīng)在中國建立了5G基站，這些基站使用電源管理軟件并使用更少的發(fā)熱電子組件，使得5G基站電能消耗比4G站少20 %。

類似地，根據(jù)《大西洋（The Atlantic）》的一篇文章，5G可以根據(jù)需要管理基站內(nèi)的太陽能或冷卻液體，一些歐洲公司已通過這種方式將二氧化碳排放量減少了80 %。5G將在停機時利用睡眠模式，而分析和AI可用于對用電量進行建模。