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5G啟用,基站儲能風至

作者:清稚 來源:北極星儲能網 發布時間:2019-11-02 瀏覽:
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5G意味著頻率更高、要求基站站址更密集,直接導致包括選址占地與建設維護成本,供用電設施改造費用,高功耗帶來的高額電費,以及電源系統升級改造等投資成本巨大,其中基站建設選址成本和耗電電費更是成為限制5G基站建設速度的最大難題。5G基站的建設與推廣其實面臨多重壓力。

迫于投資運營壓力,中國聯通與中國電信提出合作共建5G網絡。而中國鐵塔、電網公司、電氣設備、電池儲能等相關企業也提出各種解決方案投身應對成本難題,并有望成為5G推廣應用中的受益方。

1、 建設成本租金高:4G升級、5G+電塔

數據:5G基站的建設密度至少為4G基站的3倍——即5G所需基站數量為4G的3倍,基站單站存量基站升級改造3萬元,而新建的所有投入成本約60萬元。

5G基站建設要求密度大,而建設用地租金非常昂貴,尤其一線城市老城區為例年租費用可達10萬元。11月31日,陳肇雄在5G商用啟動儀式上建議加快5G在工業、交通、能源等垂直行業的應用創新。從目前建設模式也可看到,未來5G基站將作為共享的“智慧能源”載體,從“通信塔”向“社會塔”“智能塔”轉變。

作為在國內擁有97%的通信鐵塔市場份額的通信基礎建設運營商,中國鐵塔成為影響5G建設進度的關鍵。早在去年4月,中國鐵塔先后與國家電網公司、南方電網公司簽署戰略合作協議開啟“共享鐵塔”的全新合作模式。這也就是今年年初國家電網的“泛在電力物聯網”中多站融合的建設理念,同時也是近日南方電網發布的“數字電網”建設中“通信基站閑散儲能示范項目”的應用模式。

中國鐵塔表示,在目前5G基站建設過程中97%通過已有站址共享改造,此舉可將基礎設施建設成本降低42%,直接為電信企業節約25%的年運營成本;而新建鐵塔也將共享率從14%提升到80%,相當于少建鐵塔70萬座,節約行業投資1300億元,節省土地3.7萬畝,整體降本增效明顯。

國家電網、南方電網已陸續在多地建成“電力桿塔+5G”基站,借助電塔搭建5G基站,大幅度縮短建設周期,節省5G建設投資成本,還提升了5G覆蓋質量和進度。同時供電公司向5G運營商開放變電站資源,也降低運營商的運維成本。

4月3日,國內首次在500千伏級以上高壓/特高壓變電站使用5G技術,河南鄭州官渡變電站5G測試站建成投入使用。

6月22日,國內首座“特高壓+5G”基站在±1100千伏安徽古泉換流站建成。

7月16日,東莞首批兩基110千伏“共享鐵塔”塔上通信基站安裝施工完成。

8月11日,陜西750千伏南山變首次實現5G覆蓋。

8月15日,全國首例5G共享電力塔南京市三橋工業園試點站順利完工。

今年8月,5G基站、邊緣計算站入駐國網廈門供電公司天湖開關站,成為全國首個“多站融合”配電站房項目。

8月20日,國內首個在變電站內建設的5G基站在南京成功開通。“共享電力基礎設施部署5G基站,把5G基站的建設周期從30天提速至1天,建設資金從36萬元節約至1萬元”

8月25日,新疆聯通攜手國網新疆成功在世界電壓等級最高的±1100千伏昌吉換流站電力鐵塔部署5G基站。

此外,5G網絡切片還契合了國網泛在電力物聯網的需求,可在分布式可再生能源控制、電力大數據平臺等領域實現應用。

2、 能耗電費高:轉改直、5G+能源

數據:能耗形成的電費成本,占運營商網絡維護成本的20%。5G基站功耗帶來的電費是4G的3~4倍。即使三大運營商共享基站,單站每月電費也要5000元。目前5G運營電價采用相對較高的商業電價,部分站址不得不使用轉供電,比直供電電價高30%-40%。

據悉目前三大運營商聯合中國鐵塔擬向國家發改委、國家能源局提出電價優惠申請,同時進行 “轉供電”改“直供電”,預計可年省電費7-8億元。目前已有多個省份發布相關政策指導意見,呼吁國企事業單位等免費開放公共物業區域建設5G基站、將轉供電改直供電,以給予建設、電費補貼的方式減少基站建設運營成本。

2019年7月5日,上海市政府印發《關于加快推進本市5G網絡建設和應用的實施意見》,推進公共設施開放共享。

2019年9月11日,深圳市政府《深圳市關于率先實現5G基礎設施全覆蓋及促進5G產業高質量發展的若干措施》,提出率先免費開放公共場所資源,基站的管理費用原則上不超過500元/月。對按時完成5G基站建設目標的電信運營企業單站獎勵1萬元,單個電信運營企業最高獎勵1.5億元。

2019年9月29日,福建省發改委印發《福建省加快5G產業發展實施意見》,要求各地組織推進具備條件的5G基站轉供電改直供電工程,鼓勵推廣儲能技術在5G基站中的應用,降低電力設施改造、使用費用。

2019年9月20日,山西省政府出臺《山西省加快5G產業發展的實施意見和若干措施》,加強公共區域向5G基站建設開放,推動存量轉供電基站改為直供電,2020-2022年實繳電費超出目標電價0.35元/千瓦時部分,由省、市、縣(區)按照5:2:3的比例給予相應補貼。

2019年8月6日,江西省政府印發《加快推進5G發展若干措施》,推進公共資源共建共享,對具備條件的5G基站及機房等配套設施由轉供電改直供電。從2019年到2021年,每個基站給予8000元、5000元、3000元的用電補貼,每家電信運營商每年省市不超過1000萬元。

應對5G耗電量、進行電費管理的解決方案,不得不提儲能系統的削峰填谷,以杭州奧體區域附近的5G基站為例,通過控制基站在用電低谷期給儲能電池充電、用電高峰期間放電,削峰填谷降低了對其他城市正常用電的影響,同時也利用峰谷電價差節約了部分電費。

中國鐵塔也看中這一廣闊儲能應用市場,于今年6月成立了全資控股的鐵塔能源,主營電池、充電樁、儲能系統的技術開發等業務。而同期成立的鐵塔智聯技術有限公司還開展社會信息化和萬物互聯業務,以實現共享鐵塔的物聯網功能。

3、電源擴容采購成本高:電池迭代與梯次利用

數據:4G基站改5G功率大增,需同步增加備用電池容量,一般備用電源需儲備3-4小時電量。據測算2019-2025年期間5G建設將帶來155.4GWh的鋰電池需求增量。

據分析報道稱,作為保證基站連續供電的核心設備,蓄電池等電源設備成本占基站設備成本40%以上。當市電正常供電時,蓄電池可協助平滑濾波改善供電質量,當供電異常故障時,蓄電池可作備用電源供電。此前4G基站用蓄電池普遍都采用鉛酸電池,但5G基站功耗較4G翻倍式增長,對電源系統也提出擴容升級要求,而磷酸鐵鋰電池在電池放電效率、安裝空間和建設成本上較鉛酸電池都有優勢,中國鐵塔此前已表示不再采購鉛酸電池、改用梯次利用鋰電池。5G基站建設加速也將提升鋰電池應用市場空間。

(鉛酸電池和磷酸鐵鋰電池性能對比)

相對鉛酸電池來說,目前磷酸鐵鋰電池成本仍然相對較高,這也將成為5G基站推廣的另一高額成本支出,因而梯次利用電池成為中國鐵塔為基站備用電源的首選。與此同時動力電池退役規模形成期與5G推廣時間軸互相吻合,據估算到2020年,退役動力電池將累積達到24GWh,除了拆解回收、梯次利用成為其重要市場。尤其是區別于其他的儲能應用場景,通信基站電源系統對電池性能要求相對不高,成為退役電池梯次利用的相對最佳場景。

據報道,截止今年9月中國鐵塔已在30萬基站的備電領域共使用梯次電池約4GWh,目前已充分驗證了梯次電池在通信基站應用的技術經濟可行性。而中國鐵塔目前所有基站約197萬個,預計未來對梯次鋰電池的采購非常可觀。5G基站的電源系統改造可直接拉動動力電池梯次利用儲能的應用市場。

就連正在破產懸崖苦苦掙扎、多舉措尋破局的堅瑞沃能,也看中了基站電源這一市場。9月23日,堅瑞沃能發布公告表示與航天柏克簽署5年合作協議、擬聯合打造中國鐵塔優質供應服務商,堅瑞沃能將向中國鐵塔供貨沃特瑪牌電池。資料顯示2018年,中國鐵塔曾向航天柏克采購價值2.05億元的梯次鋰電池,另外還向山木新能源子公司新木電子采購了價值1.37億元的梯次鋰電池。除了對外采購外,中國鐵塔自己也成立了動力電池回收體系,日前于河南新鄉試制的首批梯次電池,已全部投放至5G基站建設中。

這只是個開始

據報道截至9月底,三家電信企業已在全國開通8萬余個5G基站,而計劃目標是在今年年底達到13萬個。不過,根據三大運營商對5G的長期規劃可以看出,2019只是5G基站建設的起點,預計明年起才是5G基站大規模建設期。中銀國際證券認為2019-2025年期間,基站儲能電池對鋰電池的需求量分別為3.9GWh、23.1GWh、28.9GWh、31.4GWh、21.0GWh、23.9GWh、23.1GWh,合計將帶來155.4GWh的鋰電池需求增量。

未來,5G基站對電池儲能來說還有很大的想象空間。

(2019-2025年年5G基站對鋰電池的需求預測)

(文中圖表來自中銀國際證券)

關鍵字:5G基站 儲能

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