兼論通信板塊碳中和背景下的投資機(jī)會(huì)

1、一、通信設(shè)備和IDC機(jī)房是通信行業(yè)碳排放主要來(lái)源2020年通信行業(yè)占全球碳排放總量的4%左右根據(jù)國(guó)際能源署與法國(guó) Great IT 聯(lián)合發(fā)布的The environmental footpoint of the digital world，2019 年全球碳排放總量約 330 億噸，2020 年全球碳排放總量約為 310 億噸，同比減少 5.8%。各行業(yè)的碳排放占碳排放總量的比重基本穩(wěn)定，我們選取 2019 年通信行業(yè)碳排放數(shù)據(jù)作為分析對(duì)象。2019 年信息通信行業(yè)（ICT）碳排放量約為 14 億噸，占全球碳排放總量的 4.2%。在 ICT 行業(yè)碳排放總量中，通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)（CT 網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)）/數(shù)

2、據(jù)中心/用戶(hù)終端碳排放量分別占比 22%/15%/63%。通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)（CT 網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)）的二氧化碳主要在通信設(shè)備運(yùn)行/制造/運(yùn)輸/安裝過(guò)程中產(chǎn)生。其中通信設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的碳排放量最高，占整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)碳排放總量的 75%。隨著 5G 基站加快部署，通信設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的碳排放量將迅速增加，根據(jù)中國(guó)移動(dòng)設(shè)計(jì)院數(shù)據(jù)，通信設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的碳排放量預(yù)計(jì)將由 2019 年的 2.3 億噸，增長(zhǎng)至 2025 年的 4.1 億噸，增幅達(dá)到 78%。全球碳排放約330億噸信息通信行業(yè)14億噸CT網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)3.08億噸運(yùn)行75%全球其余行業(yè)碳排放96%63%數(shù)據(jù)中心用戶(hù)終端15%制造/運(yùn)輸/安裝25%

3、22%CT網(wǎng)絡(luò)信息通信行業(yè)碳排放4%圖 1：全球通信行業(yè)碳排放情況資料來(lái)源：中國(guó)移動(dòng)設(shè)計(jì)院、 在數(shù)據(jù)中心方面，伴隨著數(shù)據(jù)流量的爆發(fā)式增長(zhǎng)以及算力成本的普遍下降，全球算力資源有望實(shí)現(xiàn)大幅增長(zhǎng)，全球數(shù)據(jù)中心耗電量也將隨之急劇增加。根據(jù)中國(guó)電信數(shù)據(jù)，2020年中國(guó)電信數(shù)據(jù)中心能耗占公司總能耗的 20%，通信基站能耗占比為 39%，通信機(jī)樓及其他的占比為 41%。增量方面，2021 年 1-7 月，中國(guó)電信 5G 基站帶來(lái)的能耗增量占總能耗增量的比重最大，超過(guò) 50%；IDC 帶來(lái)的能耗增量占比為 32%，網(wǎng)絡(luò)及其他帶來(lái)的能耗增量占比為 17%。數(shù)據(jù)中心和通信設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的碳排放主要來(lái)自二者的電力能耗

4、。圖 2：2020 年中國(guó)電信能耗構(gòu)成圖 3：2021 年 1-7 月中國(guó)電信能耗增量貢獻(xiàn)比例39%41%通信機(jī)樓及其他數(shù)據(jù)中心60%能耗增量占總增量的比例50%40%30%20%通信基站20%10%0%IDC5G網(wǎng)絡(luò)及其他資料來(lái)源：中國(guó)電信、 資料來(lái)源：中國(guó)電信、 5G基站數(shù)量的增長(zhǎng)以及單站耗電量的增加造成5G基站碳排放大幅增長(zhǎng)根據(jù)中國(guó)移動(dòng)研究院數(shù)據(jù)，2019 年全國(guó)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)節(jié)中，機(jī)房/通信站點(diǎn)/站點(diǎn)維護(hù)各環(huán)節(jié)碳排放量分別為 7391 萬(wàn)噸/15201 萬(wàn)噸/734 萬(wàn)噸，分別占通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)節(jié)碳排放總量的 31%/65%/4%。在所有通信設(shè)備中，通信站點(diǎn)（包括無(wú)線(xiàn)、固定接入）碳排放量

5、最高，其中單個(gè)無(wú)線(xiàn)接入設(shè)備年碳排放量達(dá) 22 噸，總數(shù)量為 650 萬(wàn)個(gè)，相較固定接入設(shè)備碳排放總量更高。通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)碳排放分布圖 4：通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)碳排放分布機(jī)房：7391萬(wàn)噸（ 31%）站點(diǎn)：15201萬(wàn)噸（ 65%）維護(hù)：734萬(wàn)噸（ 4%）核心機(jī)房數(shù)量：5萬(wàn)功率：60KW 454噸/年/站匯聚機(jī)房 數(shù)量：40萬(wàn) 功率：20KW 120噸/年/站無(wú)線(xiàn)接入數(shù)量：650萬(wàn)功率：4KW 22噸/年/站固定接入數(shù)量：120萬(wàn)功率：2KW9噸/年/站網(wǎng)絡(luò)維護(hù)30萬(wàn)車(chē)輛1噸/年/站13%56%8%23%2G基站3G基站4G基站5G基站資料來(lái)源：中國(guó)移動(dòng)設(shè)計(jì)院、 無(wú)線(xiàn)接入設(shè)備中，4G 基站電能消耗量占無(wú)

6、線(xiàn)接入設(shè)備電能消耗總量的比例最高，為 56%， 5G 基站次高，目前占電能消耗總量的 9%，但是 5G 基站未來(lái)總量更多，單基站能耗更高，5G 基站將是未來(lái)通信設(shè)備能耗的最大增長(zhǎng)點(diǎn)。5G 基站數(shù)量較 4G 基站更多。5G 信號(hào)頻率比 4G 高 2-3 倍，信號(hào)衰退速度更快，同一區(qū)域 5G 基站數(shù)量更多。同時(shí)在盲點(diǎn)區(qū)域會(huì)覆蓋一定數(shù)量的微基站，保證信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性，因此 5G 基站總數(shù)將較 4G 基站更多。根據(jù)三大運(yùn)營(yíng)商公告，中國(guó)移動(dòng)將在 2021 年建設(shè) 2.6GHz 的 5G 基站共 12 萬(wàn)座，在 2021 年以及 2022 年建 700MHz 基站約 48 萬(wàn)座（與廣電合建，分兩年建完）；

7、電信以及聯(lián)通將在 2021 年建 3.5GHz 以及 2.1GHz 基站一共 32 萬(wàn)座。2022 年 5G 建設(shè)仍然投入較大，預(yù)計(jì)總建設(shè)數(shù)量約為 80 萬(wàn)座。根據(jù)賽迪顧問(wèn)預(yù)測(cè)，到 2026 年我國(guó) 5G 宏基站數(shù)量將達(dá)到 475 萬(wàn)個(gè)，小基站數(shù)是宏基站數(shù)的 2 倍，即 950 萬(wàn)個(gè)，宏基站和小基站數(shù)總計(jì)超過(guò) 1400 萬(wàn)個(gè)。5G 基站集成度更高、數(shù)據(jù)傳輸量更大，能耗是 4G 基站的 3 倍。根據(jù) 5G 基站節(jié)能技術(shù)白皮書(shū)（2020）統(tǒng)計(jì)，中移動(dòng)使用的 5G NR 主流基站帶寬由 4G 的幾十兆變?yōu)?160/200 兆，收發(fā)通道數(shù)從原來(lái)的 8 通道變?yōu)?64/32 通道，發(fā)射功率從 100 多

8、瓦變?yōu)?240/320 瓦。根據(jù) 5G 節(jié)能白皮書(shū)，100%負(fù)荷下某型號(hào)單個(gè) 5G 基站功耗是 4G 基站的 3.5 倍。圖 5：4G、5G 基站區(qū)別圖 6：2020-2025 年國(guó)內(nèi)新建 5G 基站數(shù)量及市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)饋線(xiàn)CPRI合設(shè)基帶處理部分協(xié)議部分前傳中傳回傳天線(xiàn)RRUBBU回傳4G5GAAUDUCU核心網(wǎng)EPC核心網(wǎng)NGC25002000150010005000市場(chǎng)規(guī)模（億元）新建數(shù)量（萬(wàn)個(gè)）20202021E2022E2023E2024E2025E120100806040200資料來(lái)源：C114 通信、 資料來(lái)源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院、三大運(yùn)營(yíng)商公告、 AAU 功耗增加是 5G 基站能耗增

9、加的主因。根據(jù)中國(guó)能源報(bào)數(shù)據(jù)，基站能耗構(gòu)成中，基站主設(shè)備占 45%、空調(diào)系統(tǒng)占 40%、電源系統(tǒng)占 12%，其他能耗占 3%。其中基站主設(shè)備可以分為 AAU (有源天線(xiàn)處理單元)和 BBU（室內(nèi)基帶處理單元）兩大部分，AAU 的功耗約占基站主設(shè)備能耗的 90%，是基站能耗的主要組成部分。AAU 功耗按照功能模塊可分為功放、小信號(hào)、數(shù)字中頻和電源功耗。隨著業(yè)務(wù)負(fù)載情況的變化，AAU 中各功能模塊的能耗比例也隨之發(fā)生變化。在滿(mǎn)載條件下，功放的能耗占比最高，占 AAU 總能耗的 58%；在 30%負(fù)載的條件下，功放的能耗占 AAU 總能耗的比例與數(shù)字中頻模塊能耗占比相接近，分別為 36%/34%，小

10、信號(hào)部分能耗占比由滿(mǎn)載條件下的 16%提升至 25%；在空載條件下，數(shù)字中頻部分的功耗占 AAU 總能耗的比例最高，平均約為 46%。因此，在研究 5G 通信設(shè)備的節(jié)能技術(shù)時(shí)，不僅要提升功放效率，降低功放能耗，在 5G 建設(shè)初期負(fù)載較低的情況下，更需要降低小信號(hào)和數(shù)字中頻模塊的基礎(chǔ)能耗。表 1：4G、5G 基站功耗對(duì)比設(shè)備分類(lèi)業(yè)務(wù)負(fù)荷中興華為AAU/RRU 平均功耗（W）BBU 平均功耗（W）AAU/RRU 平均功耗（W）BBU 平均功耗（W）5G100%1127.28293.0121175.4325.850%892.32293.012956.8325.830%762.43292.537856

11、.931920%733.92293.233797.531910%699.36293.416738.6319空載633293.5686633304G100%289.68175.68-50%273.58174.32-30%259.1171.92-空載222.59169.44-資料來(lái)源：5G 節(jié)能白皮書(shū)、 圖 7：基站能耗分布圖基站能耗主設(shè)備滿(mǎn)載30%負(fù)載空載3%BBU 10%15%基站主設(shè)備空調(diào)系統(tǒng)12%45%21%5%5%36%5%功放小信電源系統(tǒng)58% 34%號(hào) 中頻其它能耗40%AAU16%46%34%電源90%25%資料來(lái)源：中國(guó)移動(dòng)研究院5G 基站節(jié)能技術(shù)白皮書(shū)， 據(jù)中國(guó)能源報(bào)預(yù)測(cè)，5G

12、 基站的用電量將由 2020 年的不足 200 億千瓦時(shí)迅速攀升至 2025年的 3500 億千瓦時(shí)左右，5G 基站高能耗已經(jīng)引起廣泛關(guān)注。使用基站降耗新技術(shù)以及新材料等的運(yùn)用將有效降低 5G 基站的碳排放量。數(shù)據(jù)中心耗電量巨大，存在巨大優(yōu)化空間國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心機(jī)柜數(shù)量快速增長(zhǎng)，未來(lái) 5 年 CAGR 可達(dá) 16.7%。隨著云計(jì)算的興起，在全球范圍內(nèi)出現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心的建設(shè)浪潮，2020 年全球公有云計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模為 2253 億美元，同年全球數(shù)據(jù)中心數(shù)量為 42.2 萬(wàn)座，超大型數(shù)據(jù)中心數(shù)量為 597 座。目前國(guó)內(nèi)的數(shù)據(jù)中心機(jī)柜數(shù)量約為 285 萬(wàn)架，根據(jù)科智咨詢(xún)預(yù)測(cè)，到 2025 年機(jī)柜數(shù)量可以達(dá)到

13、616 萬(wàn)架，CAGR 為 16.7%。圖 8：全球云計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)上升圖 9：全球超大型數(shù)據(jù)中心數(shù)量（左軸）與數(shù)據(jù)中心數(shù)量（右軸）40003500300025002000150010005000全球云計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模（億美元）yoy3597310626582253188315582018201920202021E 2022E 2023E25.0%20.0%15.0%10.0%5.0%0.0%7006005004003002001000全球超大型數(shù)據(jù)中心數(shù)量（個(gè)）全球數(shù)據(jù)中心數(shù)量（萬(wàn)個(gè)）80706050403020100201520162017201820192020 2025E資料來(lái)源：Gar

14、tner， 資料來(lái)源：Cisco， 數(shù)據(jù)中心耗電量巨大，存在較大優(yōu)化空間。根據(jù)中國(guó) IDC 圈數(shù)據(jù)，隨著數(shù)據(jù)中心數(shù)量的增多， 2020 年數(shù)據(jù)中心的耗電量占國(guó)內(nèi)總用電量的比例超過(guò) 2.3%，且數(shù)據(jù)中心耗電量占全社會(huì)用電量比重逐年攀升。早在 2015 年全國(guó)的大數(shù)據(jù)中心的耗電量已達(dá) 1000 億Kwh，相當(dāng)于三峽電站全年的發(fā)電量，2018 年這個(gè)數(shù)值達(dá)到 1609 億 Kwh，超過(guò)上海全年的社會(huì)用電量，預(yù)計(jì)到 2030 年，全球的大數(shù)據(jù)中心就能消耗掉世界 30%左右電力。數(shù)據(jù)中心的能耗分 IT 設(shè)備能耗、空調(diào)能耗、供電能耗和照明能耗四部分，由服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等所構(gòu)成的 IT 設(shè)備系統(tǒng)所

15、產(chǎn)生的能耗約占數(shù)據(jù)中心總能耗的 46%（其中服務(wù)器系統(tǒng)約占 50% 左右，存儲(chǔ)系統(tǒng)約占 35%，網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備約占 15%），空調(diào)系統(tǒng)占比為 41%，電源/照明系統(tǒng)能耗占比分別為 10%/3%。圖 10：數(shù)據(jù)中心能耗分布IT設(shè)備3%10%15%46%41%35%服務(wù)器空調(diào)系統(tǒng)50%存儲(chǔ)設(shè)備照明系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備電源系統(tǒng)資料來(lái)源：智研咨詢(xún)、 PUE （ Power Usage Effectiveness ） 是衡量數(shù)據(jù)中心運(yùn)行效率的指標(biāo)， =（ cooling+power+lighting+）/ ，其越接近于 1，代表數(shù)據(jù)中心對(duì)于電能的利用越有效率。根據(jù)中國(guó)信通院數(shù)據(jù)，目前國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心平均 PUE

16、為 1.6，較 2012 年已有明顯改善，2019 中國(guó)企業(yè)綠色計(jì)算與可持續(xù)發(fā)展研究報(bào)告指出 PUE 值大于 2.0 的企業(yè)占比從 2012 年的 34.6%降至 2019 年的 2%，小于 1.5 的企業(yè)占比從 3.7%上升到 12.9%。但依然有85%的受訪(fǎng)企業(yè)數(shù)據(jù)中心的PUE 值在 1.5-2.0 間，PUE 值仍存在較大提升空間。圖 11：2020 年數(shù)據(jù)中心耗電量占全國(guó)用電量 2.3%圖 12：2012-2019 年中國(guó)企業(yè)能效管理調(diào)查受訪(fǎng)企業(yè)數(shù)據(jù)中心的PUE 值450040003500300025002000150010005000數(shù)據(jù)中心耗電量（億千瓦時(shí)）數(shù)據(jù)中心耗電量增速數(shù)據(jù)中

17、心耗電量占比2018 2019 2020 2021E2022E2023E2024E2025E18.0%16.0%14.0%12.0%10.0%8.0%6.0%4.0%2.0%0.0%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%2.0 1.8-2.0 1.5-1.8 1.5201220152019 資料來(lái)源：中國(guó) IDC 圈， 資料來(lái)源：全國(guó)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用發(fā)展指引（2018）， 政策引導(dǎo)，出臺(tái)多項(xiàng)措施和指導(dǎo)意見(jiàn)，推動(dòng)我國(guó) IDC 企業(yè)節(jié)能減排。為實(shí)現(xiàn)我國(guó) 2060 年碳中和目標(biāo)，國(guó)家出臺(tái)多項(xiàng)政策引導(dǎo)支持新型數(shù)據(jù)中心建設(shè)和節(jié)能減排的推進(jìn)。大力支持采用可再生能源與節(jié)能減排技術(shù)建設(shè)

18、綠色云計(jì)算數(shù)據(jù)中心。提出淘汰高能耗老舊設(shè)備，提升水資源利用效率和清潔能源應(yīng)用比例以及回收利用廢舊電器電子產(chǎn)品等具體要求。根據(jù)新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023 年），到 2030 年底，新建大型及以上數(shù)據(jù)中心 PUE 需降低到 1.3 以下，嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)力爭(zhēng)降低到 1.25 以下。時(shí)間會(huì)議文件內(nèi)容表 2：近期我國(guó)數(shù)據(jù)中心建設(shè)及節(jié)能減排相關(guān)政策2019 年 1 月關(guān)于加強(qiáng)綠色數(shù)據(jù)中心建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)建立健全綠色數(shù)據(jù)中心標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系和能源資源監(jiān)管體系，打造一批綠色數(shù)據(jù)中心先進(jìn)典型，形成一批具有創(chuàng)新性的綠色技術(shù)產(chǎn)品、解決方案，培育一批專(zhuān)業(yè)第三方綠色服務(wù)機(jī)構(gòu)。到 2022 年，數(shù)據(jù)中心平

19、均能耗基本達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，新建大型、超大型數(shù)據(jù)中心的電能使用效率值達(dá)到 1.4 以下，高能耗老舊設(shè)備時(shí)間會(huì)議文件內(nèi)容基本淘汰，水資源利用效率和清潔能源應(yīng)用比例大幅提升，廢舊電器電子產(chǎn)品得到有效回收利用。2019 年 7 月關(guān)于數(shù)據(jù)中心建設(shè)布局的指導(dǎo)意見(jiàn)從市場(chǎng)需求出發(fā)，合理規(guī)劃建設(shè)數(shù)據(jù)中心。對(duì)滿(mǎn)足布局導(dǎo)向要求，在PUE1.5 以下的新建數(shù)據(jù)中心以及整合、改造和升級(jí)達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求（暫定 PUE 降低到 2.0 以下）的已建數(shù)據(jù)中心，在電力設(shè)施建設(shè)、供應(yīng)及服務(wù)等方面給予重點(diǎn)支持。要加強(qiáng)全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心頂層設(shè)計(jì)。其中包括，優(yōu)化數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)布局，加快實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心2020 年 12 月關(guān)于

20、加快構(gòu)建全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系的指導(dǎo)意見(jiàn)集約化、規(guī)?；?、綠色化發(fā)展，形成“數(shù)網(wǎng)”體系；加強(qiáng)跨部門(mén)、跨區(qū)域、跨層級(jí)的數(shù)據(jù)流通與治理，打造數(shù)字供應(yīng)鏈，形成“數(shù)鏈”體系；加快提升大數(shù)據(jù)安全水平，強(qiáng)化對(duì)算力和數(shù)據(jù)資源的安全防護(hù)，形成 “數(shù)盾”體系等等。統(tǒng)籌圍繞國(guó)家重大區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略，根據(jù)能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)布局、市場(chǎng)發(fā)展、氣候環(huán)境等，在京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝等重點(diǎn)區(qū)域以及部分能源豐富、氣候適宜的地區(qū)布局大數(shù)據(jù)中心國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)。在京津冀、長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、成渝以及貴州、內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏等地布局建設(shè)全國(guó)一體化算力網(wǎng)2021 年 5 月全國(guó)一體化大數(shù)據(jù)中心協(xié)同創(chuàng)新體系算力樞紐實(shí)施方案絡(luò)國(guó)

21、家樞紐節(jié)點(diǎn)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)），發(fā)展數(shù)據(jù)中心集群，引導(dǎo)數(shù)據(jù)中心集約化、規(guī)?；?、綠色化發(fā)展。對(duì)于國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)以外的地區(qū)，重點(diǎn)推動(dòng)面向本地區(qū)業(yè)務(wù)需求的數(shù)據(jù)中心建設(shè)，加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)中心綠色化、集約化管理，打造具有地方特色、服務(wù)本地、規(guī)模適度的算力服務(wù)。加強(qiáng)與鄰近國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通后續(xù)，根據(jù)發(fā)展需要，適時(shí)增加國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)。2021 年 7 月新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展三年行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023 年）用 3 年時(shí)間，基本形成布局合理、技術(shù)先進(jìn)、綠色低碳、算力規(guī)模與數(shù)字經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)相適應(yīng)的新型數(shù)據(jù)中心發(fā)展格局。到 2021 年底，全國(guó)數(shù)據(jù)中心平均利用率力爭(zhēng)提升到 55%以上，總算力超過(guò) 120 EFLOPS，

22、新建大型及以上數(shù)據(jù)中心 PUE 降低到 1.35 以下。到 2023 年底，全國(guó)數(shù)據(jù)中心機(jī)架規(guī)模年均增速保持在 20%左右，平均利用率力爭(zhēng)提升到 60%以上，總算力超過(guò) 200 EFLOPS，高性能算力占比達(dá)到 10%。國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)算力規(guī)模占比超過(guò) 70%。新建大型及以上數(shù)據(jù)中心 PUE 降低到 1.3 以下，嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)力爭(zhēng)降低到 1.25 以下。國(guó)家樞紐節(jié)點(diǎn)內(nèi)數(shù)據(jù)中心端到端網(wǎng)絡(luò)單向時(shí)延原則上小于 20 毫秒。資料來(lái)源：工信部、國(guó)家發(fā)展改革委、 對(duì)于 PUE 較高的數(shù)據(jù)中心，改造機(jī)房制冷設(shè)備、提升能源利用效率，是當(dāng)前降低數(shù)據(jù)中心 PUE，達(dá)到減排要求的關(guān)鍵。二、國(guó)內(nèi)企業(yè)降碳提升空間大，海外

23、企業(yè)“零碳”成效顯著國(guó)內(nèi)外通信運(yùn)營(yíng)商、互聯(lián)網(wǎng)巨頭積極部署節(jié)能減排方案，制定減排規(guī)劃。其中，國(guó)外通信運(yùn)營(yíng)商、互聯(lián)網(wǎng)巨頭基本完成基站、數(shù)據(jù)中心設(shè)備改造，現(xiàn)階段多使用可再生能源達(dá)成碳減排目標(biāo)；國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商在碳減排方面進(jìn)展稍慢，目前節(jié)能重點(diǎn)仍在空調(diào)降溫技術(shù)、基站節(jié)能技術(shù)研發(fā)、老舊設(shè)備改造等方面。我們認(rèn)為當(dāng)前國(guó)內(nèi)通信行業(yè)碳減排領(lǐng)域的投資機(jī)會(huì)主要集中于基站節(jié)能新技術(shù)研究、機(jī)房更新改造、精密溫控設(shè)備制造、新能源發(fā)電設(shè)備制造等板塊，未來(lái)我國(guó)碳減排路徑將向國(guó)外路徑看齊，大量使用新能源、綠色能源。使用新能源以及提升基站機(jī)房能效是運(yùn)營(yíng)商碳減排的主要方式中國(guó)移動(dòng)建設(shè)綠色新基站，節(jié)能減排成果顯著創(chuàng)新 5G 基站節(jié)能技術(shù)，建

24、設(shè)綠色新基站。移動(dòng)通過(guò)應(yīng)用天線(xiàn)與射頻濾波器一體化、3DMIMO、高效散熱外殼等新設(shè)計(jì)，使用 GaN 氮化鎵等新材料，關(guān)注濾波器件插損、等效設(shè)備功耗等新指標(biāo)，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)不斷降低設(shè)備功耗、提升設(shè)備能效。“十三五”期間基站設(shè)備滿(mǎn)載功耗下降 20%。公司還全網(wǎng)廣泛開(kāi)啟 4G 網(wǎng)絡(luò)符號(hào)關(guān)斷、通道關(guān)斷、載波關(guān)斷和 5G網(wǎng)絡(luò)亞幀靜默、通道靜默、深度休眠等節(jié)能功能。通過(guò)應(yīng)用站點(diǎn)級(jí)節(jié)能技術(shù)，公司 2020年 4G 網(wǎng)絡(luò)節(jié)電約 10.6 億度。自 2017 年開(kāi)始，公司針對(duì)老舊通信機(jī)房啟動(dòng)專(zhuān)項(xiàng)節(jié)能改造，組織全集團(tuán)因地制宜采用冷源優(yōu)化、冷量分配優(yōu)化、末端設(shè)備優(yōu)化、濕膜加濕等措施，降低機(jī)房 PUE，提升能效，節(jié)約用電。

25、截至 2020 年底，移動(dòng)已完成超過(guò) 2200 個(gè)通信機(jī)房的改造，每年節(jié)電約 2 億度。圖 13：2016 年與 2020 年 4G 單站功耗變化圖圖 14：2018-2020 年通信機(jī)房數(shù)量（左軸）與節(jié)約用電量（右軸1200100080060040020004G單站功耗下降趨勢(shì)（單位：W）84920%105920162020120010008006004002000當(dāng)年完成改造機(jī)房數(shù)量（個(gè)）當(dāng)年節(jié)約用電量（億度）20.80.32018201920202.521.510.50資料來(lái)源：中國(guó)移動(dòng)碳達(dá)峰碳中和行動(dòng)計(jì)劃白皮書(shū)、 資料來(lái)源：中國(guó)移動(dòng)碳達(dá)峰碳中和行動(dòng)計(jì)劃白皮書(shū)、 推動(dòng) ICT 技術(shù)與產(chǎn)業(yè)

26、融合，降本提效促節(jié)能。中國(guó)移動(dòng)自 2007 年以來(lái)連續(xù)十四年開(kāi)展“綠色行動(dòng)計(jì)劃”，加強(qiáng)管理和技術(shù)創(chuàng)新，控制企業(yè)能源消耗，推動(dòng)社會(huì)綠色低碳發(fā)展?！笆濉逼陂g，中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)實(shí)施了多項(xiàng)節(jié)能措施，累計(jì)節(jié)電近 100 億度，減少二氧化碳排放約630 萬(wàn)噸。同時(shí)公司深化信息技術(shù)與千行百業(yè)的融合創(chuàng)新，助力社會(huì)減排量超過(guò)8 億噸。移動(dòng) 2020 年單位電信業(yè)務(wù)總量綜合能耗水平較 2015 年累計(jì)下降 86.5%；單位信息流量綜合能耗水平較 2015 年累計(jì)下降 92.6%。圖 15：中國(guó)移動(dòng)碳排放量變化趨勢(shì)（單位：萬(wàn)噸）單位信息流量綜和碳排放單位電信業(yè)務(wù)總量綜合碳排放65432102015201620172

27、01820192020資料來(lái)源：中國(guó)移動(dòng)碳達(dá)峰碳中和行動(dòng)計(jì)劃白皮書(shū)、 未來(lái)，中國(guó)移動(dòng)將在推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、加快高質(zhì)量發(fā)展過(guò)程中，扎實(shí)履行央企責(zé)任，嚴(yán)控自身能源消耗和碳排放增幅，持續(xù)降低能耗強(qiáng)度和碳排放強(qiáng)度，助力國(guó)家盡早實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和計(jì)劃。節(jié)能減排既為中國(guó)移動(dòng)自身降低運(yùn)營(yíng)成本，也為新材料、新技術(shù)、新設(shè)備的供貨商帶來(lái)發(fā)展機(jī)遇。電信積極布局5G低碳技術(shù)與空調(diào)節(jié)能技術(shù)根據(jù)中國(guó)電信數(shù)據(jù)，2020 年電信綜合能耗為 335.8 萬(wàn)噸標(biāo)煤，二氧化碳排放量約 837 萬(wàn)噸。其中電力能耗占 91%以上，消耗約 306 萬(wàn)噸標(biāo)煤，二氧化碳排放量約 763 萬(wàn)噸。為實(shí)現(xiàn)能耗雙控、節(jié)能減排的目標(biāo)，中國(guó)電信開(kāi)始大力推

28、動(dòng) 5G 低碳技術(shù)與空調(diào)節(jié)能技術(shù)應(yīng)用。充分利用 AI 節(jié)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)主設(shè)備自主節(jié)能與建、維、優(yōu)全過(guò)程管控。為降低主設(shè)備能耗，中國(guó)電信引入 AI 算法以業(yè)務(wù)反向影響電源和空調(diào)設(shè)施供電控制。公司聯(lián)合 5G 設(shè)備供應(yīng)鏈伙伴，在采購(gòu)環(huán)節(jié)以工作模式與功耗指標(biāo)參數(shù)作為采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，在建設(shè)過(guò)程中推進(jìn) 5G基站無(wú)機(jī)房、無(wú)空調(diào)建設(shè)。采用一體化機(jī)柜、分布式供電技術(shù)壓縮建設(shè)周期與成本，降低基站整體 PUE，并在購(gòu)后引入主設(shè)備的購(gòu)后能效評(píng)估，對(duì)主設(shè)備及節(jié)能設(shè)備實(shí)行全生命周期的能效閉環(huán)管理。研究空調(diào)節(jié)能新技術(shù)，應(yīng)用清潔能源降低石化能源消耗。中國(guó)電信在基站與機(jī)房空調(diào)中大 量應(yīng)用空調(diào)節(jié)能成熟技術(shù)。基站空調(diào)應(yīng)用自清潔、新風(fēng)等節(jié)能

29、技術(shù)，機(jī)房空調(diào)應(yīng)用氣流組 織優(yōu)化、新風(fēng)、氟泵、熱管等節(jié)能技術(shù)，在氣候條件適宜的地區(qū)應(yīng)用蒸發(fā)冷卻技術(shù)。同時(shí) 電信也提出了自研的空調(diào)節(jié)能技術(shù)液冷技術(shù)。液冷技術(shù)的冷卻效率遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)風(fēng)冷技術(shù)，是未來(lái) ICT 設(shè)備冷卻的發(fā)展方向。目前液冷技術(shù)已經(jīng)通過(guò)技術(shù)可行性驗(yàn)證，小規(guī)模應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心服務(wù)器領(lǐng)域，節(jié)能效果顯著。電信對(duì)節(jié)能考核機(jī)制的引入無(wú)疑使基站機(jī)房?jī)?yōu)質(zhì)溫控設(shè)備廠(chǎng)商和基站節(jié)能降耗新技術(shù)的設(shè)備供應(yīng)商在采購(gòu)中更占優(yōu)勢(shì)。聯(lián)通研發(fā)智能機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)，提升基站能效2021 年中國(guó)聯(lián)通發(fā)布“碳達(dá)峰、碳中和”十四五行動(dòng)計(jì)劃，明確實(shí)施“3511”行動(dòng)計(jì)劃。其中“3”是指圍繞低碳循環(huán)發(fā)展建立 3 大碳管理體系碳數(shù)據(jù)管理體系、

30、碳足跡管理體系、能源交易管理體系，完善能源指標(biāo)體系，繪制重點(diǎn)用能設(shè)備碳足跡，并有序參與碳排放權(quán)交易市場(chǎng)。“5”是指聚焦 5 大綠色發(fā)展方向：一是推動(dòng)移動(dòng)基站低碳運(yùn)營(yíng)，推廣極簡(jiǎn)建站、潮汐節(jié)能等技術(shù)，有序提高清潔能源占比；二是建設(shè)綠色低碳數(shù)據(jù)中心，通過(guò)供電降損簡(jiǎn)配、空調(diào)利用自然冷源等，提高系統(tǒng)能效；三是深入推進(jìn)各類(lèi)通信機(jī)房綠色低碳化重構(gòu)；四是加快推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)精簡(jiǎn)優(yōu)化、老舊設(shè)備退網(wǎng)；五是提高智慧能源管理水平?！?”是指深化拓展共建共享，深入推進(jìn)行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施資源共建共享。最后一個(gè)“1”是指數(shù)字賦能行業(yè)應(yīng)用，助力千行百業(yè)節(jié)能降碳。早在“十三五”期間，中國(guó)聯(lián)通就已在節(jié)能降碳工作上取得積極成效。在提升基站能效方

31、面，中國(guó)聯(lián)通自主研發(fā)的智能雙循環(huán)（氟泵）多聯(lián)模塊化機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)、5G BBU 豎裝機(jī)框獲國(guó)家實(shí)用新型專(zhuān)利。公司廣泛采用符號(hào)、通道、載波等不同層級(jí)節(jié)能策略，并對(duì) 5G網(wǎng)絡(luò)節(jié)能方案進(jìn)行試點(diǎn)。同時(shí)聯(lián)通圍繞早期投產(chǎn)的高能耗通信機(jī)房及 IDC 機(jī)房分批改造，并積極推進(jìn)建設(shè)綠色低碳數(shù)據(jù)中心，推廣蒸發(fā)冷卻、新風(fēng)等技術(shù)。截至 2020 年底，中國(guó)聯(lián)通共有 17 個(gè)數(shù)據(jù)中心入選國(guó)家綠色數(shù)據(jù)中心，占聯(lián)通總數(shù)據(jù)中心數(shù)量的 16%。對(duì)通信機(jī)房老舊設(shè)備的改造以及對(duì)數(shù)據(jù)機(jī)房運(yùn)營(yíng)效率的提升是聯(lián)通當(dāng)前雙碳達(dá)標(biāo)的主要途徑。海外先進(jìn)運(yùn)營(yíng)商主要通過(guò)使用新能源降低碳排放北美通信巨頭積極使用綠色能源。2018 年 12 月，美國(guó)通信巨

32、頭Verizon 宣布，到 2025年將使用超 50% 的可再生能源。2019 年 2 月，公司設(shè)立 10 億美元綠能債券計(jì)劃，用于提升能源效率、購(gòu)買(mǎi)可再生能源和其他永續(xù)能源。2019 年 4 月底，公司宣布 2035 年要達(dá)到范疇 1（Scope 1）與范疇 2（Scope 2）零碳排放目標(biāo)（范疇 1 指企業(yè)營(yíng)運(yùn)的直接碳排放，包括原料、產(chǎn)品、廢棄物、員工交通運(yùn)輸?shù)?，范?2 指企業(yè)使用能源的間接碳排放）。另外兩家運(yùn)營(yíng)商AT&T 和T-Mobile 沖刺能源綠化的腳步更快，2018 年T-Mobile 就已宣布要在 2021 年達(dá)到 100% 可再生能源目標(biāo)。AT&T 也積極購(gòu)買(mǎi)綠色能源，20

33、18 年購(gòu)入 820 百萬(wàn)瓦風(fēng)能發(fā)電容量。據(jù)可再生能源買(mǎi)家聯(lián)盟（Renewable Energy Buyers Alliance）統(tǒng)計(jì)，AT&T 2018 年在企業(yè)購(gòu)買(mǎi)可再生能源榜上名列第二。歐洲行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)揮牽頭作用，由專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)完成排放數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與減排規(guī)劃。2019 年在 GSMA倡導(dǎo)下超過(guò) 50 家移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始通過(guò) CDP 全球披露系統(tǒng)披露各自的氣候影響、能源及溫室氣體 (GHG) 排放情況。英國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商巨頭 Vodafone 選擇碳信托制定每年的碳足跡測(cè)算報(bào)告，對(duì)范疇 1、2 及范疇 3（企業(yè)價(jià)值鏈中過(guò)程中的間接排放）碳排放做全面測(cè)算，并輔助制定減排戰(zhàn)略規(guī)劃。表 3：歐洲運(yùn)營(yíng)商減排計(jì)劃運(yùn)

34、營(yíng)商減排承諾可再生能源承諾DT（德國(guó)）-90%(2030vs2017）100%2021Orange（法國(guó)）Zero204050%2025Vodafone（英國(guó)）-50%（2025vs2017）100%2025Telefonica（西班牙）-50%（2025vs2017）100%2030TIM（意大利）Zero2040每年 5%資料來(lái)源：中國(guó)移動(dòng)設(shè)計(jì)院、 日韓運(yùn)營(yíng)商通過(guò)與設(shè)備商合作研發(fā)節(jié)能技術(shù)，采用自發(fā)電減少溫室氣體排放。2021 年 6月，日本前三大移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商 KDDI 與諾基亞宣布在日本實(shí)驗(yàn)首個(gè)Airscale 液冷基站，這項(xiàng)技術(shù)可將基帶冷卻系統(tǒng)能耗低 70%以上。同時(shí)，通過(guò)熱能的重復(fù)利用，

35、還能進(jìn)一步提高效率，最終可使二氧化碳排放量減少至 80%。韓國(guó)通信運(yùn)營(yíng)商 SK C&C 提出將通過(guò)擴(kuò)充環(huán)保自發(fā)電設(shè)備和擴(kuò)大再生能源的使用，于 2040 年實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放。公司計(jì)劃利用板橋和大德數(shù)據(jù)中心建筑物的屋頂和停車(chē)場(chǎng)進(jìn)行發(fā)電設(shè)備的鋪設(shè)，在 2021 年內(nèi)追加增設(shè)500 千瓦太陽(yáng)能設(shè)備。國(guó)外電信運(yùn)營(yíng)商對(duì)新能源、綠色能源使用比例的加大對(duì)我國(guó)運(yùn)營(yíng)商未來(lái)發(fā)展有著積極借鑒意義，相關(guān)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能企業(yè)的配套設(shè)備供應(yīng)商有望在運(yùn)營(yíng)商完成設(shè)備改造、提升運(yùn)營(yíng)效率等第一階段目標(biāo)達(dá)成后向新能源、綠色能源使用的第二階段邁進(jìn)過(guò)程中受益。國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商主要通過(guò)節(jié)流降低碳排放，海外運(yùn)營(yíng)商主要通過(guò)開(kāi)源達(dá)到“零碳”海外運(yùn)

36、營(yíng)商和國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商在碳減排的路徑選擇上雖然存在進(jìn)度上的差異，但二者殊途同歸。國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)階段以降低現(xiàn)有設(shè)備能耗以期達(dá)到碳減排目的為主；而海外運(yùn)營(yíng)商已充分利 用好現(xiàn)有資源，即已完成了降碳的目標(biāo)，正在使用綠色能源達(dá)到“零碳”的路徑上突飛猛 進(jìn)。運(yùn)營(yíng)商使用新材料使用清潔能源空調(diào)節(jié)能技術(shù)機(jī)房節(jié)能改造使用新技術(shù)表 4：國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商減排措施移動(dòng)電信聯(lián)通資料來(lái)源：各公司官網(wǎng)、 注：以上技術(shù)僅從資料查閱中獲得并不代表已窮盡公司使用的所有技術(shù)公司高效制冷技術(shù)使用清潔能源設(shè)備智能化設(shè)計(jì)投資節(jié)能項(xiàng)目表 5：國(guó)外運(yùn)營(yíng)商減排措施VerizonAT&TKDDISK C&C資料來(lái)源：各公司官網(wǎng)、 注：以上技術(shù)僅從資料查閱中

37、獲得并不代表已窮盡公司使用的所有技術(shù)降低數(shù)據(jù)機(jī)房能耗是國(guó)內(nèi)外互聯(lián)網(wǎng)巨頭的主要減排路徑國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)科技巨頭大多承諾在 2030 年以前實(shí)現(xiàn)碳中和，并將 100%使用可再生能源作為更高遠(yuǎn)的目標(biāo)。國(guó)際和國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)通信巨頭企業(yè)都在數(shù)據(jù)中心降碳技術(shù)的研究和探索上尋求突破。表 6：國(guó)外主要互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)碳中和目標(biāo)與節(jié)能減排方式公司碳中和目標(biāo)實(shí)現(xiàn)年份100使用可再生能源目標(biāo)實(shí)現(xiàn)年份節(jié)能減排主要方式谷歌20072017能源效率，購(gòu)買(mǎi)可再生能源和高質(zhì)量碳抵消項(xiàng)目微軟20122025使用清潔能源，征收碳稅Facebook20202020高性能數(shù)據(jù)中心，可持續(xù)材料，循環(huán)減少電子垃圾蘋(píng)果20302018低碳產(chǎn)品設(shè)計(jì)，提高能

38、源效率，工藝和材料創(chuàng)新，碳去除亞馬遜20402025建造風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電廠(chǎng)，投資脫碳技術(shù)資料來(lái)源：各公司官網(wǎng)、 微軟、Facebook、蘋(píng)果、亞馬遜以使用新能源為主，運(yùn)用新技術(shù)為輔降低碳排放2017 年微軟與 McKinstry 和 Cummins 合作建立世界上第一個(gè)天然氣數(shù)據(jù)中心。在這個(gè)試點(diǎn)中，機(jī)架直接連接到天然氣管道，并完全由集成燃料電池供電。這一設(shè)計(jì)可以顯著減少發(fā)電、傳輸和功率轉(zhuǎn)換過(guò)程中的能量損失。此前的數(shù)據(jù)中心均由電網(wǎng)供電，電網(wǎng)從發(fā)電廠(chǎng)流經(jīng)多個(gè)變電站和輸電線(xiàn)路，再轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)中心所需的正確電壓才能使用，過(guò)程中會(huì)消耗部分電能。而燃料電池直接由天然氣管線(xiàn)供電，可以消除傳輸過(guò)程中發(fā)生的能量損

39、失。 同時(shí)由于供應(yīng)鏈中的零件減少，潛在的故障點(diǎn)會(huì)相應(yīng)減少，有助于提高公司數(shù)據(jù)中心的質(zhì)量并降低配電、電源調(diào)節(jié)和基礎(chǔ)設(shè)施備份時(shí)產(chǎn)生的成本。此外，微軟自 2020 年 7 月起開(kāi)始征收內(nèi)部碳稅，費(fèi)用由公司各業(yè)務(wù)部門(mén)根據(jù)其碳排放量支付，收集的資金用于支付公司可持續(xù)改造的費(fèi)用。公司預(yù)計(jì) 2030 年將其絕對(duì)碳排放量減少 75%，預(yù)計(jì) 2050 年清除公司自 1975 年成立以來(lái)直接或通過(guò)電力消耗排放的所有碳。圖 16：2000-2030 年(含預(yù)測(cè))微軟凈碳排放量（百萬(wàn)噸）14凈碳排放（百萬(wàn)噸）2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020

40、2022 2024 2026 2028 2030121086420-2資料來(lái)源：公司官網(wǎng)、 Facebook 致力于建設(shè)高性能數(shù)據(jù)中心，通過(guò)建設(shè)消除能源浪費(fèi)、減少耗能、使用更環(huán)保產(chǎn)品的數(shù)據(jù)中心來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。公司數(shù)據(jù)中心使用 100% 可再生能源并通過(guò)高效設(shè)計(jì)節(jié)約能源和水。公司所有數(shù)據(jù)中心項(xiàng)目均獲得 LEED 金牌認(rèn)證。Facebook 數(shù)據(jù)中心使用了來(lái)黃麻纖維的天然衍生物纖維填充聚丙烯 (NFFPP)作為服務(wù)器硬件中具有高碳影響的特定組件的潛在替代品。公司針對(duì)機(jī)架內(nèi)外的許多不同部件，包括適配器、母線(xiàn)蓋和服務(wù)器內(nèi)部的其他機(jī)械部件分別對(duì)這一材料進(jìn)行開(kāi)發(fā)和測(cè)試。公司節(jié)減排措施取得積極成效。其數(shù)

41、據(jù)中心電力使用效率一直領(lǐng)先全行業(yè)，2016-2020 年 PUE 維持在 1.0 左右，低于行業(yè)平均值 1.5。用水效率（WUE）維持在 0.3 以下，顯著低于行業(yè)平均值 1.8。圖 17：Facebook 年度數(shù)據(jù)中心電力使用效率（PUE）圖 18：Facebook 年度數(shù)據(jù)中心水使用效率（WUE）1.601.501.401.301.201.101.00Facebook PUE行業(yè)平均PUE1.501.501.501.501.501.101.101.111.111.10201620172018201920202.001.801.601.401.201.000.800.600.400.200.

42、00Facebook WUE行業(yè)平均WUE1.801.801.801.801.800.210.240.270.270.3020162017201820192020資料來(lái)源：公司官網(wǎng)、 資料來(lái)源：公司官網(wǎng)、 圖 19：2015-2020 年 Facebook 能源構(gòu)成圖 20：2016-2020 年 Facebook CO2 排放量（單位：千噸）120%100%80%60%40%20%0%不可再生能源可再生能源14%25%49%56%65%0%100%75%51%44%35%86%2015201620172018201920207000006000005000004000003000002000

43、001000000辦公室數(shù)據(jù)中心20162017201820192020資料來(lái)源：公司官網(wǎng)、 資料來(lái)源：公司官網(wǎng)、 互聯(lián)網(wǎng)公司巨頭蘋(píng)果和亞馬遜也對(duì)其數(shù)據(jù)中心實(shí)施了嚴(yán)格的減排、提高效率的措施。蘋(píng)果在其數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)中保持使用 100% 可再生能源供電。亞馬遜 AWS 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)同樣使用 100%可再生能源進(jìn)行供電，AWS 能源效率比本地?cái)?shù)據(jù)中心高 88%，基礎(chǔ)設(shè)施能效比行業(yè)平均高 3.6 倍。圖 21：2012-2030 年蘋(píng)果凈碳排放（百萬(wàn)噸）圖 22：2018-2020 年亞馬遜碳排放（百萬(wàn)噸）45蘋(píng)果公司凈碳排放（百萬(wàn)噸）403530252015105070006000500040003000

44、200010000亞馬遜碳排放（百萬(wàn)噸）201820192020資料來(lái)源：公司官網(wǎng)、 資料來(lái)源：公司官網(wǎng)、 谷歌、Equinix通過(guò)使用新技術(shù)降低能耗，減少碳排放谷歌的數(shù)據(jù)中心采用先進(jìn)的冷卻技術(shù)，使用高效蒸發(fā)冷卻和外部空氣代替機(jī)械冷卻器。通過(guò)安裝智能溫度和照明控制并重新設(shè)計(jì)電力分配的方式最大限度減少能源損失，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。同時(shí)谷歌還通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)提升能源使用效率，其機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)能夠減少數(shù)據(jù)中心 40%的能源消耗，相當(dāng)于在考慮電氣損耗和其他非冷卻低效問(wèn)題后，總體 PUE 減少了 15%。在提升電力效率與采購(gòu)可再生能源的同時(shí)，谷歌數(shù)據(jù)中心也進(jìn)行了循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)踐。公司不再使用的服務(wù)器會(huì)被分解成單獨(dú)的

45、組件（主板、CPU、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器等），檢查并儲(chǔ)備為翻新庫(kù)存，從而延長(zhǎng)硬盤(pán)的使用壽命。2009-2020 年，谷歌公司數(shù)據(jù)中心 PUE 持續(xù)下降，2020 年達(dá)新低 1.10，2020 年行業(yè)平均水平為 1.67。谷歌數(shù)據(jù)中心消耗的能源減少了約 6 倍，其能源效率是典型企業(yè)數(shù)據(jù)中心的兩倍。圖 23：谷歌公司 2009-2020 年 PUE1.21.181.161.141.121.1PUE1.081.061.04200920102011201220132014201520162017201820192020資料來(lái)源：公司官網(wǎng)、 數(shù)據(jù)中心龍頭企業(yè)Equinix 承諾到 2030 年將碳排放量減少 50

46、%，并 100%使用可再生能源。Equinix 數(shù)據(jù)中心 2018 年至 2020 年期間供電能源中 90% 為可再生能源，到 2030年這一比例有望達(dá)到 100%。公司通過(guò)尋找創(chuàng)新方法來(lái)部署節(jié)能技術(shù)和發(fā)電解決方案。 Equinix 的自適應(yīng)控制系統(tǒng)可以通過(guò)使用智能分布式傳感器和氣流主動(dòng)管理來(lái)降低功耗并提高空調(diào)冷卻能力。封閉的冷熱通道通過(guò)使用物理屏障來(lái)減少數(shù)據(jù)中心供應(yīng)通道中的冷空氣與排氣通道中的熱空氣的混合，從而降低能耗并實(shí)現(xiàn)更高效的冷卻。高溫冷凍水設(shè)定點(diǎn)通過(guò)提高冷凍水溫度以節(jié)約能源來(lái)降低數(shù)據(jù)中心 PUE。間接蒸發(fā)冷卻裝置 (IDEC) 使用水蒸發(fā)的熱量，并在室外溫度允許的情況下利用空氣對(duì)空氣

47、的冷卻來(lái)減少用水量。公司在紐約 (NY6) 的數(shù)據(jù)中心通過(guò)這一技術(shù)實(shí)現(xiàn)了 1.21 的年平均 PUE。圖 24：2018-2020 年 Equinix 能源消耗量圖 25：2018-2020 年 Equinix PUE70006000500040003000200010000能源消耗（GWh）可再生能源占比201520162017201820192020100%80%60%40%20%0%1.581.571.561.551.541.531.521.511.51.491.481.57PUE1.541.51201820192020資料來(lái)源：公司官網(wǎng)、 資料來(lái)源：公司官網(wǎng)、 海外高科技互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)無(wú)疑

48、在碳達(dá)標(biāo)中走在最前列。除使用新能源等零碳技術(shù)，微軟等企業(yè)已著眼于征收碳稅等碳中和手段，完全實(shí)現(xiàn)了“碳減排”、“零碳”、“碳中和”三大目標(biāo)。國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)通過(guò)節(jié)能降耗降低數(shù)據(jù)中心PUE值騰訊公司巧妙利用余熱回收技術(shù)，大幅減少數(shù)據(jù)中心的能源消耗。騰訊數(shù)據(jù)中心目前采用的是第四代 T-block 技術(shù)，擁有更高效率的制冷和供配電架構(gòu)。一個(gè)擁有 30 萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器的園區(qū)一年可節(jié)省 2.5 億度電。騰訊天津?yàn)I海數(shù)據(jù)中心采用了余熱回收的節(jié)能技術(shù)，將服務(wù)器產(chǎn)生的熱量回收，通過(guò)熱泵加熱市政管網(wǎng)里的水至 55，直接用于辦公樓供暖，實(shí)現(xiàn)了降低碳排放和服務(wù)于人的雙贏。若回收天津數(shù)據(jù)中心冬季產(chǎn)生的全部余熱，熱量用于采暖可

49、覆蓋 46 萬(wàn)平方米，用于家庭采暖可滿(mǎn)足 5100 多戶(hù)居民的用熱需求。每年可以減少 5.24 萬(wàn)噸碳排放，相當(dāng)于種植 286.4 萬(wàn)棵大樹(shù)。此外，2018 年建成的騰訊貴安七星數(shù)據(jù)中心，經(jīng)工信部實(shí)測(cè)，其極限 PUE 值小于 1.1，相比之下，同期國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)中心的平均 PUE 約為 1.73。而即將交付的騰訊清遠(yuǎn)數(shù)據(jù)中心液冷實(shí)驗(yàn)室，使用了冷板式液冷技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用，有望將數(shù)據(jù)中心的極限PUE 降低至 1.06。圖 26：天津騰訊數(shù)據(jù)中心 2020 年 11 月-2021 年 4 月熱泵機(jī)組單月實(shí)測(cè)制熱量（單位：GJ）熱泵機(jī)組制熱量1200100080060040020002020年11月2020年

50、12月2021年1月2021年2月2021年3月2021年4月資料來(lái)源：騰訊數(shù)據(jù)中心微信公眾號(hào)、 阿里通過(guò)使用清潔能源與自研浸沒(méi)式液冷技術(shù)顯著降低 PUE。阿里巴巴報(bào)告顯示，2020年 3 月至 2021 年 3 月，阿里巴巴國(guó)內(nèi)自營(yíng)數(shù)據(jù)中心平均 PUE 約為 1.3，低于全球平均水平。阿里云數(shù)據(jù)中心購(gòu)買(mǎi)超 2.8 億度可再生能源，減少碳排放 30 萬(wàn)噸。阿里在張家口市張北縣部署了華北規(guī)模最大的張北數(shù)據(jù)中心。得益于張北地區(qū)充沛的風(fēng)能和太陽(yáng)能，張北數(shù)據(jù)中心大量采用了綠色能源，促進(jìn)可再生能源發(fā)展，加速公司能源消費(fèi)向清潔低碳化轉(zhuǎn)型。除了充分利用清潔能源，阿里云還使用了浸沒(méi)式液冷技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)中心的降溫

51、。通過(guò)將服務(wù)器浸泡在絕緣冷卻液里，產(chǎn)生的熱量可直接被冷卻液吸收進(jìn)入外循環(huán)冷卻，全程用于散熱的能耗幾乎為零，節(jié)能效果超過(guò) 70%，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心 100%無(wú)機(jī)械制冷。再輔以模塊化設(shè)計(jì)、AI 調(diào)溫等技術(shù)，張北數(shù)據(jù)中心的年 PUE 低于 1.2，最低時(shí)可以達(dá)到 1.09，達(dá)國(guó)際領(lǐng)先水平，每年可節(jié)約標(biāo)煤 8 萬(wàn)噸，相當(dāng)于種植了 400 萬(wàn)棵樹(shù)木。華為通過(guò) BestDC 數(shù)字化服務(wù)平臺(tái)降低數(shù)據(jù)中心各階段 PUE。目前，大部分?jǐn)?shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)都較為復(fù)雜，各能效指標(biāo)間相互制約影響，依靠傳統(tǒng)人工手段難以快速、精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)能效最優(yōu)化。華為自研的 BestDC 通過(guò)PUE 仿真設(shè)計(jì)、高效節(jié)能設(shè)備和 AI 節(jié)能調(diào)

52、優(yōu)，實(shí)現(xiàn)了全面協(xié)同調(diào)優(yōu)，動(dòng)態(tài)匹配負(fù)載和環(huán)境變化，有效降低數(shù)據(jù)中心能耗。在數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)階段，BestDC 可通過(guò)仿真計(jì)算給出不同負(fù)載和環(huán)境下可落地的PUE 設(shè)計(jì)值，結(jié)合專(zhuān)家在線(xiàn)診斷給出優(yōu)化建議；交付階段，以高效設(shè)備匹配節(jié)能方案，實(shí)現(xiàn)低 PUE；運(yùn)維階段，基于 AI 算法實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)參數(shù)，使系統(tǒng)輸出的冷量與 IT 負(fù)載所需相匹配，減少因制冷過(guò)剩而浪費(fèi)的能耗。在實(shí)踐中數(shù)據(jù)中心 PUE 可低至 1.15，低于 2020 年全球數(shù)據(jù)中心的平均 PUE1.59。制冷系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心最大的能耗系統(tǒng)，而傳統(tǒng)的冷凍水解決方案系統(tǒng)架構(gòu)復(fù)雜、能耗高，華為新一代數(shù)據(jù)中心解決方案，最大化利用自然冷源，大幅降低 PUE

53、，相較冷凍水解決方案，可節(jié)電超過(guò) 20%，節(jié)水 40%。華為在烏蘭察布云數(shù)據(jù)中心采用了 FusionCol 間接蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)，全年平均 PUE 僅 1.15，相對(duì)傳統(tǒng)解決方案，數(shù)據(jù)中心整體年節(jié)省電費(fèi) 12%。表 7：華為各數(shù)據(jù)中心 PUE 及節(jié)能方案華為數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)中心 PUE 節(jié)能方案華為云烏蘭察布數(shù)據(jù)中心 1.15華為云廊坊數(shù)據(jù)中心 1.26使用 FusionCol 間接蒸發(fā)冷卻方案，充分利用自然冷源，AI 能效調(diào)優(yōu)，最大限度降低數(shù)據(jù)中心制冷系統(tǒng)能耗采用華為 iCooling 能效優(yōu)化技術(shù)，進(jìn)行制冷能效優(yōu)化。利用數(shù)字化技術(shù)，尋找出制約 PUE 的關(guān)鍵因素，推理出最佳參數(shù)組合并應(yīng)用，達(dá)到數(shù)據(jù)

54、中心能效最優(yōu)華為云青海數(shù)據(jù)中心/貴安華為云數(shù)據(jù)中心 1.12因地制宜地將風(fēng)電、光電應(yīng)用進(jìn)數(shù)據(jù)中心用電之中，更是實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心100%使用綠色清潔能源使用 AHU 散熱技術(shù)將自然冷源最大化利用；同時(shí)為了降低數(shù)據(jù)中心用電能耗，將 AI 融進(jìn)技術(shù)，通過(guò) iCooling 對(duì)數(shù)據(jù)中心的能效進(jìn)行調(diào)優(yōu)資料來(lái)源：華為官微、 國(guó)內(nèi)高科技企業(yè)碳達(dá)標(biāo)的發(fā)力點(diǎn)聚焦于 IDC 數(shù)據(jù)機(jī)房運(yùn)行效率的提升，對(duì) PUE 值的重視將為溫控設(shè)備企業(yè)帶來(lái)市場(chǎng)空間增量。2.2.4 國(guó)內(nèi)外互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)使用不同方式降碳減排互聯(lián)網(wǎng)高科技企業(yè)減碳的方式與通信運(yùn)營(yíng)商類(lèi)似，依舊為提升運(yùn)營(yíng)設(shè)備效率，但數(shù)據(jù)機(jī)房是其減碳的唯一重點(diǎn)。海外科技巨頭同樣已完

55、成降碳的第一階段目標(biāo)，目前在零碳技術(shù)上積極探索。更讓人欣喜的是，部分企業(yè)已完成零碳目標(biāo)，開(kāi)始向中和歷史碳排放發(fā)力。零碳與碳中和會(huì)為光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能等企業(yè)帶來(lái)較大的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)，為國(guó)內(nèi)企業(yè)指明了方向并對(duì)未來(lái)投資機(jī)會(huì)提供了借鑒。國(guó)內(nèi)高科技企業(yè)當(dāng)前仍在降碳的環(huán)節(jié)中發(fā)力，一方面能耗的降低為企業(yè)自身運(yùn)營(yíng)節(jié)省了大量成本，另一方面國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)等科技企業(yè)與海外同行相比，更愿意將機(jī)房建設(shè)整體外包而不是自建機(jī)房、自研降溫技術(shù)。因此現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)機(jī)房溫控設(shè)備提供商將迎來(lái)快速發(fā)展機(jī)遇。表 8：各公司主要減排方式公司高效制冷技術(shù)使用清潔能源設(shè)備智能化設(shè)計(jì)征收碳稅投資節(jié)能項(xiàng)目谷歌微軟Facebook蘋(píng)果亞馬遜Equinix騰訊阿里

56、巴巴華為資料來(lái)源：各公司官網(wǎng)、 注：以上技術(shù)僅從資料查閱中獲得并不代表已窮盡公司使用的所有技術(shù)三、開(kāi)源與節(jié)流并行，科技板塊助力碳中和前景廣闊通過(guò)對(duì)行業(yè)的對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，目前通信、互聯(lián)網(wǎng)等科技板塊達(dá)到碳中和方式主要有使用新能源、可再生能源、新材料、新技術(shù)和提升現(xiàn)有設(shè)備運(yùn)行效率兩種。前者我們將其概括為開(kāi)源，后者我們將其歸納為節(jié)流。節(jié)流方面，電信運(yùn)營(yíng)商通過(guò)提升基站運(yùn)營(yíng)效率，節(jié)省電費(fèi)，實(shí)現(xiàn)降本增效；通信設(shè)備商研發(fā)實(shí)力強(qiáng)大，使用新材料、新技術(shù)，助力運(yùn)營(yíng)商實(shí)現(xiàn)雙碳達(dá)標(biāo)，提升營(yíng)收規(guī)模，擴(kuò)張市場(chǎng)份額；制冷設(shè)備供應(yīng)商升級(jí)改造散熱設(shè)備，提升通信機(jī)柜、數(shù)據(jù)中心機(jī)房使用效率。我們應(yīng)關(guān)注通信基站、通信機(jī)房、溫控設(shè)備領(lǐng)域的

57、投資機(jī)會(huì)，并關(guān)注通信運(yùn)營(yíng)商、IDC 運(yùn)營(yíng)商成本下降對(duì)盈利質(zhì)量的改善。開(kāi)源方面應(yīng)關(guān)注通信行業(yè)新能源、新設(shè)備使用情況，同時(shí)關(guān)注通信板塊中與新能源設(shè)備相關(guān)的細(xì)分賽道，如：海底光纜、儲(chǔ)能機(jī)柜溫控、機(jī)房 UPS 電源等行業(yè)。5G基站節(jié)能新技術(shù)每年至少為運(yùn)營(yíng)商節(jié)省電費(fèi)53億元基站節(jié)能主要聚焦設(shè)備級(jí)、站點(diǎn)級(jí)、網(wǎng)絡(luò)級(jí)節(jié)能三大技術(shù)領(lǐng)域。設(shè)備級(jí)節(jié)能指使用更高效率的新架構(gòu)、新材料、新功能，擴(kuò)大液體散熱效率、高功放效率、高集成度器件的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)整機(jī)功耗的逐年降低。站點(diǎn)級(jí)節(jié)能聚焦在加快亞幀關(guān)斷、通道關(guān)斷、深度休眠等基礎(chǔ)型節(jié)能技術(shù)方案的商用部署，加快設(shè)備關(guān)斷、智能節(jié)能等增強(qiáng)型節(jié)能技術(shù)方案的應(yīng)用。根據(jù) 2020 年移動(dòng)發(fā)布

58、的中國(guó)移動(dòng) 5G 基站節(jié)能技術(shù)白皮書(shū)，通過(guò)站點(diǎn)級(jí)技術(shù)調(diào)節(jié)，可節(jié)省基站能耗的 30%70%。網(wǎng)絡(luò)級(jí)節(jié)能具體指開(kāi)展多網(wǎng)絡(luò)協(xié)同智能平臺(tái)建設(shè)，基于業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)變化特征，對(duì)相關(guān)設(shè)備的功能、模塊、設(shè)備開(kāi)關(guān)等進(jìn)行自適應(yīng)控制，在 C-RAN 集中部署的條件下，通過(guò) BBU 基帶資源池共享，節(jié)省硬件板卡配置，實(shí)現(xiàn)功耗降低。中國(guó)鐵塔和中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通紛紛宣布“智能化關(guān)閉 5G 基站”，即以“高峰時(shí)間開(kāi)啟，低谷時(shí)間關(guān)閉休眠”的形式來(lái)運(yùn)行，以達(dá)到省電的效果。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算，空載狀態(tài)下全時(shí)段開(kāi)啟 AAU 深度休眠功能后，單個(gè) A9611 型號(hào)的 AAU 每天將節(jié)省電費(fèi)約 6.09 元，單個(gè) A96331A 型號(hào)的 AAU

59、 每天將節(jié)省電費(fèi)約 5.61 元，單個(gè) A9622A 型號(hào)的 AAU 每天將節(jié)省電費(fèi) 3.11 元，平均每天節(jié)省 5 元左右。一個(gè)基站普遍布設(shè) 3 個(gè) AAU，當(dāng)前共建設(shè) 5G 基站 97.9 萬(wàn)站，則一天可以節(jié)省電費(fèi)約 1470 萬(wàn)元，一年節(jié)省 53 億元。隨著 5G 基站建設(shè)進(jìn)度的推進(jìn)，未來(lái)基站節(jié)能技術(shù)的重要性愈發(fā)凸顯。圖 27：中國(guó)移動(dòng) 5G 基站節(jié)能技術(shù)總體指標(biāo)資料來(lái)源：中國(guó)移動(dòng)研究院、 基站節(jié)能技術(shù)助力三大運(yùn)營(yíng)商節(jié)省成本。截至 2021 年 7 月底，中國(guó)移動(dòng)累計(jì)開(kāi)通基站 50.1萬(wàn)站，中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)電信累計(jì)開(kāi)通 47.8 萬(wàn)站。按照每個(gè)基站每天節(jié)省 15 元計(jì)算，僅智 能化關(guān)閉一項(xiàng)

60、技術(shù)將為中國(guó)移動(dòng)每年節(jié)省電費(fèi)約 27 億元。2020 年，三大運(yùn)營(yíng)商電費(fèi)支出 約占營(yíng)收的 9%。以 2020 年為參照，5G 節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用可為中移動(dòng)當(dāng)年提升毛利率 0.4pct。溫控設(shè)備助力數(shù)據(jù)中心和通信機(jī)房、通信室外機(jī)柜節(jié)能降耗數(shù)據(jù)中心和通信機(jī)房降低能耗的主要途徑是提升設(shè)備運(yùn)行效率，降低 PUE。隨著國(guó)內(nèi)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，海量數(shù)據(jù)的運(yùn)算及存儲(chǔ)對(duì)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施提出更高的要求。近年來(lái)，不斷提升的機(jī)柜功率密度和數(shù)據(jù)中心、通信機(jī)房節(jié)能降耗的需求推動(dòng)數(shù)據(jù)中心和通信機(jī)房的制冷方案不斷發(fā)展。同時(shí)，數(shù)據(jù)中心和通信機(jī)房業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性和高可靠性要求又對(duì)數(shù)據(jù)中心、通信機(jī)房制冷設(shè)備提出性能可靠