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5G、AI、云等技术是数字社会的基石，而能源基础设施是这一基石的底座。
如今，以 5G、AI、云计算、数据中心等技术为代表的新基建正全面推动数字化社会发展，加速万物互联的智能社会到来。但要传输和处理 5G 万物智联时代采集的海量数据，端到端 5G 网络和数据中心需要源源不断的能源供给。
那作为数字社会的底座，5G 时代的能源基础设施面临哪些挑战？又将如何匹配新时代的需求？
5G 时代能源基础设施面临的挑战
5G 具有大带宽、低时延、高可靠、广连接等特性，并可通过一张基础网络满足千行百业的多样化业务需求。为了实现这一切，5G 时代的网络发生了新的变化，也随之给能源基础设施底座带来了新的要求和挑战。
大带宽意味着网络端到端流量倍增，为了传输和处理倍增的数量流量，网络整体能耗上升，要求能源底座需从站点、接入、汇聚到核心机房端到端升级扩容，这带来了机房改造升级难，改造周期长，以及有限的机房空间无法容纳新增设备等难题。而对于新增站点，尤其在无线接入侧，5G 时代的站点需求更密集，还面临站址获取困难、站址租金高等问题。
为了使能低时延、高可靠业务，以及满足多样化的行业应用需求，云端的算力和应用以及核心网的用户面功能等将灵活下沉到网络的接入、汇聚和核心机房等位置，组成 IT 与 CT 设备共存的分布式边缘节点，这不但进一步加剧了改造升级难、机房空间受限的难题，还要求供电方式多样化、差异化，比如既能为传统 CT 设备提供直流供电，也能为 IT 设备提供交流供电。
网络功耗上升，以及缺乏对网络能源高效精准管控，带来了更高的电费成本；站点空间利用率低，新增设备后需要更大的站点空间，这带来了更高的租金成本；大部分的站点故障都是因能源问题而导致，海量的站点和边缘节点需上站运维，这又带来了越来越高的运维成本。这些让运营商在 5G 时代面临高企的 OPEX 挑战。
同时，随着 AI、云计算、大数据、5G 等技术融合发展，数据流量和计算需求剧增，云业务加速发展，传统数据中心的能源基础设施也面临越来越大的挑战。这包括：传统数据中心部署周期太长，无法满足快速上线云业务的需求；数据中心能耗一直居高不下，电费成本压力越来越大；运维成本高，人工运维效率低；供配电可靠性不足影响数据中心的安全性和稳定性。
我们常说，网络能源架构几乎 20 年不变，如今面临以上越来越突出的挑战，面向未来该如何变革？
为推动能源产业发展，使能源体系能匹配新时代的需求，2020 年 10 月 15 日，在华为数字能源高峰论坛上，华为发布 PowerX 2025 能源目标网，包含了 5G PowerX 之 5G 站点&机房能源和 DC PowerX 之下一代数据中心能源。在华为数字能源媒体圆桌交流会上，华为数字能源产品线总裁周桃园，华为数字能源产品线首席营销官方良周与华为站点能源领域总裁彭建华对 PowerX 2025 能源目标网作了详细解读。
华为数字能源产品线总裁周桃园（中），华为数字能源产品线首席营销官方良周（左）与华为站点能源领域总裁彭建华（右）接受媒体采访
5G PowerX，加 5G 不加 OPEX，极省 CAPEX
5G PowerX 基于高效部件、高效站点、高效网络三层架构设计，可实现省租、省电和省运维，以助力运营商“加 5G 不加 OPEX”；并可实现免改造、机房免扩容等特性，实现“极省 CAPEX”。
站点&机房极简
为了解决机房改造难、机房空间有限、站点租金高、站址获取难等问题，华为认为，未来基站站点的演进趋势是：从室内走向室外，再走向刀片。为此，华为基于高密化和智能化设计，推出了“一站一柜”和“一站一刀”的 5G 站点极简部署方案。
“一站一柜”方案可实现一柜替代三柜，大幅节省了站址空间，还集成了智能削峰、智能升压等新技术，从而可帮助运营商在新增 5G 设备的同时免增租金、免改市电、免改粗线，大幅降低 TCO，实现 5G 极简、快速部署。而“一站一刀”方案将刀片电源挂杆部署，更是实现了“零”占地、“零”租金，还省去了空调，大幅提升了站点能效 SEE。
目前，“一站一柜”和“一站一刀”已成为我国 5G 站点能源建设新标准。
针对 CRAN/MEC、接入、汇聚和核心机房内新增 CT 和 IT 设备导致机房改造难、占地面积大、供电多样化等问题，华为还推出了超级站（MEC）和极简机房电源解决方案。
超级站（MEC）同样基于高密化、智能化设计，支持室内免工程极简改造，也支持室外新建极简部署，还具备超大容量、超融合、超高智能、超高可靠优势，支持 36KW 大容量，可为通信设备、IT 设备、摄像头等多种设备提供全制式供电，并引入了智能升压、智能削峰、智能管理等功能。
极简机房电源采用 CO-MIMO 架构+57V+5G 智能锂电创新架构设计，一套系统支持多种供电方式，解决了机房内 IT 与 CT 设备的能源供给系统烟囱式叠加带来的扩容改造难、占地面积大等问题，既可实现免工程扩容，免换粗线，也大幅节省了机房空间；还采用了创新智能 CO 锂电，配备自消防模块，可保障自身绝对安全，在外部起火时还能自灭火，具备了极致安全特性。
全场景叠光
为降低 OPEX，减少碳排放，华为 iSolar 太阳能方案支持从站点到机房全场景叠光。相较于传统方案，iSolar 发电更多，方案更灵活，维护更智能，比如传统方案下三块太阳能组成一组，而 iSolar 一块或两块就可成组。
全面锂电化
储能经历了第一代铅酸电池、第二代锂电池、第三代普通锂电和第四代智能锂电，如今全球已进入全面锂电时代，但是，当前第四代锂电存在单一备电、人工运维、粗放配置、被动安全等问题，已无法满足 5G 及行业数字化演进需求。于是，华为推出了第五代云锂 CloudLi，其基于本地 BMS+云 BMS，并引入 AI、大数据和 IoT 等技术，可实现全场景联接管理、极简云维、综合储能、精准配置、全方位安全管理和 AI 储能延寿降折旧。
全网智能
为解决能源效率低、运维成本高等问题，全网智能通过站点数字化和功率智能协同对站点全链路进行精准管理，来实现站点全链路高效绿色；通过云化管理、AI、大数据、IoT 等技术实现能源网络全网可视、可管、可控、可优，实现运维智能管理，以及全网智能化。
DC PowerX，让下一代数据中心实现基础设施价值最大化
为了让下一代数据中心实现四个“零”的目标：上线“零” 等待、能源“零”浪费、运维“零”人力、业务“零”中断，DC PowerX 从建设模式、供电系统、温控系统和管理系统四个维度全方面推动实现数据中心能源基础设施价值最大化。
工程预制化，部件模块化
在建设模式上，华为推出了工程预制化和部件模块化方案，通过工厂预制集成和发货前全场景调测来实现现场简单、快速安装，以及模块化灵活扩容，从而实现了工程极简，可满足数据中心快速部署和业务快速上线需求。
以一个一千柜的数据中心为例，若按传统建设模式，需耗费 18 个月以上甚至两年，而采用预制化、模块化建设，只需 6-9 个月，交付时间节省了一半以上。
硅进铜退，锂进铅退
传统数据中心的供配电系统包括变压器、低压配电、UPS、支路馈线等多个部分，采用分散设计，分段招标，再现场施工的部署方式，而华为电力模块采用全链路融合的一体化设计，并采用预制化、预调测来实现极简安装、即插即用，不但可实现快速部署，还更加省地、省电，以及更易于维护管理。
传统数据中心采用传统塔机+铅酸方案，占地面积大，初始投资高，维护成本高，而华为 SmartLi UPS 一柜支持 1MW，高密省地，且全部件模块化，可按需扩容。
风进水退，AI 能效优化
温控系统是数据中心的能耗大户，也是数据中心 PUE 居高不下的主要原因之一。传统冷冻水系统由冷却塔、水泵、冷机、末端空调等多系统组成，链条长，需四次换热，且安装和运维复杂。而华为间接蒸发冷却只有一套系统，只需一次换热，不仅安装和运维简单，且能将 PUE 降至 1.2，年电费节省 14.3%。
传统数据中心温控系统中的末端空调、水泵、冷水机组、冷却塔等部分来自不同的厂家，各自独立运行，局部最优不代表整体节能最优。而华为 iCooling 通过引入 AI 算法，以及对温控系统全链路数字化采集，可对系统内每个组件进行调优，从而实现系统性的效率优化。实践表明，通过引入 iCooling，华为廊坊云数据中心的 PUE 值从 1.42 降低到 1.28。
智能营维
传统数据中心主要依靠人工运维，运维效率低，而华为在 DCIM 中引入了 AI，让传统被动型人工运维转变为主动预防型数字化运维，并将逐级实现自动化运维，最终实现全自动化驾驶的数据中心。
联合国 2019 年数字经济报告中提出，未来能源基础设施将成为数字经济的重要基础，对于保障数字技术高效、可靠运行，至关重要。如今，在 5G、AI、云等技术协同使能千行百业数字化转型的同时，支撑 5G、AI 和云的能源基础设施底座本身更需一场数字化变革。而华为 PowerX 2025 能源目标网将电子电力技术，ICT 技术，人工智能，大数据和云结合起来，并从接入，汇聚，核心机房，数据中心的全局视角来思考能源底座转型，正是前瞻性地顺应趋势，以推动数字世界高效、可靠发展。
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