筑基數(shù)字世界，解讀華為PowerX 2025能源目標(biāo)網(wǎng)

5G、AI、云等技術(shù)是數(shù)字社會(huì)的基石，而能源基礎(chǔ)設(shè)施是這一基石的底座。

如今，以 5G、AI、云計(jì)算、數(shù)據(jù)中心等技術(shù)為代表的新基建正全面推動(dòng)數(shù)字化社會(huì)發(fā)展，加速萬(wàn)物互聯(lián)的智能社會(huì)到來(lái)。但要傳輸和處理 5G 萬(wàn)物智聯(lián)時(shí)代采集的海量數(shù)據(jù)，端到端 5G 網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心需要源源不斷的能源供給。

那作為數(shù)字社會(huì)的底座，5G 時(shí)代的能源基礎(chǔ)設(shè)施面臨哪些挑戰(zhàn)？又將如何匹配新時(shí)代的需求？

5G 時(shí)代能源基礎(chǔ)設(shè)施面臨的挑戰(zhàn)

5G 具有大帶寬、低時(shí)延、高可靠、廣連接等特性，并可通過(guò)一張基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)滿足千行百業(yè)的多樣化業(yè)務(wù)需求。為了實(shí)現(xiàn)這一切，5G 時(shí)代的網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了新的變化，也隨之給能源基礎(chǔ)設(shè)施底座帶來(lái)了新的要求和挑戰(zhàn)。

大帶寬意味著網(wǎng)絡(luò)端到端流量倍增，為了傳輸和處理倍增的數(shù)量流量，網(wǎng)絡(luò)整體能耗上升，要求能源底座需從站點(diǎn)、接入、匯聚到核心機(jī)房端到端升級(jí)擴(kuò)容，這帶來(lái)了機(jī)房改造升級(jí)難，改造周期長(zhǎng)，以及有限的機(jī)房空間無(wú)法容納新增設(shè)備等難題。而對(duì)于新增站點(diǎn)，尤其在無(wú)線接入側(cè)，5G 時(shí)代的站點(diǎn)需求更密集，還面臨站址獲取困難、站址租金高等問(wèn)題。

為了使能低時(shí)延、高可靠業(yè)務(wù)，以及滿足多樣化的行業(yè)應(yīng)用需求，云端的算力和應(yīng)用以及核心網(wǎng)的用戶面功能等將靈活下沉到網(wǎng)絡(luò)的接入、匯聚和核心機(jī)房等位置，組成 IT 與 CT 設(shè)備共存的分布式邊緣節(jié)點(diǎn)，這不但進(jìn)一步加劇了改造升級(jí)難、機(jī)房空間受限的難題，還要求供電方式多樣化、差異化，比如既能為傳統(tǒng) CT 設(shè)備提供直流供電，也能為 IT 設(shè)備提供交流供電。

網(wǎng)絡(luò)功耗上升，以及缺乏對(duì)網(wǎng)絡(luò)能源高效精準(zhǔn)管控，帶來(lái)了更高的電費(fèi)成本；站點(diǎn)空間利用率低，新增設(shè)備后需要更大的站點(diǎn)空間，這帶來(lái)了更高的租金成本；大部分的站點(diǎn)故障都是因能源問(wèn)題而導(dǎo)致，海量的站點(diǎn)和邊緣節(jié)點(diǎn)需上站運(yùn)維，這又帶來(lái)了越來(lái)越高的運(yùn)維成本。這些讓運(yùn)營(yíng)商在 5G 時(shí)代面臨高企的 OPEX 挑戰(zhàn)。

同時(shí)，隨著 AI、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、5G 等技術(shù)融合發(fā)展，數(shù)據(jù)流量和計(jì)算需求劇增，云業(yè)務(wù)加速發(fā)展，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的能源基礎(chǔ)設(shè)施也面臨越來(lái)越大的挑戰(zhàn)。這包括：傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心部署周期太長(zhǎng)，無(wú)法滿足快速上線云業(yè)務(wù)的需求；數(shù)據(jù)中心能耗一直居高不下，電費(fèi)成本壓力越來(lái)越大；運(yùn)維成本高，人工運(yùn)維效率低；供配電可靠性不足影響數(shù)據(jù)中心的安全性和穩(wěn)定性。

我們常說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)能源架構(gòu)幾乎 20 年不變，如今面臨以上越來(lái)越突出的挑戰(zhàn)，面向未來(lái)該如何變革？

為推動(dòng)能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使能源體系能匹配新時(shí)代的需求，2020 年 10 月 15 日，在華為數(shù)字能源高峰論壇上，華為發(fā)布 PowerX 2025 能源目標(biāo)網(wǎng)，包含了 5G PowerX 之 5G 站點(diǎn)&機(jī)房能源和 DC PowerX 之下一代數(shù)據(jù)中心能源。在華為數(shù)字能源媒體圓桌交流會(huì)上，華為數(shù)字能源產(chǎn)品線總裁周桃園，華為數(shù)字能源產(chǎn)品線首席營(yíng)銷官方良周與華為站點(diǎn)能源領(lǐng)域總裁彭建華對(duì) PowerX 2025 能源目標(biāo)網(wǎng)作了詳細(xì)解讀。

華為數(shù)字能源產(chǎn)品線總裁周桃園（中），華為數(shù)字能源產(chǎn)品線首席營(yíng)銷官方良周（左）與華為站點(diǎn)能源領(lǐng)域總裁彭建華（右）接受媒體采訪

5G PowerX，加 5G 不加 OPEX，極省 CAPEX

5G PowerX 基于高效部件、高效站點(diǎn)、高效網(wǎng)絡(luò)三層架構(gòu)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)省租、省電和省運(yùn)維，以助力運(yùn)營(yíng)商“加 5G 不加 OPEX”；并可實(shí)現(xiàn)免改造、機(jī)房免擴(kuò)容等特性，實(shí)現(xiàn)“極省 CAPEX”。

站點(diǎn)&機(jī)房極簡(jiǎn)

為了解決機(jī)房改造難、機(jī)房空間有限、站點(diǎn)租金高、站址獲取難等問(wèn)題，華為認(rèn)為，未來(lái)基站站點(diǎn)的演進(jìn)趨勢(shì)是：從室內(nèi)走向室外，再走向刀片。為此，華為基于高密化和智能化設(shè)計(jì)，推出了“一站一柜”和“一站一刀”的 5G 站點(diǎn)極簡(jiǎn)部署方案。

?“一站一柜”方案可實(shí)現(xiàn)一柜替代三柜，大幅節(jié)省了站址空間，還集成了智能削峰、智能升壓等新技術(shù)，從而可幫助運(yùn)營(yíng)商在新增 5G 設(shè)備的同時(shí)免增租金、免改市電、免改粗線，大幅降低 TCO，實(shí)現(xiàn) 5G 極簡(jiǎn)、快速部署。而“一站一刀”方案將刀片電源掛桿部署，更是實(shí)現(xiàn)了“零”占地、“零”租金，還省去了空調(diào)，大幅提升了站點(diǎn)能效 SEE。

目前，“一站一柜”和“一站一刀”已成為我國(guó) 5G 站點(diǎn)能源建設(shè)新標(biāo)準(zhǔn)。

針對(duì) CRAN/MEC、接入、匯聚和核心機(jī)房?jī)?nèi)新增 CT 和 IT 設(shè)備導(dǎo)致機(jī)房改造難、占地面積大、供電多樣化等問(wèn)題，華為還推出了超級(jí)站（MEC）和極簡(jiǎn)機(jī)房電源解決方案。

超級(jí)站（MEC）同樣基于高密化、智能化設(shè)計(jì)，支持室內(nèi)免工程極簡(jiǎn)改造，也支持室外新建極簡(jiǎn)部署，還具備超大容量、超融合、超高智能、超高可靠?jī)?yōu)勢(shì)，支持 36KW 大容量，可為通信設(shè)備、IT 設(shè)備、攝像頭等多種設(shè)備提供全制式供電，并引入了智能升壓、智能削峰、智能管理等功能。

極簡(jiǎn)機(jī)房電源采用 CO-MIMO 架構(gòu)+57V+5G 智能鋰電創(chuàng)新架構(gòu)設(shè)計(jì)，一套系統(tǒng)支持多種供電方式，解決了機(jī)房?jī)?nèi) IT 與 CT 設(shè)備的能源供給系統(tǒng)煙囪式疊加帶來(lái)的擴(kuò)容改造難、占地面積大等問(wèn)題，既可實(shí)現(xiàn)免工程擴(kuò)容，免換粗線，也大幅節(jié)省了機(jī)房空間；還采用了創(chuàng)新智能 CO 鋰電，配備自消防模塊，可保障自身絕對(duì)安全，在外部起火時(shí)還能自滅火，具備了極致安全特性。

全場(chǎng)景疊光

為降低 OPEX，減少碳排放，華為 iSolar 太陽(yáng)能方案支持從站點(diǎn)到機(jī)房全場(chǎng)景疊光。相較于傳統(tǒng)方案，iSolar 發(fā)電更多，方案更靈活，維護(hù)更智能，比如傳統(tǒng)方案下三塊太陽(yáng)能組成一組，而 iSolar 一塊或兩塊就可成組。

全面鋰電化

儲(chǔ)能經(jīng)歷了第一代鉛酸電池、第二代鋰電池、第三代普通鋰電和第四代智能鋰電，如今全球已進(jìn)入全面鋰電時(shí)代，但是，當(dāng)前第四代鋰電存在單一備電、人工運(yùn)維、粗放配置、被動(dòng)安全等問(wèn)題，已無(wú)法滿足 5G 及行業(yè)數(shù)字化演進(jìn)需求。于是，華為推出了第五代云鋰 CloudLi，其基于本地 BMS+云 BMS，并引入 AI、大數(shù)據(jù)和 IoT 等技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)景聯(lián)接管理、極簡(jiǎn)云維、綜合儲(chǔ)能、精準(zhǔn)配置、全方位安全管理和 AI 儲(chǔ)能延壽降折舊。

全網(wǎng)智能

為解決能源效率低、運(yùn)維成本高等問(wèn)題，全網(wǎng)智能通過(guò)站點(diǎn)數(shù)字化和功率智能協(xié)同對(duì)站點(diǎn)全鏈路進(jìn)行精準(zhǔn)管理，來(lái)實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)全鏈路高效綠色；通過(guò)云化管理、AI、大數(shù)據(jù)、IoT 等技術(shù)實(shí)現(xiàn)能源網(wǎng)絡(luò)全網(wǎng)可視、可管、可控、可優(yōu)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維智能管理，以及全網(wǎng)智能化。

DC PowerX，讓下一代數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施價(jià)值最大化

為了讓下一代數(shù)據(jù)中心實(shí)現(xiàn)四個(gè)“零”的目標(biāo)：上線“零” 等待、能源“零”浪費(fèi)、運(yùn)維“零”人力、業(yè)務(wù)“零”中斷，DC PowerX 從建設(shè)模式、供電系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)和管理系統(tǒng)四個(gè)維度全方面推動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心能源基礎(chǔ)設(shè)施價(jià)值最大化。

工程預(yù)制化，部件模塊化

在建設(shè)模式上，華為推出了工程預(yù)制化和部件模塊化方案，通過(guò)工廠預(yù)制集成和發(fā)貨前全場(chǎng)景調(diào)測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)單、快速安裝，以及模塊化靈活擴(kuò)容，從而實(shí)現(xiàn)了工程極簡(jiǎn)，可滿足數(shù)據(jù)中心快速部署和業(yè)務(wù)快速上線需求。

以一個(gè)一千柜的數(shù)據(jù)中心為例，若按傳統(tǒng)建設(shè)模式，需耗費(fèi) 18 個(gè)月以上甚至兩年，而采用預(yù)制化、模塊化建設(shè)，只需 6-9 個(gè)月，交付時(shí)間節(jié)省了一半以上。

硅進(jìn)銅退，鋰進(jìn)鉛退

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的供配電系統(tǒng)包括變壓器、低壓配電、UPS、支路饋線等多個(gè)部分，采用分散設(shè)計(jì)，分段招標(biāo)，再現(xiàn)場(chǎng)施工的部署方式，而華為電力模塊采用全鏈路融合的一體化設(shè)計(jì)，并采用預(yù)制化、預(yù)調(diào)測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)極簡(jiǎn)安裝、即插即用，不但可實(shí)現(xiàn)快速部署，還更加省地、省電，以及更易于維護(hù)管理。

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心采用傳統(tǒng)塔機(jī)+鉛酸方案，占地面積大，初始投資高，維護(hù)成本高，而華為 SmartLi UPS 一柜支持 1MW，高密省地，且全部件模塊化，可按需擴(kuò)容。

風(fēng)進(jìn)水退，AI 能效優(yōu)化

溫控系統(tǒng)是數(shù)據(jù)中心的能耗大戶，也是數(shù)據(jù)中心 PUE 居高不下的主要原因之一。傳統(tǒng)冷凍水系統(tǒng)由冷卻塔、水泵、冷機(jī)、末端空調(diào)等多系統(tǒng)組成，鏈條長(zhǎng)，需四次換熱，且安裝和運(yùn)維復(fù)雜。而華為間接蒸發(fā)冷卻只有一套系統(tǒng)，只需一次換熱，不僅安裝和運(yùn)維簡(jiǎn)單，且能將 PUE 降至 1.2，年電費(fèi)節(jié)省 14.3%。

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心溫控系統(tǒng)中的末端空調(diào)、水泵、冷水機(jī)組、冷卻塔等部分來(lái)自不同的廠家，各自獨(dú)立運(yùn)行，局部最優(yōu)不代表整體節(jié)能最優(yōu)。而華為 iCooling 通過(guò)引入 AI 算法，以及對(duì)溫控系統(tǒng)全鏈路數(shù)字化采集，可對(duì)系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)組件進(jìn)行調(diào)優(yōu)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性的效率優(yōu)化。實(shí)踐表明，通過(guò)引入 iCooling，華為廊坊云數(shù)據(jù)中心的 PUE 值從 1.42 降低到 1.28。

智能營(yíng)維

傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心主要依靠人工運(yùn)維，運(yùn)維效率低，而華為在 DCIM 中引入了 AI，讓傳統(tǒng)被動(dòng)型人工運(yùn)維轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)預(yù)防型數(shù)字化運(yùn)維，并將逐級(jí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)維，最終實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化駕駛的數(shù)據(jù)中心。

聯(lián)合國(guó) 2019 年數(shù)字經(jīng)濟(jì)報(bào)告中提出，未來(lái)能源基礎(chǔ)設(shè)施將成為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)，對(duì)于保障數(shù)字技術(shù)高效、可靠運(yùn)行，至關(guān)重要。如今，在 5G、AI、云等技術(shù)協(xié)同使能千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的同時(shí)，支撐 5G、AI 和云的能源基礎(chǔ)設(shè)施底座本身更需一場(chǎng)數(shù)字化變革。而華為 PowerX 2025 能源目標(biāo)網(wǎng)將電子電力技術(shù)，ICT 技術(shù)，人工智能，大數(shù)據(jù)和云結(jié)合起來(lái)，并從接入，匯聚，核心機(jī)房，數(shù)據(jù)中心的全局視角來(lái)思考能源底座轉(zhuǎn)型，正是前瞻性地順應(yīng)趨勢(shì)，以推動(dòng)數(shù)字世界高效、可靠發(fā)展。

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