2022年通信行业深度研究：兼论通信板块碳中和背景下的投资机会.docx

《2022年通信行业深度研究：兼论通信板块碳中和背景下的投资机会.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年通信行业深度研究：兼论通信板块碳中和背景下的投资机会.docx（31页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、2021年通信行业深度研究：兼论通信板块碳中和背景下的投资机会通信设备和IDC机房是通信行业碳排放主要来源1. 12020年通信行业占全球碳排放总量的4%左右根据国际能源署与法国GreatIT联合发布的TheenvironmentaIfootpointofthedigitalworld，2019年全球碳排放总量约330亿吨，2020年全球碳排放总量约为310亿吨，同比减少5.8%o各行业的碳排放占碳排放总量的比重基本稳定，我们选取2019年通信行业碳排放数据作为分析对象。2019年信息通信行业（ICT）碳排放量约为14亿吨，占全球碳排放总量的4.2%o在ICT行业碳排放总量中，通信网络环节（C

2、T网络环节）/数据中心/用户终端碳排放量分别占比22%/15%/63%o通信网络环节（CT网络环节）的二氧化碳主要在通信设备运行/制造/运输/安装过程中产生。其中通信设备运行过程中产生的碳排放量最高，占整个通信网络环节碳排放总量的75%o随着5G基站加快部署，通信设备运行过程中产生的碳排放量将迅速增加，根据中国移动设计院数据，通信设备运行过程中产生的碳排放量预计将由2019年的2.3亿吨，增长至2025年的4.1亿吨，增幅达到78%o在数据中心方面，伴随着数据流量的爆发式增长以及算力成本的普遍下降，全球算力资源有望实现大幅增长，全球数据中心耗电量也将随之急剧增加。根据数据，2020年中国电信数

3、据中心能耗占公司总能耗的20%,通信基站能耗占比为39%,通信机楼及其他的占比为41%o增量方面，2021年1-7月，中国电信5G基站带来的能耗增量占总能耗增量的比重最大,超过50%;IDC带来的能耗增量占比为32%,网络及其他带来的能耗增量占比为17%o数据中心和通信设备运行产生的碳排放主要来自二者的电力能耗。1.2 5G基站数量的增长以及单站耗电量的增加造成5G基站碳排放大幅增长根据研究院数据，2019年全国通信网络运行环节中，机房/通信站点/站点维护各环节碳排放量分别为7391万吨/15201万吨/734万吨，分别占通信网络运行环节碳排放总量的31%/65%/4%0在所有通信设备中，通信

4、站点（包括无线、固定接入）碳排放量最高，其中单个无线接入设备年碳排放量达22吨，总数量为650万个，相较固定接入设备碳排放总量更高。无线接入设备中，4G基站电能消耗量占无线接入设备电能消耗总量的比例最高，为56%,5G基站次高，目前占电能消耗总量的9%,但是5G基站未来总量更多，单基站能耗更高，5G基站将是未来通信设备能耗的最大增长点。5G基站数量较4G基站更多。5G信号频率比4G高2-3倍，信号衰退速度更快，同一区域5G基站数量更多。同时在盲点区域会覆盖一定数量的微基站，保证信息传输的稳定性，因此5G基站总数将较4G基站更多。根据三大运营商公告，将在2021年建设2.6GHz的5G基站共12

5、万座，在2021年以及2022年建700MHz基站约48万座(与广电合建，分两年建完)；电信以及联通将在2021年建3.5GHz以及2.1GHz基站一共32万座。2022年5G建设仍然投入较大，预计总建设数量约为80万座。根据预测，到2026年我国5G宏基站数量将达到475万个，小基站数是宏基站数的2倍，即950万个，宏基站和小基站数总计超过1400万个。5G基站集成度更高、数据传输量更大，能耗是4G基站的3倍。根据5G基站节能技术白皮书(2020)统计，中移动使用的5GNR主流基站带宽由4G的几十兆变为160/200兆，收发通道数从原来的8通道变为64/32通道，发射功率从100多瓦变为24

6、0/320瓦。AAU功耗增加是5G基站能耗增加的主因。根据中国能源报数据，基站能耗构成中，基站主设备占45%、空调系统占40%、电源系统占12%,其他能耗占3%。其中基站主设备可以分为AAU（有源天线处理单元）和BBU（室内基带处理单元）两大部分，AAU的功耗约占基站主设备能耗的90%,是基站能耗的主要组成部分。AAU功耗按照功能模块可分为功放、小信号、数字中频和电源功耗。随着业务负载情况的变化，AAU中各功能模块的能耗比例也随之发生变化。在满载条件下，功放的能耗占比最高，占AAU总能耗的58%;在30%负载的条件下，功放的能耗占AAU总能耗的比例与数字中频模块能耗占比相接近，分别为36%/3

7、4%,小信号部分能耗占比由满载条件下的16%提升至25%;在空载条件下，数字中频部分的功耗占AAU总能耗的比例最高，平均约为46%o因此，在研究5G通信设备的节能技术时，不仅要提升功放效率，降低功放能耗，在5G建设初期负载较低的情况下，更需要降低小信号和数字中频模块的基础能耗。据中国能源报预测，5G基站的用电量将由2020年的不足200亿千瓦时迅速攀升至2025年的3500亿千瓦时左右，5G基站高能耗已经引起广泛关注。使用基站降耗新技术以及新材料等的运用将有效降低5G基站的碳排放量。1.3 数据中心耗电量巨大，存在巨大优化空间国内数据中心机柜数量快速增长，未来5年CAGR可达16.7%o202

8、0年全球公有云计算市场规模为2253亿美元，同年全球随着云计算的兴起,在全球范围内出现了数据中心的建设浪潮,数据中心数量为42.2万座，超大型数据中心数量为597座。目前国内的数据中心机柜数量约为285万架，根据科智咨询预测，到2025年机柜数量可以达到616万架，CAGR为16.7%。数据中心耗电量巨大，存在较大优化空间。根据中国IDC圈数据，随着数据中心数量的增多，2020年数据中心的耗电量占国内总用电量的比例超过2.3%,且数据中心耗电量占全社会用电量比重逐年攀升。早在2015年全国的大数据中心的耗电量已达1000亿Kwh,相当于三峡电站全年的发电量，2018年这个数值达到1609亿Kw

9、h,超过上海全年的社会用电量，预计到2030年，全球的大数据中心就能消耗掉世界30%左右电力。数据中心的能耗分IT设备能耗、空调能耗、供电能耗和照明能耗四部分，由服务器、存储和网络通信设备等所构成的IT设备系统所产生的能耗约占数据中心总能耗的46%（其中服务器系统约占50%左右，存储系统约占35%,网络通信设备约占15%）,空调系统占比为41%,电源/照明系统能耗占比分别为10%/3%oPUE(PowerUsageEffectiveness)是衡量数据中心运行效率的指标,-(cooIing+power+lighting+)/,其越接近于1,代表数据中心对于电能的利用越有效率。根据中国信通院数据

10、，目前国内数据中心平均PUE为1.6,较2012年已有明显改善，但依然有85%的受访企业数据中心的PUE值在1.5-2.0间，PUE值仍存在较大提升空间。政策引导，出台多项措施和指导意见，推动我国IDC企业节能减排。为实现我国2060年碳中和目标，国家出台多项政策引导支持新型数据中心建设和节能减排的推进。大力支持采用可再生能源与节能减排技术建设绿色云计算数据中心。提出淘汰高能耗老旧设备，提升水资源利用效率和清洁能源应用比例以及回收利用废旧电器电子产品等具体要求。根据新型数据中心发展三年行动计划(2021-2023年)，到2030年底，新建大型及以上数据中心PUE需降低到1.3以下，严寒和寒冷地

11、区力争降低到1.25以下。对于PUE较高的数据中心，改造机房制冷设备、提升能源利用效率，是当前降低数据中心PUE,达到减排要求的关键。二、国内企业降碳提升空间大，海外企业“零碳”成效显著国内外通信运营商、互联网巨头积极部署节能减排方案，制定减排规划。其中，国外通信运营商、互联网巨头基本完成基站、数据中心设备改造，现阶段多使用可再生能源达成碳减排目标；国内厂商在碳减排方面进展稍慢，目前节能重点仍在空调降温技术、基站节能技术研发、老旧设备改造等方面。我们认为当前国内通信行业碳减排领域的投资机会主要集中于基站节能新、机房更新改造、精密温控设备制造、发电设备制造等板块，未来我国碳减排路径将向国外路径看

12、齐，大量使用新能源、绿色能源。2. 1使用以及提升基站机房能效是运营商碳减排的主要方式3. 1.1建设绿色新基站，节能减排成果显著创新5G基站节能技术，建设绿色新基站。移动通过应用天线与射频滤波器一体化、3DMIM0.高效散热外壳等新设计，使用GaN氮化镇等新材料，关注滤波器件插损、等效设备功耗等新指标，引领产业不断降低设备功耗、提升设备能效。“十三五”期间基站设备满载功耗下降20%。公司还全网广泛开启4G网络符号关断、通道关断、载波关断和5G网络亚帧静默、通道静默、深度休眠等节能功能。通过应用站点级节能技术，公司2020年4G网络节电约10.6亿度。自2017年开始，公司针对老旧通信机房启动

13、专项节能改造，组织全集团因地制宜采用冷源优化、冷量分配优化、末端设备优化、湿膜加湿等措施，降低机房PUE,提升能效，节约用电。截至2020年底，移动已完成超过2200个通信机房的改造，每年节电约2亿度。推动ICT技术与产业融合，降本提效促节能。自2007年以来连续十四年开展“绿色行动计划”，加强管理和技术创新，控制企业能源消耗，推动社会绿色低碳发展。“十三五”期间，中国移动集团实施了多项节能措施，累计节电近100亿度，减少二氧化碳排放约630万吨。同时公司深化信息技术与千行百业的融合创新，助力社会减排量超过8亿吨。移动2020年单位电信业务总量综合能耗水平较2015年累计下降86.5%;单位信

14、息流量综合能耗水平较2015年累计下降92.6%o未来，将在推进数字化转型、加快高质量发展过程中，扎实履行央企责任，严控自身能源消耗和碳排放增幅，持续降低能耗强度和碳排放强度，助力国家尽早实现碳达峰、碳中和计划。节能减排既为中国移动自身降低运营成本，也为新材料、新技术、新设备的供货商带来发展机遇。2.1.2电信积极布局5G低碳技术与空调节能技术根据数据，2020年电信综合能耗为335.8万吨标煤，二氧化碳排放量约837万吨。其中电力能耗占91%以上，消耗约306万吨标煤，二氧化碳排放量约763万吨。为实现能耗双控、节能减排的目标，中国电信开始大力推动5G低碳技术与空调节能技术应用。充分利用AI

15、节能技术，实现主设备自主节能与建、维、优全过程管控。为降低主设备能耗，引入AI算法以业务反向影响电源和空调设施供电控制。公司联合5G设备供应链伙伴，在采购环节以工作模式与功耗指标参数作为采购标准，在建设过程中推进5G基站无机房、无空调建设。采用一体化机柜、分布式供电技术压缩建设周期与成本，降低基站整体PUE,并在购后引入主设备的购后能效评估，对主设备及节能设备实行全生命周期的能效闭环管理。研究空调节能新技术，应用清洁能源降低石化能源消耗。在基站与机房空调中大量应用空调节能成熟技术。基站空调应用自清洁、新风等节能技术，机房空调应用气流组织优化、新风、氟泵、热管等节能技术，在气候条件适宜的地区应用蒸发冷却技术。同时电信也提出了自研的空调节能技术一液冷技术。液冷技术的冷却效率远高于传统风冷技术，是未来ICT设备冷却的发展方向。目前液冷技术已经通过技术可行性验证，小规模应用于数据中心服务器领域，节能效果显著。电信对节能考核机制的引入无疑使基站机房优质温控设备厂商和基站节能