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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，中国移动将在2021年建设2.6GHz的5G基站共12万座，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。

根据赛迪顾问预测，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240/320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%/34%，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%。

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%。

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，2020年全球公有云计算市场规模为2253亿美元，同年全球数据中心数量为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Kwh，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%。

PUE（PowerUsageEffectiveness）是衡量数据中心运行效率的指标，=（cooling+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，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技术研究、机房更新改造、精密温控设备制造、新能源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齐，大量使用新能源、绿色能源。

2.1使用新能源以及提升基站机房能效是运营商碳减排的主要方式

2.1.1中国移动建设绿色新基站，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、3DMIMO、高效散热外壳等新设计，使用GaN氮化镓等新材料，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。

中国移动自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%；

单位信息流量综合能耗水平较2015年累计下降92.6%。

未来，中国移动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

根据中国电信数据，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，中国电信引入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。

中国电信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—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降耗新技术的设备供应商在采购中更占优势。

2.1.3联通研发智能机房空调系统，提升基站能效

2021年中国联通发布《“碳达峰、碳中和”十四五行动计划》，明确实施“3﹢5﹢1﹢1”行动计划。

其中“3”是指围绕低碳循环发展建立3大碳管理体系——碳数据管理体系、碳足迹管理体系、能源交易管理体系，完善能源指标体系，绘制重点用能设备碳足迹，并有序参与碳排放权交易市场。

“5”是指聚焦5大绿色发展方向：

一是推动移动基站低碳运营，推广极简建站、潮汐节能等技术，有序提高清洁能源占比；

二是建设绿色低碳数据中心，通过供电降损简配、空调利用自然冷源等，提高系统能效；

三是深入推进各类通信机房绿色低碳化重构；

四是加快推进网络精简优化、老旧设备退网；

五是提高智慧能源管理水平。

“1”是指深化拓展共建共享，深入推进行业基础设施资源共建共享。

最后一个“1”是指数字赋能行业应用，助力千行百业节能降碳。

早在“十三五”期间，中国联通就已在节能降碳工作上取得积极成效。

在提升基站能效方面，中国联通自主研发的智能双循环（氟泵）多联模块化机房空调系统、5GBBU竖装机框获国家实用新型专利。

公司广泛采用符号、通道、载波等不同层级节能策略，并对5G网络节能方案进行试点。

同时联通围绕早期投产的高能耗通信机房及IDC机房分批改造，并积极推进建设绿色低碳数据中心，推广蒸发冷却、新风等技术。

截至2020年底，中国联通共有17个数据中心入选国家绿色数据中心，占联通总数据中心数量的16%。

对通信机房老旧设备的改造以及对数据机房运营效率的提升是联通当前双碳达标的主要途径。

2.1.4海外先进运营商主要通过使用新能源降低碳排放

北美通信巨头积极使用绿色能源。

2018年12月，美国通信巨头Verizon宣布，到2025年将使用超50%的可再生能源。

2019年2月，公司设立10亿美元绿能债券计划，用于提升能源效率、购买可再生能源和其他永续能源。

2019年4月底，公司宣布2035年要达到范畴1（Scope1）与范畴2（Scope2）零碳排放目标（范畴1指企业营运的直接碳排放，包括原料、产品、废弃物、员工交通运输等，范畴2指企业使用能源的间接碳排放）。

另外两家运营商AT&

T和T-Mobile冲刺能源绿化的脚步更快，2018年T-Mobile就已宣布要在2021年达到100%可再生能源目标。

AT&

T也积极购买绿色能源，2018年购入820百万瓦风能发电容量。

据可再生能源买家联盟（RenewableEnergyBuyersAlliance）统计，AT&

T2018年在企业购买可再生能源榜上名列第二。

欧洲行业协会发挥牵头作用，由专业机构完成排放数据监测与减排规划。

2019年在GSMA倡导下超过50家移动运营商开始通过CDP全球披露系统披露各自的气候影响、能源及温室气体（GHG）排放情况。

英国电信运营商巨头Vodafone选择碳信托制定每年的碳足迹测算报告，对范畴1、2及范畴3（企业价值链中过程中的间接排放）碳排放做全面测算，并辅助制定减排战略规划。

日韩运营商通过与设备商合作研发节能技术，采用自发电减少温室气体排放。

2021年6月，日本前三大移动运营商KDDI与诺基亚宣布在日本实验首个Airscale液冷基站，这项技术可将基带冷却系统能耗低70%以上。

同时，通过热能的重复利用，还能进一步提高效率，最终可使二氧化碳排放量减少至80%。

韩国通信运营商SKC&

C提出将通过扩充环保自发电设备和扩大再生能源的使用，于2040年实现温室气体净零排放。

公司计划利用板桥和大德数据中心建筑物的屋顶和停车场进行发电设备的铺设，在2021年内追加增设500千瓦太阳能设备。

国外电信运营商对新能源、绿色能源使用比例的加大对我国运营商未来发展有着积极借鉴意义，相关光伏、风电、储能企业的配套设备供应商有望在运营商完成设备改造、提升运营效率等第一阶段目标达成后向新能源、绿色能源使用的第二阶段迈进过程中受益。

2.1.5国内运营商主要通过节流降低碳排放，海外运营商主要通过开源达到“零碳”

海外运营商和国内运营商在碳减排的路径选择上虽然存在进度上的差异，但二者殊途同归。

国内运营商现阶段以降低现有设备能耗以期达到碳减排目的为主；

而海外运营商已充分利用好现有资源，即已完成了降碳的目标，正在使用绿色能源达到“零碳”的路径上突飞猛进。

2.2降低数据机房能耗是国内外互联网巨头的主要减排路径

国际互联网科技巨头大多承诺在2030年以前实现碳中和，并将100%使用可再生能源作为更高远的目标。

国际和国内互联网通信巨头企业都在数据中心降碳技术的研究和探索上寻求突破。

2.2.1微软、Facebook、苹果、亚马逊以使用新能源为主，运用新技术为辅降低碳排放

2017年微软与McKinstry和Cummins合作建立世界上第一个天然气数据中心。

在这个试点中，机架直接连接到天然气管道，并完全由集成燃料电池供电。

这一设计可以显著减少发电、传输和功率转换过程中的能量损失。

此前的数据中心均由电网供电，电网从发电厂流经多个变电站和输电线路，再转换为数据中心所需的正确电压才能使用，过程中会消耗部分电能。

而燃料电池直接由天然气管线供电，可以消除传输过程中发生的能量损失。

同时由于供应链中的零件减少，潜在的故障点会相应减少，有助于提高公司数据中心的质量并降低配电、电源调节和基础设施备份时产生的成本。

此外，微软自2020年7月起开始征收内部碳税，费用由公司各业务部门根据其碳排放量支付，收集的资金用于支付公司可持续改造的费用。

公司预计2030年将其绝对碳排放量减少75%，预计2050年清除公司自1975年成立以来直接或通过电力消耗排放的所有碳。

Facebook致力于建设高性能数据中心，通过建设消除能源浪费、减少耗能、使用更环保产品的数据中心来实现节能减排目标。

公司数据中心使用100%可再生能源并通过高效设计节约能源和水。

公司所有数据中心项目均获得LEED金牌认证。

Facebook数据中心使用了来黄麻纤维的天然衍生物纤维填充聚丙烯（NFFPP）作为服务器硬件中具有高碳影响的特定组件的潜在替代品。

公司针对机架内外的许多不同部件，包括适配器、母线盖和服务器内部的其他机械部件分别对这一材料进行开发和测试。

公司节减排措施取得积极成效。

其数据中心电力使用效率一直领先全行业，2016-2020年PUE维持在1.0左右，低于行业平均值1.5。

用水效率（WUE）维持在0.3以下，显著低于行业平均值1.8。

互联网公司巨头苹果和亚马逊也对其数据中心实施了严格的减排、提高效率的措施。

苹果在其数据中心运营中保持使用100%可再生能源供电。

亚马逊AWS网络服务同样使用100%可再生能源进行供电，AWS能源效率比本地数据中心高88%，基础设施能效比行业平均高3.6倍。

2.2.2谷歌、Equinix通过使用新技术降低能耗，减少碳排放

谷歌的数据中心采用先进的冷却技术，使用高效蒸发冷却和外部空气代替机械冷却器。

通过安装智能温度和照明控制并重新设计电力分配的方式最大限度减少能源损失，从而实现节能减排。

同时谷歌还通过机器学习提升能源使用效率，其机器学习系统能够减少数据中心40%的能源消耗，相当于在考虑电气损耗和其他非冷却低效问题后，总体PUE减少了15%。

在提升电力效率与采购可再生能源的同时，谷歌数据中心也进行了循环经济实践。

公司不再使用的服务器会被分解成单独的组件（主板、CPU、硬盘驱动器等），检查并储备为翻新库存，从而延长硬盘的使用寿命。

2009-2020年，谷歌公司数据中心PUE持续下降，2020年达新低1.10，2020年行业平均水平为1.67。

谷歌数据中心消耗的能源减少了约6倍，其能源效率是典型企业数据中心的两倍。

数据中心龙头企业Equinix承诺到2030年将碳排放量减少50%，并100%使用可再生能源。

Equinix数据中心2018年至2020年期间供电能源中90%为可再生能源，到2030年这一比例有望达到100%。

公司通过寻找创新方法来部署节能技术和发电解决方案。

Equinix的自适应控制系统可以通过使用智能分布式传感器和气流主动管理来降低功耗并提高空调冷却能力。

封闭的冷热通道通过使用物理屏障来减少数据中心供应通道中的冷空气与排气通道中的热空气的混合，从而降低能耗并实现更高效的冷却。

高温冷冻水设定点通过提高冷冻水温度以节约能源来降低数据中心PUE。

间接蒸发冷却装置（IDEC）使用水蒸发的热量，并在室外温度允许的情况下利用空气对空气的冷却来减少用水量。

公司在纽约（NY6）的数据中心通过这一技术实现了1.21的年平均PUE。

海外高科技互联网企业无疑在碳达标中走在最前列。

除使用新能源等零碳技术，微软等企业已着眼于征收碳税等碳中和手段，完全实现了“碳减排”、“零碳”、“碳中和”三大目标。

2.2.3国内互联网企业通过节能降耗降低数据中心PUE值

腾讯公司巧妙利用余热回收技术，大幅减少数据中心的能源消耗。

腾讯数据中心目前采用的是第四代T-block技术，拥有更高效率的制冷和供配电架构。

一个拥有30万台服务器的园区一年可节省2.5亿度电。

腾讯天津滨海数据中心采用了余热回收的节能技术，将服务器产生的热量回收，通过热泵加热市政管网里的水至55℃，直接用于办公楼供暖，实现了降低碳排放和服务于人的双赢。

若回收天津数据中心冬季产生的全部余热，热量用于采暖可覆盖46万平方米，用于家庭采暖可满足5100多户居民的用热需求。

每年可以减少5.24万吨碳排放，相当于种植286.4万棵大树。

此外，2018年建成的腾讯贵安七星数据中心，经工信部实测，其极限PUE值小于1.1，相比之下，同期国内数据中心的平均PUE约为1.73。

而即将交付的腾讯清远数据中心液冷实验室，使用了冷板式液冷技术规模化应用，有望将数据中心的极限PUE降低至1.06。

阿里通过使用清洁能源与自研浸没式液冷技术显著降低PUE。

2020年3月至2021年3月，阿里巴巴国内自营数据中心平均PUE约为1.3，低于全球平均水平。

阿里云数据中心购买超2.8亿度可再生能源，减少碳排放30万吨。

阿里在张家口市张北县部署了华北规模最大的张北数据中心。

得益于张北地区充沛的风能和太阳能，张北数据中心大量采用了绿色能源，促进可再生能源发展，加速公司能源消费向清洁低碳化转型。

除了充分利用清洁能源，阿里云还使用了浸没式液冷技术进行数据中心的降温。

通过将服务器浸泡在绝缘冷却液里，产生的热量可直接被冷却液吸收进入外循环冷却，全程用于散热的能耗几乎为零，节能效果超过70%，实现了数据中心100%无机械制冷。

再辅以模块化设计、AI调温等技术，张北数据中心的年PUE低于1.2，最低时可以达到1.09，达国际领先水平，每年可节约标煤8万吨，相当于种植了400万棵树木。

华为通过BestDC数字化服务平台降低数据中心各阶段PUE。

目前，大部分数据中心基础设施系统都较为复杂，各能效