【摘要】    伴随着5G网络建设和商用步伐的加快，以及云计算、IDC等业务的快速发展，如何解决好发展和减排的关系，更好地满足人民群众对信息通信日益增长的迫切需求的同时降低单位信息业务综合能耗，是摆在通信运营企业面前的重要课题。近日，中共中央、国务院正式发布了《关于完整准确全面贯彻发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，明确提出了我国实现碳中和（carbon neutrality）、碳达峰（emission peak）目标的时间表和路线图，对国内各类市场主体也提出了具体要求。本文追踪分析了全球15家主流的通信运营商在节能减排方面的经验做法，并结合我国通信运营商的发展现状提出了推进碳减排的方向和建议。

【关键词】    碳减排    碳达峰    碳中和    通信运营商    5G    IDC

引言：

随着国际社会对碳排放的逐渐重视，特别是在2009哥本哈根全球气候变化大会后，各国政府陆续采取了减少碳排放的举措。作为耗电大户的通信运营商，每年用电站全社会用电量的1%，面临着巨大挑战，并且随着5G网络建设和商用步伐的加快，以及云计算、数据中心等业务的快速发展，如何解决好发展和减排的关系，如何更好地满足人民群众对信息通信日益增长的迫切需求的同时，降低单位信息能耗是摆在通信运营企业面前的重要课题。

本文追踪分析了全球15家主流的通信运营商，包括Vodafone（英国沃达丰）、SKT（韩国SK电讯）、LG U+（韩国LG Uplus）、KDDI（日本KDDI電信公司）、SoftBank（日本软银移动通信公司）、KT（韩国电信）、NTT（日本电报电话公司）、T-Mobile（美国T-Mobile）、Verizon（美国威瑞森电信）、Deutsche Telekom（德国电信，简称DT）、Telecom Italia Mobile（意大利电信，简称TIM）、Orange（法国电信）、Telefónica of Spain（西班牙电话公司，简称Telefonica）、American Telephone & Telegraph（美国电话电报公司，简称AT&T）、British Telecom（英国电信，简称BT）在节能减排方面的举措和经验做法，希望能够为国内的通信运营企业更好地实现企业“双碳”目标提供一些启示。

一、背景

在今年世界5G大会“5G与碳中和、碳达峰论坛”上，中国工程院院士吴锋预测，到2026年三大运营商全部升级5G后，电力消耗将达到全国总用电量的2.1%，耗电量将达到2100亿千瓦时[1]。

不过近几年三大运营商也在积极地通过管理创新、技术创新极力控制用电量的增长。每年用电规模基本维持在全社会用电总量的1%左右，单位电信业务量和单位信息流量的能耗年均降幅保持在20%以上。放眼全球，各国通信运营商作为“耗电大户”，也是间接碳排放在不断增加的企业，在“数字基建”快速发展的时代，通信运营商“双碳”目标的实现举措主要有利用自然环境优势、储供电设备和技术革新、智通信网络设备智能化运维、智能化环境控制技术等来降低设备能耗。

二、全球通信运营商碳减排目标及现状分析

（一）国际运营商碳减排目标

近日，中共中央、国务院正式发布了《关于完整准确全面贯彻发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，明确的提出了我国实现“双碳”目标的时间表和路线图。中国是全球主要温室气体排放国里首个设立碳中和限期的发展中国家。相较于欧洲及日韩等发达国家承诺2050年前实现碳中和，作为世界上最大的发展中国家，中国提出的碳中和目标仅晚于主要发达国家10年。

目前，欧美等发达国家主要通过出台节能减排法规、财税激励政策和建立碳交易制度等手段有效推进碳减排，各国的通信运营商也都纷纷响应，积极制定企业自身的碳减排的目标和时间表。

去年，北美排名第三的通信运营商T-mobile，以及欧洲的主流运营商BT和DT都宣布到今年年底实现100%使用可再生能源。同时，Vodafone、Orange、Telefonica和TIM也提出，力争到2030年实现企业自身的碳达峰，2045年实现碳中和的目标。

北美最大的通信运营商AT&T和Verizon实现碳中和目标的时间则相对晚一点，计划到2035年实现企业自身的碳中和目标。在全球主要的发达经济体当中，日韩的通信运营商起步相对要晚一些，今年日本KDDI和韩国的SKT先后宣布自己的碳减排方案，计划到2050年实现碳中和的绿色发展目标。

（二）全球运营商碳减排现状

国际运营商的运营场景排放以电力购入的间接排放为主，15家中有9家运营商间接排放占比超过90%。所追踪的9家欧洲及美国运营商均已实现碳达峰;6家日本及韩国的运营商中仅NTT实现碳达峰。

各通信运营企业碳排放相关的用电量变化趋势差异较大，15家通信运营商中有8家是通过加大节约用电力度控制用电量增长幅度，实现用电量的负增长（如2图中方形标点所示），或者增幅低于收入增幅（如2图中三角形标点所示），有效降低碳排放。

其中用电量增幅超过收入增幅的7家通信运营商（如图2中圆点标点所示）中有5家通过不断提高清洁能源占比有效实现碳减排（如表1所示）。我国的通信运营商整体用电量增幅远高于收入增幅（如2图中五角星标点所示），应该大力推进节能减排技术的应用，不断提高清洁能源应用的比例来控制碳排放量的增长。

三、全球通信运营商推进碳减排发展举措

（一）研发创新节能技术，实施生态运营，降低设备能耗

1.利用自然环境优势——建立生态基站和数据中心

SoftBank通过建立配备太阳能电池板的生态基站，提高自身再生能源的使用率。在光照良好的天气条件下，能够通过太阳能发电提供基站运行所需的电能。Vodafone则与华为合作在卡尔帕索斯岛建立绿色环保基站创新试验点。将基站有源通信设备从室内搬到室外，置于华为室外型5G Power机柜里，加之精准温控系统，降低制冷所需的能耗。搭载华为自研的高效太阳能模块和5G Power智能锂电储能系统来最大化转化和储存再利用太阳能。同时，使用AI调节算法实现太阳能、电源、电池、电网和负载之间的协同和均衡，最大化的提升可再生能源的使用效率。

2.关停老旧小机房，建立集约化运营的生态数据中心

Orange通过关停原有老旧机房和小型数据中心，更多地应用虚拟化服务器建立集约化运营的生态数据中心、并持续更换优化原有数据中心能耗设备，来降低企业自身的碳排放量，提高整个数据中心运行的电能利用效率。早在2012年Orange就在法国建立了第一个生态数据中心，2020年底Orange对外披露的数据显示，其全部生态数据中心PUE普遍都小于1.3。相比于法国境内全部数据中心的平均PUE值1.65来说，电能使用效率大幅提升。

3.网络设备智能化改造——5G基站实施高级睡眠模式

基站高级别睡眠模式基本原理是在没有流量和设备接入的情况下有选择的关闭一个或多个设备，或者设备的部分功能，来降低设备功耗。法国运营商Orange就推出了自己的“分级睡眠模式”，在4G网络中，通过关闭功率放大可以降低20%左右的设备运行功耗。而在5G网络中，在没有数据传输和设备接入的情况下，有选择性地将部分射频单元和天线自动调至睡眠模式，预计可以降低整体设备运行功耗的50%。爱立信也在2019年提出了“5G新无线电”方案，本质上也是通过5G基站的“按需休眠”，来降低功耗。

值得注意的是，基站关停并不等于无法使用。基站休眠的原理是定时开启射频单元设备（AAU）的深度休眠功能，以极低能耗运行。基站在深度休眠后也会保留3G或4G网络接入，有5G业务需求时，AAU会被唤醒，并提供正常服务。

4.储供电设备技术革新——优化供电架构，应用高效整流器

其中一些通信运营商通过更换体积小效率高的整流器，提高电力使用效率。例如LG U+就首次在韩国采用高频开关电路和高精度控制技术，同时与韩国国内的中小企业合作开发下一代环保整流器，即5G环保整流器，并应用到自身5G基站的建设中。预计可以将整理效率从90%提升至94%，同时体积也更小，相比传统的整流器减小了1/4左右。

部分通信运营商则选择优化数据中心的供电架构，提升高压直流供电占比，降低供电线路温度，减少供电线路的损耗。2017年Orange就首次在新建机房中采用基于400V DC直流供电的解决方案，截止到2020年底已经有超过30个数据中心实现了供电优化改造（含新建和改扩建）。

此外，还有其他的一些优化儲供电的举措。例如，TIM通过逐步更换高效变压器和替换能源站的方式来提高电力使用效率，同时也积极地开发电力分配技术和电力储存技术。KDDI则是尝试利用Nokia AVA for Energy Efficiency方案进一步提升能源效率，并应用AI技术持续优化，有效地减少了20%的电费开销。

5. 借助自然环境、智能化控制，降低设备能耗

一些通信运营商通过在高纬度的寒冷地域建立自己的数据中心，利用室内外温差，建立空气循环冷却系统。SoftBank在白川数据中心安装建筑物与外环境空气循环冷却系统，通过建筑物内外部空气循环，导入外部冷空气来对数据中心物理降温。相比于原有数据中心的建筑物空调用电量下降了90%。BT也在2009年开始，持续推进自身的传统机房和数据中心安装CRAC空调系统等绝热冷却系统。

部分通信运营商则采用液体冷却系统，促进热能再利用，实现节能降耗。Orange就一直致力于研究液体冷却系统，将交换机、服务器等电信设备运行产生的散热尽可能地收集到部件附近，而不需要使用冷却系统预先冷却液体，同时允许部分能量被重新利用，为办公空间供暖。KDDI也携手诺基亚开展水冷基站方案研发和实验，预计投入使用后将会比传统风冷式基站降低70%能耗。LG U+则是通过开发智能化控制技术，调节加斯洞国际数据中心冷却塔的运行能耗，通过在冬季低开启冷却扇的逆变器速度控制操作，每年可以减少数千万元的电能支出。

此外，KDDI在2019年开始大规模为自己的机房安装了智能空调控制系统，并开始考虑使用燃料电池和太阳能的空调，将开发电力分配技术和电力储存技术作为中长期的发展计划。同时T-Mobile和TIM也致力于研发能够提升自身设备冷却效能的技术和措施。

（二）加大可再生能源投入，提高可再生能源占比

可再生能源转型是通信运营商实现碳中和的一种重要途径，为了促进可再生能源的使用，减少二氧化碳气体排放，近些年全球通信运营商都开始积极布局可再生能源领域，纷纷加大新能源和新技术研发和投入，提高可再生能源使用率。其中最主要是自建、采购和资本运作三种模式。

1.自建可再生能源发电站，提高可再生能源使用率

SoftBank在2011年的时候成立了软银能源公司，负责建设和运营可再生能源发电站，包括光伏发电和风力发电等，用以供应和销售清洁能源。同时还构建了安全、可靠的能源管理平台，推动可再生能源与传统化石能源的技术融合。截止2020年底，已经有41座太阳能电站和2座风力电站投入运营，年发电量高达491.1兆瓦时。

NTT 2019年也成立了自己的能源事业子公司NTT Anode Energy，该公司通过发电、输电、配电、储能，以及电力零售和批发等方式，为NTT公司其他的三家子公司在能源领域的享有业务提供补充。并计划到2025年，每年将再投入1000亿日元（9.28亿美元）用于加强可再生能源和能源基础设施，并计划为NTT的通信中心和罗森的一些便利商店安装蓄电池。同时力争到2030年前将可再生能源发电能力从现在的300兆瓦时提高到7500兆瓦时，将可再生能源占比从现在的4.5%提高到30%。

TIM 2020年全年部署了6座新三联供发电站。同时还计划新建一座光伏发电站，计划2022年投产。投产后预计年发电量将达到1000兆瓦时。并为自己在全国范围内的数据中心购置中小型光伏发电设备，装机后峰值功率为0.65兆瓦时。

Orange也在中东地区积极布局自己的光伏发电站，目前已经在约旦建立了三座太阳能发电站，为其无线电站点、数据中心和办公楼提供近70%的能源供给。此外，还为其在中东地区的4500多个分支机构和无线电站点安装了太阳能电池板，这其中有54%将太阳能作为其唯一能源供给，46%则使用混合供电的方式。每年节省约5300万升化石燃料，累计减少近14.2万吨二氧化碳排放。

KT 2011年首次在韩国利用其接收站建设小型的太阳能发电站，并宣布未来将持续加大在新能源和可再生能源设施的投资力度。并在2019年开始在全国范围内启动大规模太阳能发电设备的改扩建。目前，年发电量已经达到8809兆瓦时，是2016年可再生能源使用率的14倍。

2. 市场化采购可再生能源，减少温室气体排放

作为北美最大的可再生能源买家Verizon，目前已经签订了13项长期电力购买协议，近17000兆瓦时的可再生能源采购规模。2020年AT&T也签订了一项500兆瓦时太阳能采购协议，是美国迄今为止规模最大的单笔太阳能采购项目。

在欧洲， T-Mobile 2020年首次签署了梅克伦堡-前波美拉尼亚风电场购电协议，目前整个集团正在制定可再生能源的采购策略，满足全球各地分支机构和设备日益增长的绿色用电需求。Orange也于2020年7月与法国领先的独立陆上风力能源供应商Boralex Europe签署了第一份可再生电力购买协议。此外，Vodafone、TIM、Telefonica也纷纷宣布将加大可再生清洁能源的采购份额，并积极地与当地的光伏发电和风力发电企业签署采购协议和合作备忘录，满足自身可再生能源的使用需求。

3. 通过资本运作，投资可再生能源

2017年4月T-Mobile完成了美国通信行业迄今为止最大的风能项目投资，与俄克拉荷马州的新红土风能项目签署了长期的投资协定，预计投产后将每年将为T-Mobile提供160兆瓦时的清洁能源。并在此后的几年中T-Mobile又相继投资了俄克拉荷马州的另外两个大型风电项目，目前年发电量已经超过480兆瓦时。

SoftBank 2019年向瑞士能源储备公司Energy Vault投资了1.1亿美元，其开发的突破性技术，将可再生能源储备在35吨的混凝土块中，结合其专有控制系统和机器视觉软件来操作起重机，使得可再生能源能够每天24小时以低于化石燃料的成本提供基载电力，解决了可再生能源长期储存和损耗的问题。

（三）加强企业内控，落实节能减排

1.建立环保体系标准，加强废弃物及合作方管理

KT通过建立一系列的废弃物回收处理流程和规范，使生产运行过程中产生的各类废弃物达到最大限度的回收再利用。在2018-2020这三年间，企业整体生产经营产生的垃圾总量降低了19.2%。LG U+则通过制定一系列废弃物分类处理标准，对废弃物处理的各个环节和处理委托公司进行严格的评估和管理，防止出现违反当地法律和环境管理规定的问题。TIM也同样制定了公司电力和资源使用的准则及管理办法，并将可持续发展和能源资源效率最大化作为选择供应商、合作伙伴及产品和服务的主要标准和参考因素。

2.监控办公设备耗能，减少碳排放

2018年KT通过建立建筑物能耗数字模型和办公场所能耗监测系统，实时监测公司各处办公楼的能耗，以及车辆使用等生产运行产生的碳排放数据，并实时呈现数据分析结果来检测是否达到碳减排标准，同时还可以进行能源使用情况对比分析，识别出能源浪费的因素和举动。SoftBank则是为办公室安装“自动关机”系统，总部工作日晚上10点以后自动关机，每周三则被指定为“无加班日”，倡导节能减排。

3.成立節能环保组织，加强宣传教育，提高全员节能环保意识

KT在集团总部层面成立了节能环保委员会，定期为内部员工、供应商和合作伙伴开展节能环保教育和宣传。TIM则为管理层设定了节能环保考核指标和可变薪酬，用以加强和引导公司上下的节能环保的意识。同时Telefonica也将公司的碳减排计划分解到公司高管的KPI中，碳减排结果记入公司高管的浮动薪酬。Orange则是推出了自己的“公司出行计划”，为员工提供拼车、共享汽车租赁、道路风险服务和生态驾驶培训课程等等，先后为超过1.8万名员工提供了服务，共计减少约27吨碳排放。同时Orange还在公司内部鼓励员工通过使用视频会议和其他远程协同办公软件开展工作，减少员工商务出行的次数。KDDI在2018年3月在公司内部成立绿色计划推进小组，负责评估2018-2030年KDDI的绿色节能计划目标的推进情况，并落实公司先关节能环保举措。SoftBank加入了由日本全球契约网络（GCNJ）成员组成的环境管理委员会，并成为联合国全球契约组织（UNGC）的成员。

4. 参加植树活动，保护生态环境，中和碳排放

2018年T-Mobile宣布与自然保护协会（TNC）开展长期合作，出资每年在全球开展植树造林，当年即种下约2.7万棵树木，2019年又种下了约30万棵，到2020年底，已经在全球完成了50万棵树苗的栽种。同时，SoftBank和NTT也在积极地参与本地区的植树活动和政府绿色造林计划，并出资买下了大片的林场和育苗基地。

5.发行绿色能源企业债券，为可再生能源项目提供资金

Telefonica在2019年首次发行绿色能源债券，2019-2021三年间拱募资金超过15亿欧元。去年TIM也成功发行了10欧元可持续发展债券（8年期），旨在提高公司能源使用效率，并为可再生绿色能源项目和节能环保设备提供资金支持。

四、我国三大通信运营商碳排放现状

（一）我国三大通信运营商碳排放现状及趋势

根据三家最新的企业社会责任发展报告公布数据，我国三大通信运营商以电力购入的间接方式为主，比97%以上，且近些年碳排放总量在持续在增长。中国电信、中国联通、中国移动2020年的直接碳排放量占比约在1%-1.5%之间。其中，中国联通的直接碳排放量占比相对较高，约占碳排放总量的3%左右。此外，近三年来受5G、云计算、IDC等业务加速发展，三大通信运营商的碳排放量增长明显，用电量的增长也超过10%。其中，中国移动的碳排放总量最大，后依次是中国电信和中国联通。从三年复合增速来看，中国电信是最高的，为6.1%，高于中国移动的4.4%。

从图3的数据来看，三家通信运营商的碳排放总量不足0.45亿吨，与能源、钢铁等传统的碳排放大户还差很多。从间接排放的用电量数据作为参照，电力行业是我国碳排放占比最大的单一行业，2020年三大通信运营商的用电总量为75110亿度，约占全社会用电量的1%左右，从碳排放体量上看占比较小，因此从体量上看，实现“双碳”目标的压力小于其他传统碳排放大户。

根据运营商公布的碳排放相关重点指标及变化趋势，可以得出以下四点：

第一，运营商用电量增速明显高于间接排放增速，说明运营商的用电结构中清洁能源占比逐年提高。

第二，经过多年移动网、固网宽带能力的快速提升以及节能减排措施推进，运营商节电/节能量大幅增长，单位业务量耗电量下降明显。其中中国移动2020年当年节电25.1亿度，是当年用电量的8.6%，单位电信业务量的能耗仅为2018年的一半。中国电信单位信息能耗也连续三年下降。

第三，节能环保投资额近三年整体稳定。中国电信2017-2020年节能环保累计投资24.6亿元，中国联通2015-2019年节能减排专项投资达8.2亿元。从投入趋势上来看，中国电信和中国联通节能环保投资额整体稳定。

第四，单位经营收入耗电量三家均处于上涨状态，主要是因为过去几年提速降费及市场竞争等因素使运营商增量不增收导致。

（二）我国三大通信运营商实现“3060”双碳目标挑战较大

前面的分析中我们提到，通信行业碳排放的体量明显小于其他传统碳排放大户能源、钢铁等行业，因此相比之下受到“双碳”整体政策压力相对也会小一些。但由于5G网络建设和商用步伐的加快，我国三家通信运营商的用电量增长幅度不断加大，所以对于在2030年前实现企业碳达峰的目标还是很有挑战的，需要通信运营商加快布局可再生能源和环境保护权益。

参照国家能源总局公布的数据，2020年截至11月信息传输、软件和信息技术服务业用电量同比增长24.3%，远高于同期全社会用电量增速及第一、二、三产业用电量增速。运营商的碳排放体量虽小，但增速快。从企业用电量增长的视角而言，运营商的清洁能源占比提升速度必须大幅高于国家清洁能源提升比例才有可能在2030年实现碳达峰的目标。

五、我国通信运营商推进碳减排的方向和建议

（一）加强顶层设计，制定行动计划

处理好“双碳”目标与5G、云计算、IDC等业务发展的关系，如何满足人民群众对信息通信日益增长的迫切需求的同时，降低单位信息能耗是通信运营商要面对的重要课题。应该着眼于业务实际情况和发展规律，制定长期的行动计划和责任分工，做到分阶段、有节奏的推进科学节能，不能搞“三分钟热度”和“一刀切”。

（二） 提高管理层重视，加强宣传教育

企业落实碳减排，实现“双碳”目标，需要企业管理层提高重视程度，逐级压实责任，一以贯之落实。并在企业管理层成立相应的工作领导小组或者委员会统筹组织。定期在企业组织员工宣传教育活动，并将节能减排纳入到公司考核管理体系中，为公司管理层设定相应的KPI和浮动薪酬，用以加强公司上下的节能环保的意识。

（三）加大技术投入，强化创新驱动

从通信运营商的用电量构成来看，基站、机房、数据中心的用电量位居前三，随着5G、云计算、数据中心等新基建的加速发展，带动通信运营商用电量以每年10%的速度高速增长。在我国产业结构向绿色低碳转型的大发展战略下，通信行业必须要有革命性的技术突破和创新，加大技术投入，积极研究探索5G基站休眠和生态基站、“零碳”和生态数据中心、储供电和输变电设备架构优化等技术，持续推进无线基站共建共享，逐步关停老旧机房或加装光伏发电设备，推动CO机房DC化，并在高纬度且电力资源丰富的地区建立集约化的生态数据中心和云计算资源池，利用自然环境降低数据中心运行能耗，并通过智能调节等方式提高能源循环利用的比例。

（四）调整用电结构，提高可再生能源占比

根据国网能源研究院近期发布的《中国能源电力发展展望》数据，非化石能源占一次能源消费比重2025年、2035年、2050年、2060年分别有望达到约22%、40%、69%、81%，2025-2035年年度提升比例约为1.8PP。根据电信研究院发布的测算数据，通信运营商即使用电量增速压缩控制在4%，清洁能源年度提升比例2PP，也要在2032年實现碳达峰。对于通信运营商而言，未来5G、IDC等业务发展均属于高耗电业务，若要将用电量增速控制在4%以内，似乎是很难实现的。因此必须要大幅提升通信运营商的可再生能源使用比例。通过自建中小型光伏、风力等可再生能源发电站作为备用电源或补充能源，签署长期合作协议市场化购入可再生能源，通过资本运作投资可再生能源项目等方式，保证自身长期稳定的可再生能源的供给。

（五）布局环境权益，加强碳中和

对于国家和地区来说，碳中和的判定标准非常明确，即在区域范围内产生的温室气体排放量等于或者小于吸收量，既可以判定其达到了碳中和，而对企业来讲就不是那么容易判定了，也缺乏有效的手段来实现碳排放的中和吸收，大部分企业不具备广阔的土地资源可以用来植树造林吸收自身生产运行产生的碳排放，而且目前CCS技术也还不成熟[2]。参照国际上已有的一些案例，基本是通过购买环境权益来实现企业自身的碳中和。因此，需要加速推动尽早建立健全碳排放权交易、绿电交易[3]的体系和规则，探索通过投资森林、购买碳信用产品等方式来抵消企业生产运行中最终无法减排部分，建议我国通信运营企业提前做好相关环境权益的布局。

（六）强化组织管理创新，加大节能环保力度

在降低5G、IDC等业务单位能耗、调整用电结构的同时，更要优化企业生产运营过程中产生的直接或者间接的碳排放。提倡企业员工绿色出行，提供统一的班车、摆渡车、园区内的公共自行车等低碳出行服务。提倡通过视频会议、协同办公、OA网络办公等技术软件组织开展工作，减少因商务出行产生的碳排放。制定办公楼照明用电、空调温控、废弃物等管理细则，加强监督执行。同时，将节能减排指标体系纳入到供应商和合作伙伴选取的参考标准，推动产业链上下游积极落实国家“双碳”目标。

作者单位：郭家萌     中国电信集团有限公司

参  考   文  献

[1]夏旭田、缴翼等，2021世界5G大会上中国工程院院士吴锋专访，21世纪经济报道，2021.09.02

[2]唐怀坤，国内电信运营商碳达峰及碳中和实现分析，通信世界，2021.10.12

[3]车梓畅等，钢铁工业CCS技术发展概况及展望，第十一届全国能源与热工学术年会，工程科技Ⅰ辑，2021.07.15