5G đang đến. Các mạng viễn thông cần phải trải qua ba thay đổi quan trọng: giới thiệu các công nghệ và băng tần mới, xây dựng rất nhiều trạm phát sóng mới, và bùng nổ điện toán biên di động (MEC). Bên cạnh đó, khi 5G được áp dụng cho nhiều ngành, lĩnh vực hơn, IT và ICT sẽ được hợp nhất mạnh mẽ hơn nữa, và cơ sở hạ tầng mạng sẽ được chia sẻ nhiều hơn. Vậy những thay đổi này sẽ định hướng cho năng lượng viễn thông ở đâu?
Xu hướng 1: Số hóa năng lượng
Điểm chính: 90% các trạm phát sóng trên toàn thế giới sẽ đạt được số hóa năng lượng.
Với sự xuất hiện của 5G, số lượng các trạm phát sóng sẽ tăng mạnh và việc vận hành và bảo trì (O&M) trở nên phức tạp hơn. Chi phí vận hành (OPEX) tăng sẽ làm giảm lợi nhuận của các nhà khai thác mạng. Số hóa năng lượng là rất quan trọng để đơn giản hóa O&M và giảm các chi phí O&M của trạm phát. Nhờ các công nghệ cảm biến, điều khiển và xử lý kỹ thuật số, ước tính 90% các trạm phát trên toàn thế giới sẽ có năng lượng được số hóa vào năm 2025, giúp các nhà khai thác mạng có thể xây dựng các hệ thống mạng định hướng tự động, đơn giản và xanh.
Xu hướng 2: Tăng cường áp dụng năng lượng xanh
Điểm chính: Áp dụng năng lượng xanh thúc đẩy tiết kiệm năng lượng và giảm phát thải cho sự phát triển bền vững của ngành.
Để đối phó với biến đổi khí hậu và đạt được các Mục tiêu Phát triển Bền vững (SDGs) của Liên Hợp Quốc, nhiều nhà mạng toàn cầu đã áp dụng các chiến lược tiết kiệm nhiên liệu, bảo trì thấp hơn, không dùng máy phát điện chạy diesel trên toàn mạng, giảm lượng khí thải carbon và phát triển bền vững. Trong bối cảnh này, việc đầu tư vào năng lượng xanh đã liên tục được tăng cường. Các công nghệ năng lượng mới như năng lượng mặt trời (PV), năng lượng gió, các tấm pin nhiên liệu hydro và pin lithium đang trưởng thành. Mặc dù các công nghệ mới này đòi hỏi đầu tư ban đầu tương đối cao, nhưng chúng đang dần được các nhà khai thác viễn thông ưa chuộng vì lợi ích của chúng, như thân thiện với môi trường, lượng khí thải carbon thấp, không cần bảo trì và chi phí điện thấp.
Xu hướng 3: Thay thế pin axit-chì bằng pin lithium
Điểm chính: Pin axit-chì sẽ được thay thế bằng pin lithium, và pin sẽ ngày càng được sử dụng làm nguồn năng lượng chính thay vì là năng lượng dự phòng.
Khi 5G đang phát triển nhanh chóng, mức tiêu thụ điện của các trạm phát sóng đã tăng gấp đôi, thì cần có một hệ thống lưu trữ năng lượng với mật độ năng lượng cao hơn. Pin lithium là một lựa chọn hoàn hảo. Hiện tại, tuổi thọ của pin lithium gấp năm lần so với pin axit-chì và tuổi thọ sạc của pin lithium gấp đôi so với pin axit-chì. Chi phí vòng đời của pin lithium thấp hơn pin axit-chì. Trong ba năm tới, giá pin lithium sẽ giảm 30%, và ước tính chi phí của pin lithium sẽ tương đương với pin axit-chì vào năm 2022. Ngoài ra, tính năng vòng đời của pin lithium có thể được phát huy đầy đủ.
Xu hướng 4: Năng lượng viễn thông sẽ lan tỏa đến các ngành, lĩnh vực khác nhau qua việc ứng dụng 5G
Điểm chính: Các kịch bản cấp độ doanh nghiệp khác nhau đòi hỏi các giải pháp cung cấp điện linh hoạt.
5G sẽ đưa các thiết bị trạm gốc đến các kịch bản ứng dụng cấp doanh nghiệp khác nhau, chẳng hạn như các cảng biển, các khu mỏ, ngành điện lực, giao thông, và thậm chí các trường cao đẳng, các bệnh viện và các cộng đồng. Các kịch bản ứng dụng khác nhau đòi hỏi các giải pháp năng lượng viễn thông linh hoạt và đa dạng hơn, thúc đẩy năng lượng viễn thông theo hướng kỹ thuật số, theo mô-đun và linh hoạt.
Xu hướng 5: Hội tụ cung cấp năng lượng ICT
Điểm chính: Sự hội tụ của ICT đòi hỏi các giải pháp cung cấp điện đa dạng.
Việc phổ cập 5G đã đưa thông tin hóa và tích hợp AI đến với mọi khía cạnh của xã hội. Các công ty IT đã bắt đầu sử dụng các mạng truyền thông CT để phát triển các ứng dụng khác nhau. Rõ ràng là sự hội tụ của ICT là một xu hướng tất yếu. Sự chuyển đổi này làm tăng các yêu cầu đa dạng cho việc cung cấp điện và năng lượng dự phòng của các trạm và phòng thiết bị. Năng lượng viễn thông cần hỗ trợ cung cấp điện, đảm bảo năng lượng dự phòng, quản lý nhiệt lượng, không gian và quản lý cáp của cả các thiết bị CT và IT, và cũng sẽ đối mặt với những thách thức mới trong O&M.
Xu hướng 6: Hợp tác trí tuệ nhân tạo (AI)
Điểm chính: Mô hình hợp tác năng lượng mới (NE) và AI đảm bảo tổng chi phí sở hữu (TCO) tối ưu cho các mạng năng lượng.
Sự gia tăng các trạm phát 5G và tiêu thụ năng lượng dẫn đến các chi phí năng lượng và O&M cao, cản trở sự phổ cập nhanh chóng của 5G. Công nghệ hợp tác AI sẽ là rất quan trọng để giải quyết vấn đề này. Ứng dụng công nghệ cộng tác AI trong năng lượng viễn thông bao gồm mô hình hóa thuật toán AI để tối ưu hóa cấu hình tài nguyên trạm phát cho các hệ thống mạng cắt lát (sliced networks) và tối ưu hóa hiệu quả năng lượng cũng như phân tích AI để triển khai các hệ thống mạng vận hành tự động.
Xu hướng 7: Đơn giản hóa toàn bộ
Điểm chính: Các mạng năng lượng tổng thể và trọn vòng đời được đơn giản hóa.
Trong tương lai, các kết nối sẽ có mặt ở khắp nơi, ngày càng nhiều băng tần sẽ được đưa vào sử dụng và các trạm phát được xây dựng dày đặc hơn. Trong kỷ nguyên 5G, các hệ thống năng lượng từ các trạm đến mạng biên và mạng lõi sẽ ngày càng lớn và phức tạp, đòi hỏi phải triển khai đơn giản và kiểm soát được TCO. Trong tương lai, các công nghệ mạng năng lượng tổng thể từ đầu đến cuối và toàn vòng đời được đơn giản hóa, chẳng hạn như một tủ điện cho một trạm phát, một trạm điện dạng phiến trang bị cho một trạm phát, và các hệ thống mạng vận hành tự động, sẽ được áp dụng rộng rãi. Điều này sẽ cải thiện rất lớn hiệu quả của việc triển khai trạm phát và mở rộng công suất, đơn giản hóa O&M năng lượng, và đảm bảo các mạng năng lượng đơn giản hơn.
Xu hướng 8: Kiến trúc đa khuôn mẫu
Điểm chính: Trong bối cảnh đầu vào và đầu ra điện đa dạng, kiến trúc đa khuôn mẫu sẽ trở thành một xu hướng.
Hiện nay, hầu hết các bộ nguồn điện không hỗ trợ đầu vào hoặc đầu ra đa mẫu. Các thiết bị chuyển đổi năng lượng khác nhau cần được kết hợp thành một hệ thống, có kích thước lớn, hiệu quả thấp, và cần nhiều giao diện để bảo trì. Ngoài ra, chi phí thiết bị và chi phí O&M cao. Kiến trúc đa khuôn mẫu có mật độ và hiệu quả hệ thống cao hơn, triển khai đơn giản hơn, O&M thông minh hơn và dự kiến sẽ được phổ biến trong ngành năng lượng viễn thông trong tương lai.
Xu hướng 9: Hiệu quả cao hơn
Điểm chính: Hiệu suất chỉnh lưu sẽ được đẩy mạnh tối đa. Hiệu quả cấp độ trạm phát và cấp độ mạng sẽ thu hút nhiều sự chú ý hơn.
Hiện nay, hiệu quả của hệ thống điện viễn thông hầu hết được cải thiện ở cấp độ chỉnh lưu. Hiệu suất chỉnh lưu của các nhà cung cấp chính là 90% đến 98%. Trong tương lai, hiệu quả tối đa sẽ được cải thiện hơn nữa từ 98% đến 99% (chuyển đổi mất chỉnh lưu thấp hơn 50%). Tuy nhiên, mức tiêu thụ năng lượng của toàn bộ trạm chủ yếu xảy ra trong hệ thống phát điện, hệ thống kiểm soát nhiệt độ và đường dây cung cấp điện. Các nhà khai thác sẽ chú ý hơn đến việc cải thiện hiệu quả năng lượng ở cấp độ trạm phát và cấp độ mạng. Giải pháp trao đổi nhiệt hiệu quả và giải pháp tản nhiệt tự nhiên sẽ thay thế điều hòa không khí và trở thành giải pháp quản lý nhiệt chủ đạo.
Xu hướng 10: Đáng tin cậy
Điểm chính: Sự đáng tin cậy trở thành một phần không thể thiếu trong năng lượng viễn thông.
AI đã thúc đẩy năng lượng viễn thông phát triển từ các trạm độc lập sang các mạng năng lượng. Các yêu cầu cung cấp điện và nguồn dự phòng đa dạng, các kịch bản triển khai phức tạp, và các môi trường mạng kỹ thuật số đặt ra các yêu cầu đáng tin cậy cao hơn đối với các mạng năng lượng. Các công nghệ đáng tin cậy, như an toàn, tin cậy, sẵn có, bảo mật, riêng tư và khả năng phục hồi, sẽ trở thành các tính năng chính của mạng năng lượng đáng tin cậy.