一、定義及關鍵技術

    5G基站是5G網絡的核心設備，提供無線覆蓋，實現有線通信網絡與無線終端之間的無線信號傳輸。基站的架構、形態直接影響5G網絡如何部署。由于頻率越高，信號傳播過程中的衰減也越大，5G網絡的基站密度將更高。

    5G基站建設組網多采用混合分層網絡，這樣就可以保證5G網絡的易管理、可擴展、高可靠性，能夠滿足5G基站的高速數據傳輸業務。

5G基站建設的關鍵技術

資料來源：智研咨詢整理

    智研咨詢發布的《2021-2027年中國5G基站行業市場全景調查及發展趨勢研究報告》顯示：目前，中國5G基站的建設正按計劃有序進行。截止至2020年底，中國5G基站約71.8萬個，新建基站58.8萬個，超額完成了2020年底建設55萬個基站的目標。

中國各地區5G基站的數量

資料來源：各地政府部門公布數據、智研咨詢整理

    2013年起，歷經七年時間，4G基站建設進度基本完成。截止至2019年底，4G基站建成數量達544萬個，2020年中國4G基站建成數量達575萬個，較2019年增加31個。

2014-2020年中國4G基站發展情況

資料來源：工信部《通信業統計公報》、智研咨詢整理

    2020年，中國5G網絡建設穩步推進，按照適度超前原則，新建5G基站超60萬個，全部已開通5G基站超過71.8萬個，預計5G基站建設數量將在2021-2025年間將穩步上漲，在2025年前后基本布局完成。

2020年中國新建5G基站及已開通5G基站數量

資料來源：工信部《通信業統計公報》、智研咨詢整理

    從政策上看，為保障5G基站建設行動有序實施，各地政府相繼提出了5G建設的規劃方案。如廣東省提出了“到2025年底5G基站累計達29萬個，預計2022年累計達22萬個”，“江蘇省提出“到2022年，5G基站達到16.9萬個”4、河南省提出“到2022年，5G基站數量達到16.8萬個”。

2020年、2022年中國各地區5G基站規劃建成情況

資料來源：各地政府政策、智研咨詢整理

    推測5G通訊技術周期為10年，基站建設在2025年基本完成，基站數量在2021-2025年間按63.6%復合增長率的上漲，在2030年開始逐步回落，預計2035年中國5G基站數量約758萬架。

2019-2035年中國5G基站數量預測

資料來源：工信部、智研咨詢整理

    二、能耗及碳排放現狀分析

    1、能耗結構

    目前，各地政府公布的5G基站建設數據也以宏基站為主，微基站、皮基站、飛基站較少提及，就目前情況來看，宏基站數量和單站功率均遠大于微基站、皮基站和飛基站。5G基站功耗包含主設備能耗(BBU和AAU)占46%；空調能耗占46%；配電和其他能耗占8%。

5G基站能耗分布

資料來源：綠色和平、賽寶計量檢測中心、智研咨詢整理

    2、影響因素

    5G基站能耗隨著業務負載率的變化5G基站主設備功率也產生變化，一般來說，BBU功耗受負載變化的影響小，基本維持穩定。

5G主用設備實測功耗

資料來源：5G基站服務商公布的實測數據、智研咨詢整理

    3、能耗測算

    對比典型功耗和不同業務負載下的實測功耗可知，典型功耗標稱值落在50%-100%區間內。

    中國三大運營商5G基站設備市場份額達90%以上，華為、中興、愛立信的BBU典型功耗分別為250W、315W、120W，AAU峰值功耗分別為1200W、1300W、1420W，AAU典型功耗分別為800W、1080W、980W。

5G主用設備典型功耗

資料來源：廠商技術指標、智研咨詢整理

    目前，根據各地政府公布的數據顯示，2020年廣東5G基站能耗728976萬千瓦時，排名中國第一；第二是江蘇，5G基站能耗417397萬千瓦時；第三是浙江，5G基站能耗368015萬千瓦時。

2020年中國各地區5G基站能耗

資料來源：和地政府公布數據、智研咨詢整理

    4、碳排放測算

    5G基站碳排放量的測算方法采用碳排放因子法，將能耗值乘.上該地區的碳排放因子，估算出當前碳排放量。

    根據統計數據的可獲得性，最新可計算得出2018年不同層級的電網排放因子。基于2015-2018年中國電網因子0.560KgCO2/KWh；河北電網排放因子0.992KgCO2/KWh，排名中國第一；其次是新疆，電網排放因子0.967KgCO2/KWh；第三是山東，電網排放因子0.846KgCO2/KWh。

2020年中國各地區電網排放因子（KgCO2/KWh）

資料來源：綠色和平、賽寶計量檢測中心、智研咨詢整理

    2020年中國5G基站排放量高達2799萬噸，中國31個省市區均有分布，其中廣東、江蘇、山東、浙江和河南排放量最大，分別為322萬噸、278萬噸、254萬噸、200萬噸和194萬噸，五個地區占中國排放量的45%。

2020年中國5G基站排放量TOP5省市占中國排放量的比重

資料來源：綠色和平、賽寶計量檢測中心、智研咨詢整理

2020年中國及各地區5G基站碳排放量（萬噸CO2）

    三、能耗及碳排放預測

    1、能耗預測

    為了降低基站功耗，設備廠商和運營商不斷探索基站綠色技術，從設備級、站點級、網絡級三個維度提出了節能降耗的解決方案。

為了降低基站功耗的解決方案

資料來源：智研咨詢整理

    據中國移動測算，C-RAN將使得包括能耗在內的單站維護成本下降17.1%-23.7%。

    據中國移動估計，2021-2023年間設備級功耗平均每年下降10%，2021-2025年的基站增長數量，預計2025年的新增單站設備級功耗2250W,單站設備級功耗2374W。

2020-2025年5G單站設備功耗走勢預測（單位：W)

資料來源：中國移動測算、智研咨詢整理

    綜合來看2035年中國5G基站能耗為2.446-2965億千瓦時。在情景一下，隨著節能技術高速發展，中國大規模普及，預計2035年中國主設備功耗可在2025年基礎上下降2%，空調、配電和其他能耗占比可縮減至50%，單站功耗約3878W，整體能耗在此基礎上下降5%。則2035年中國5G基站能耗約2446億千瓦時。

    在情景二下，節能技術發展放緩，局部地區落地應用，預計2035年主設備功耗在2025年基礎上下降1%，空調、配電和其他能耗占比可縮減至40%，單站功耗約4.701W，整體能耗在此基礎上下降2%，預計2035年中國5G基站能耗約2965億千瓦時。

2035年中國5G基站能耗預計

資料來源：智研咨詢整理

    2、碳排放預測

    基于未來的經濟、社會以及低碳約束條件，對2020-2035年中國電力行業發展進行了預測，得出了不同情景下2035年煤電發電量占比分布在35-42%、氣電發電量占比分布在4-5%、非化石電力發電量占比分布在53-61%。

    2020年中國煤電和氣電排放因子分別為0.853kgC02/kWh和0.405kgC02/kWh，預計2035年電力中國電力排放因子范圍為0.334-0.397kgCO2/kWh，2035年中國5G基站碳排放量約合二氧化碳8170-11771萬噸。

2035年中國5G基站碳排放量預測

資料來源：智研咨詢整理

    從5G基站建設周期可以看出，2030年基站規模、能耗及碳排放量將達到頂峰。盡管2035年5G基站能耗相比2020年翻了兩翻多，但隨著中國發電能源結構持續優化，非化石電力比重不斷上升，5G基站碳排放量增速將低于能耗增速。