語種
中文簡體 中文繁體 English
營業廳
網上營業廳 掌上營業廳
返回頂部
5G 賦能實現碳達峰碳中和
樂舒 楊讚 鄧聰 2021-12-17 人民郵電報
分享:
   

實現碳達峰、碳中和是推動高質量發展的內在要求。今年中央經濟工作會議提出,傳統能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基礎上。抓好煤炭清潔高效利用,增加新能源消納能力,推動煤炭和新能源優化組合。要深入推動能源革命,加快建設能源強國。

在與能源深度融合方麵,5G網絡傳輸的速率和內容從一維到多維,相比4G有了質的飛躍,這將引領今後的生產生活產生革命性的變化。5G與能源領域深度融合,將有效帶動能源生產和消費模式創新,為能源革命注入強大動力。

5G技術賦能產業,不僅有助於我國經濟社會的綠色發展,而且“雙碳”目標對世界的貢獻將有助於推動人類命運共同體的構建。

 

5G﹢煤炭:科技助力實現“碳減排” 

“機械化換人、自動化減人、智能化無人”曾是煤炭行業的一句響亮口號。麵對2030年碳達峰和2060年碳中和的目標,煤炭業作為實施減排的重點領域,利用5G、大數據等新技術新手段,實施智能采礦,將煤礦工人從艱苦的工作環境和高強度的體力勞動中解放出來,最大限度實現“少人則安,無人則安”。

在采礦行業,碳排放的主要來源是礦產在勘查、開采過程中產生的排放,礦產選冶及加工過程中產生的排放,以及車輛使用化石燃料產生的排放。如今,有了5G技術的加持,不但礦井下作業可以實現無人化,礦區運送煤炭也逐漸向無人駕駛方向發展。

視頻通話、高清4K影像的實時傳送是黃陵礦業一號煤礦5G專網與十萬兆環網等新型基礎設施建設的一個縮影。今年,該礦加快以5G先進技術為引領的數字化、網絡化、智能化礦山建設,通過與十萬兆環網、WiFi、4G融合通信,形成了礦井數據立體化高速傳輸模式,開啟通信的新時代。

早在2020年9月,中國電信依托“一雲一網”(天翼雲、電信5G網絡)優勢,建設了全國首個5G﹢煤機行業工業互聯網平台,並在井下5G無線通信係統、三維可視化透明礦山、5G﹢智慧選煤廠以及AI煤礦智慧集運站四大5G煤炭行業應用方麵深入實踐,取得顯著成效,有效推進了5G賦能煤炭生產、洗選、運銷和安全等煤炭產業鏈。

今年5月,陝西省鹹陽市首家5G﹢智慧礦山正式建成並投入使用。利用5G技術大寬帶、低時延、廣連接的特點,該礦山打造了5G“1﹢1﹢4”智慧礦山解決方案。即1張礦山5G專網、1個礦山工業互聯網平台、4個5G智慧礦山細分應用場景,包括井下融合組網、高清視頻監控、綜采工作麵和綜掘工作麵,將人工智能、雲計算、大數據等與煤炭開采深度融合,從頂層設計、算力分配、數據應用和敏捷響應等環節,重塑煤礦開采模式和運行方式,實現遠程控製采煤、一鍵啟停等智慧開采,將創新技術應用、商業模式和服務體係、工具轉化為生產力,工作麵減員達70%,生產效率提升23%,實現智慧開采、少人則安的預期目標。

隨著“5G﹢工業互聯網”賦能采礦行業的典型案例不斷湧現,5G技術革新著傳統采礦作業的模式,讓采礦業實現智能化嬗變。

5G﹢油氣:四大典型應用場景催生行業新機遇 

5G前進的步伐正在加快,它自身低時延、高速率、廣連接的特點為各行各業深度賦能。具體到油氣領域,以5G為代表的新一代信息技術的飛速發展,為行業向綠色低碳轉型升級提供了一條全新的進階路徑。

油氣行業的四大典型應用場景即智能勘探、智能油氣井、智能煉廠、智能管輸。5G技術的加速推廣,勢必為這些典型應用場景帶來新機遇、新變革。

在智能勘探應用場景中,5G可以助其實現大規模地震節點儀集中接入、數據實時回傳和實時預處理,大幅提升油氣地震勘探作業及數據分析效率。

在智能油氣井應用場景中,實現油田各場站、單井、儀表等實時數據的穩定傳輸,鑽井、定向、錄井、壓裂實時數據和視頻數據的統一管理與及時傳輸,以及機器人/無人機巡檢、AR巡檢維護及大型機器遠程操控。

在智能煉廠應用場景中,實現視頻、儀表數據、高危作業、危化品運輸、中控室、管廊等監控任務,治汙設施檢測、異味溯源等環保任務,以及消防、應急智慧車、無人機等應急任務。

在智能管輸場景中,實現場站生產數據、設備狀態、環境信息的實時采集與傳輸,輸送管道狀態監測、泄漏檢測、地質災害監測,以及長輸管線的應急通信、智能巡檢、無人機巡檢。

事實上,我國油氣領域在5G應用上已開始不少探索。今年初,中國海油的首個“5G﹢海上智能平台”試點項目也在文昌氣田開啟試運行。通過5G與海上平台生產中現有通信傳輸係統、生產控製係統及服務管理係統等的結合,實現多個通信係統之間的互聯互通、集成顯示,解決了普通指揮中心資源不能共享、多媒體調度指揮煩瑣、效率低下的難題。

6月10日,國內首個“5G專網全覆蓋,5G運營全流程,5G合作全生態,5G應用全場景”智能煉廠在長慶石化正式發布,標誌著我國石化行業開啟了5G﹢智能應用。通過部署5G SA網絡、移動邊緣計算(MEC)平台,構建高速率、大帶寬、低時延、高可靠的5G雲網基礎設施,滿足了長慶石化在網絡時延、數據安全等方麵的應用需求,成功打造出國內首個5G智能煉廠在MEC平台上部署的5G﹢動設備智能預警係統,可自動跟蹤廠區內數百台動設備的運行狀態,保障了煉油生產的安全平穩運行。

總的來看,在油氣行業,5G能助力人們完成一些高難高危工作,實現生產運行監控、實時數據采集分析、事件自動報警、事件應急處理等。這對於能源行業來說,都是技術性的突破,既能推動行業綠色低碳發展,也能給更多企業帶來“彎道超車”的機會。

5G﹢電力:為電網五大環節帶來變革 

從電流走向視角來看,電網主要包括五大環節:發電、輸電、變電、配電及用電。隨著5G商用化深入推進,千行百業積極探索5G賦能行業的新方式。電力作為與通信息息相關的行業,5G的到來勢必對這五大環節及現有的電力行業運行帶來變革。

目前,光纖在電力通信係統中占有重要的地位,短期來看,光纖的優勢更明顯,但5G擁有獨特的優勢:在河流交叉的山區等地貌非常複雜的情況下架設電力設備,光纖接入難度和成本遠高於5G,此時,5G的商用價值就能得到凸顯。同時,5G為在環境惡劣情況下鋪設電力設備提供了可能性。5G網絡的超快速響應可以提高現有電網的可靠性,並將一些以前無法實現的管理功能變為現實,拓寬電力行業的邊界。

在應用中,5G在電力行業已有多個場景。在輸電線路智能巡檢裝置上應用5G技術,大大解放了人力。以前,巡檢裝置每隔半個小時進行監測拍照,用上5G技術後,巡檢裝置不僅能實時監測拍照,傳回的畫麵也更加穩定、清晰,隱患源一目了然,有助於運維人員判別故障類型,縮短搶修時間;5G將為變電站設備運行狀態監控、變電站機器人巡檢、遠程移動視頻監控等新型運維業務提供支持,大幅降低人工操作的安全生產風險,推動變電站監控、安防等業務向智能化、可視化、高清化升級。同時,變電站內部的一部分光纖和電纜將被取代,大大縮小站內有線網絡的建設規模;在配電房測溫方麵,目前已建成的基於5G雲化小基站的智能配電房新增了紅外在線測溫和環境在線監測功能,可通過安裝的卡片式測溫熱像儀實時監測設備溫度,並能快速提供各類突發事故的應急處置預案。

此外,在用電方麵,運營商正在積極試點5G基站削峰填穀供電的應用:在用電低穀時段儲存能源,在高峰時段使用儲存能源為5G基站供電,可以平衡電網用電高峰和低穀時段的整體負荷。據測算,單基站可節省用電費用20%,大大降低5G基站運維成本。另外,由於5G基站布點密集,目前已廣泛布局的電力杆塔是建設5G基站可利用的優良資源。部分地區已經在積極探索合作,實現社會基礎資源的共建共享共用。

從長遠看,5G對電力行業帶來的影響是深刻的。由於光纖目前在電力行業仍然占據通信方麵主要優勢,5G替代現有的基礎電力設備通信模式的現實性仍較小,但在電力行業的移動終端設備通信中,5G的優勢不言而喻。5G的大帶寬、低時延、廣連接特性為電網的不同業務提供了差異化網絡的服務能力,同時為智慧電網的建設帶來新機遇。可以預見,不久的將來5G和電力行業將形成相互受益、共同促進的局麵。

達到雙碳目標5G大有可為 

今年中央經濟工作會議提出,實現碳達峰、碳中和是推動高質量發展的內在要求,要堅定不移推進。傳統能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基礎上。要立足以煤為主的基本國情,抓好煤炭清潔高效利用,增加新能源消納能力,推動煤炭和新能源優化組合。要狠抓綠色低碳技術攻關。要深入推動能源革命,加快建設能源強國。

煤炭、油氣、電力等能源在國家能源體係中占有重要的地位,對於實現碳達峰、碳中和目標有重要影響。傳統能源如何在保障國家能源安全的前提下與新能源優化組合、降低汙染、提升效率、助力實現“雙碳”目標,成為我國建設能源強國亟待探索的課題。

5G為能源領域高質量發展帶來了新方案。5G具有高速率、低時延、廣連接等特征,是支撐能源轉型的重要戰略資源和新型基礎設施。5G與能源領域各行業深度融合,將有效帶動能源生產和消費模式創新,為能源革命注入強大動力。拓展能源領域5G應用場景,探索可複製、易推廣的5G應用新模式、新業態,從長遠看,是支撐能源產業高質量發展的有效路徑。

目前,在煤炭、油氣、電力等能源領域,5G已展現出強大的潛力。在煤炭應用場景中,5G助力企業從安全生產、環境改善、減員增效三方麵提升生產效能,解決了深井安全、高效開采難題,通過5G可以把工人從生產一線換下來,促進礦工從“黑領”向“藍領”轉變。在油氣應用場景中,由於油氣田通常處於遠郊,人煙稀少且地域寬廣,值守和維護工作量很大。同時,油氣田的工作環境具有高危險性,油氣一旦泄漏,會對人體、周圍環境產生重大影響。5G解決了傳統煉廠在安全環保管控、生產效率提升和工藝運行優化等領域的問題。在電力應用場景中,5G在電網主要環節——發電、輸電、變電、配電及用電方麵,都展現了賦能的價值,為智慧電網的建設帶來新機遇。

推動5G與能源深度結合,努力達到“雙碳”目標,接下來,需要加快能源領域5G專用技術研發。研製一批關鍵共性技術,例如,加快5G虛擬專網建設所需的網絡切片、多接入邊緣計算、定製化核心網網元、5G LAN等關鍵設備研發及產業化;研製一批場景配套專用技術和產品,針對不同場景滿足不同需求;研究建立能源領域5G應用技術標準體係,規範5G技術在能源領域的推廣應用等。

此外,加快相關基礎設施和安全保障能力建設。一方麵,推進基礎資源共建共享,鼓勵電網企業與電信運營商、鐵塔公司等加強合作,在確保安全、符合規範、責任明確的前提下,通過電力杆塔加掛通信天線和光纜,以及共享電力光纜、纖芯、變電站站址等資源,支撐電信運營商節約高效建設5G網絡;另一方麵,構建5G應用安全保障體係,統籌安全與發展,將5G網絡安全保障納入能源領域5G應用的全流程全環節。

掃一掃在手機打開當前頁