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        【通信產業網訊】(記者 徐姍姍)目前,國內4G網絡建設正大規模展開,通信基站和數據中心建設規模不斷擴大,通信行業的電力消耗以近20%的速度逐年遞增。近年來,通信行業中新能源的應用日益增加,太陽能、風能等新型能源的應用已受到全社會的重視,并且獲得了更多的政策上的支持。與此同時,一種無污染、無排放、可再生、資源豐富的新能源——氫能,正逐漸走進通信行業。

電池成通信基站節能減排短板

  近年來,我國電信企業積極承擔節能減排的社會責任,把節能減排作為企業可持續發展的重要戰略,網絡節能日益受到運營商的重視。但是,網絡配套設施節能技術改造經歷了多年的推進,面臨瓶頸。例如,一個傳統基站的年用電量達到1萬千瓦時以上,基站耗電占整體耗電的60%以上,降低基站的運營能耗成為運營商越來越迫切的需要。

  在通信基站中,動力電源系統是重要組成部分,其中,備用電源系統直接帶來巨大的空調能耗。

  江蘇中靖新能源科技公司常務副總裁朱新堅在接受《通信產業報》(網)記者采訪時介紹,目前,通信基站中的備用電源系統一般采用鉛酸蓄電池,長期以來,基站環境工作溫度標準設定為25℃,正是因為鉛酸蓄電池組的最佳工作及存放的環境溫度為25℃左右,長時間運行溫度每提高10℃,其壽命約降低一半。而其他的基站設備對于溫度的要求并沒有這么嚴苛,例如無線通訊設備的最高工作溫度范圍為50℃左右,傳輸設備的工作溫度范圍為30~60℃,智能高頻開關電源系統和交流配電箱在-5~40℃都可以正常工作。在這種情況下,蓄電池成為降低基站能耗的短板所在。

  而另一方面,近年來,鉛酸蓄電池產業市場需求的不斷增長促進了產業的迅速發展,但隨之而來的是對于其污染情況的更多爭議。以鉛和酸為主要原料的鉛酸蓄電池從生產到使用到回收,全過程中均會對環境產生或多或少的污染,特別是回收環節。自2011年,我國對于重金屬行業的監管力度逐漸加大,對相關企業提出了更高的環保要求,《鉛蓄電池行業準入條件》等文件對于鉛酸蓄電池生產能力、回收和循環提出了更高的要求。

  隨著國家建設環保型社會的要求不斷深入,運營商正在進一步通過精細管理和精細運營打造綠色產業生態鏈,圍繞各種新技術、新工藝、新產品、新網絡架構與體系正不斷涌現,對于電池的節能減排產品也更加關注。鉛酸蓄電池在運營商的采購招標中的比例逐年下降,甚至有不再采購的情況。但必須承認的是,太陽能、風能等新能源為通信行業提供電能的比例在整體耗電中的比例依然非常小,用太陽能、風能等來完全替代鉛酸蓄電池是不太可能的。

  氫能將成為通信行業綠色動力來源

  氫氣作為一種新能源,其能量轉換效率非常高,且氫氣可以再生,反應產物是水,不會造成環境污染。因此,氫氣燃料電池因其在污染、排放、使用、生產成本、可再生和資源豐富性等眾多方面都具有其他能源所無法比擬的優勢。

  但是長久以來,氫氣燃料電池在我國的發展情況并不樂觀。這主要是由于社會對于氫氣作為能源來使用一直存在質疑,主要是在于氫安全的問題。“大家普遍認為氫氣作為易燃氣體,一旦發生泄漏是否會引發爆炸,這是不安全的。其實這一問題是絕對不用擔心的,氫氣作為能源使用的危險性并不比汽油和天然氣高。”朱新堅表示。而記者了解到,氫氣在常溫下的性質是很穩定的,而由于其密度僅為空氣的1/14,即使發生泄漏,也會立即受到空氣排擠而迅速上升至高空,氫氣的擴散系數約是汽油的8倍左右,能夠在空氣中稀釋成安全的混合氣。

  電信運營商對于氫氣能源的使用,主要顧慮除了氫安全的問題,還有設備采購成本的制約。氫能電源系統一般初次采購成本比傳統的鉛酸蓄電池要高,且設備的可靠性、對環境的適應性等還沒有經過長時間的考驗,沒有充分長的周期來提供數據支撐,因此運營商還是持保守態度。這些都成為氫能電源未受青睞的原因。

  雖然目前在國內,氫能電源在通信行業的應用并不廣泛,但是在國際上,氫能源已經成為能源發展的新方向,氫燃料電池以其效率高、零污染、使用方便等特點,在通信備用電源、分布式動力電源、車輛電源及家用熱電聯供系統等領域廣泛應用。據不完全統計,截至2013年底,全球共有3700多個通信基站使用氫燃料備用電源,其中使用時間最長的已無故障運行4年以上。以美國為例,截至2013年5月,氫燃料備用電源安裝總數超過800套,分布于19個州。

  可喜的是,我國政府已經對氫能和燃料電池產業給予了越來越多的關注與重視。從2001年,科技部開始重點支持氫燃料電池的研發,到2011年,確定氫能將作為先進能源優先發展。2014年,在中國聯通新型電池設備試商用公開招標采購中,固定式氫燃料電池、便攜式氫燃料電池已成為首選。行業對于氫能電源的認可度已經不斷提高,相信未來氫燃料電池會成為通信行業的綠色動力來源。

  氫能電源系統填補通信新能源領域空白

  在這樣的形勢下,中靖結合運營商的需求,從安全與性價比方面考量,以公司原有的高效制氫及氫能一體化發電技術為起點,在國家“863”課題研究成果的基礎上,圍繞質子交換膜燃料電池發電技術,開展在分布式供能和應急備用電源領域的應用研究。

  朱新堅介紹,“在產品的研發過程中,我們通過不斷檢驗產品性能的數據,并通過權威機構的測試來展示氫能源產品的安全性和性價比是可以作為產品來應用到通信行業中的。不斷降低成本的同時,借鑒國外的經驗,從設計、到報警、到事故的處理等多方面來綜合考量,提高安全性和可靠性。”

  據了解,目前,中靖已經完成了1-10KW級氫能通信基站備用電源系統及10KW以上氫能應急電源車。

  中靖氫能通信基站備用電源系統實現了智能化的過程監控功能,可通過互聯網、GPRS等實現氫燃料備用電源系統的全過程遠程監控,包括燃料電池的工作狀態(溫度、壓力、流量、輸出電壓、電流、功率等),燃料供應系統(氫氣壓力、使用量、剩余量等),設備安全工況(氫氣泄漏、門禁、機箱內溫濕度等)均可實現遠程監控。此外燃料電池與傳統蓄電池不同,其備電時間不依賴電網,只依賴于燃料氫氣的量,通過采用雙回路供氫氣、遠程監控、物流配送等保障可實現長時間供電。

  而對于設備采購成本較高的問題,朱新堅介紹說,中靖通過研發,延長設備的使用壽命并降低維護成本,來實現全生命周期的高性價比。氫燃料備用電源正常情況下使用壽命為8~10年,可正常工作溫度范圍為-40~50℃,可以大大降低基站的空調能耗。而智能化的系統也使其維護工作可納入日常巡檢計劃,維護方便。此外,運營商一次投入,中靖為其提供全生命周期的運行維護以及回收。對此,朱新堅說道,“對于氫燃料備用電源的解決方案的應用,我們希望能跟運營商共同來維護,在整個設備應用的全生命周期運營過程中,我們提供全面的設備維護和燃料供應以及更換,保證設備安全、可靠、穩定地工作,大大降低運營商的后期投入,來平衡全生命周期的性價比。”

  目前,這一氫能通信基站備用電源系統獲得了工信部泰爾實驗室以及中國聯通鄭州設計院的檢測和認證,已在中國移動和中國聯通分別開展了試點應用。氫能通信基站備用燃料電池填補了通信行業新能源領域的空白,大大推進氫燃料電池行業的迅速提升,并將帶動整個氫能產業的飛速發展,為我國節能減排,打造低碳生活方式,提供了技術支持和保障。

  “零污染”優質能源得益于創新

  氫能通信基站備用電源系統之所以能夠生產、銷售,得益于中靖獨特的制氫技術:水制氫、氫發電。

  朱新堅介紹,在技術和創新能力方面,2009年,公司重金引進韓國氫能專家及核心技術,高起點開展制氫技術及氫能發電裝置的研發,堅持建立自己的研發團隊,目前已經擁有多位氫能專家及博士組成的國際化研發團隊,掌握具有自主知識產權的核心技術。將高效復合制氫劑放入水中進行化學反應,可迅速產生高純度氫氣,氫氣通過氫燃料電池將化學能轉換成電能輸出,即使是反應過后的制氫劑也會被公司回收,作為建筑材料或肥料使用,真正的實現零污染。

  在發揮自身技術優勢的同時,結合國內知名高校與研究機構的開發合作,實現項目技術研發的不斷提升,并保障項目的產業化實施。“比如我們與上海交通大學合作,一起成立了氫能研究院和市級工程技術研究中心。承擔國家863計劃子課題和江蘇省科技成果轉化專項資金項目,并獲得了國家、省、市級等多項資助。”朱新堅補充道。

  近三年,通過不斷引進創新,中靖氫能已完成10多項高新技術成果轉化,累計申請發明專利21項(已授權1項),PCT專利2項,實用新型專利14項(已授權12項)。

  未來,中靖希望以全球市場為導向,建設一流的氫能燃料電池批量生產基地,推出最優性價比的產品,成為氫能燃料電池產業與其他產業溝通、接軌的重要橋梁。

                                                                                作者:徐姍姍  來源:通信產業網


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