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        【通信产业网讯】(记者 徐姗姗)目前,国内4G网络建设正大规模展开,通信基站和数据中心建设规模不断扩大,通信行业的电力消耗以近20%的速度逐年递增。近年来,通信行业中新能源的应用日益增加,太阳能、风能等新型能源的应用已受到全社会的重视,并且获得了更多的政策上的支持。与此同时,一种无污染、无排放、可再生、资源丰富的新能源——氢能,正逐渐走进通信行业。

电池成通信基站节能减排短板

  近年来,我国电信企业积极承担节能减排的社会责任,把节能减排作为企业可持续发展的重要战略,网络节能日益受到运营商的重视。但是,网络配套设施节能技术改造经历了多年的推进,面临瓶颈。例如,一个传统基站的年用电量达到1万千瓦时以上,基站耗电占整体耗电的60%以上,降低基站的运营能耗成为运营商越来越迫切的需要。

  在通信基站中,动力电源系统是重要组成部分,其中,备用电源系统直接带来巨大的空调能耗。

  江苏中靖新能源科技公司常务副总裁朱新坚在接受《通信产业报》(网)记者采访时介绍,目前,通信基站中的备用电源系统一般采用铅酸蓄电池,长期以来,基站环境工作温度标准设定为25℃,正是因为铅酸蓄电池组的最佳工作及存放的环境温度为25℃左右,长时间运行温度每提高10℃,其寿命约降低一半。而其他的基站设备对于温度的要求并没有这么严苛,例如无线通讯设备的最高工作温度范围为50℃左右,传输设备的工作温度范围为30~60℃,智能高频开关电源系统和交流配电箱在-5~40℃都可以正常工作。在这种情况下,蓄电池成为降低基站能耗的短板所在。

  而另一方面,近年来,铅酸蓄电池产业市场需求的不断增长促进了产业的迅速发展,但随之而来的是对于其污染情况的更多争议。以铅和酸为主要原料的铅酸蓄电池从生产到使用到回收,全过程中均会对环境产生或多或少的污染,特别是回收环节。自2011年,我国对于重金属行业的监管力度逐渐加大,对相关企业提出了更高的环保要求,《铅蓄电池行业准入条件》等文件对于铅酸蓄电池生产能力、回收和循环提出了更高的要求。

  随着国家建设环保型社会的要求不断深入,运营商正在进一步通过精细管理和精细运营打造绿色产业生态链,围绕各种新技术、新工艺、新产品、新网络架构与体系正不断涌现,对于电池的节能减排产品也更加关注。铅酸蓄电池在运营商的采购招标中的比例逐年下降,甚至有不再采购的情况。但必须承认的是,太阳能、风能等新能源为通信行业提供电能的比例在整体耗电中的比例依然非常小,用太阳能、风能等来完全替代铅酸蓄电池是不太可能的。

  氢能将成为通信行业绿色动力来源

  氢气作为一种新能源,其能量转换效率非常高,且氢气可以再生,反应产物是水,不会造成环境污染。因此,氢气燃料电池因其在污染、排放、使用、生产成本、可再生和资源丰富性等众多方面都具有其他能源所无法比拟的优势。

  但是长久以来,氢气燃料电池在我国的发展情况并不乐观。这主要是由于社会对于氢气作为能源来使用一直存在质疑,主要是在于氢安全的问题。“大家普遍认为氢气作为易燃气体,一旦发生泄漏是否会引发爆炸,这是不安全的。其实这一问题是绝对不用担心的,氢气作为能源使用的危险性并不比汽油和天然气高。”朱新坚表示。而记者了解到,氢气在常温下的性质是很稳定的,而由于其密度仅为空气的1/14,即使发生泄漏,也会立即受到空气排挤而迅速上升至高空,氢气的扩散系数约是汽油的8倍左右,能够在空气中稀释成安全的混合气。

  电信运营商对于氢气能源的使用,主要顾虑除了氢安全的问题,还有设备采购成本的制约。氢能电源系统一般初次采购成本比传统的铅酸蓄电池要高,且设备的可靠性、对环境的适应性等还没有经过长时间的考验,没有充分长的周期来提供数据支撑,因此运营商还是持保守态度。这些都成为氢能电源未受青睐的原因。

  虽然目前在国内,氢能电源在通信行业的应用并不广泛,但是在国际上,氢能源已经成为能源发展的新方向,氢燃料电池以其效率高、零污染、使用方便等特点,在通信备用电源、分布式动力电源、车辆电源及家用热电联供系统等领域广泛应用。据不完全统计,截至2013年底,全球共有3700多个通信基站使用氢燃料备用电源,其中使用时间最长的已无故障运行4年以上。以美国为例,截至2013年5月,氢燃料备用电源安装总数超过800套,分布于19个州。

  可喜的是,我国政府已经对氢能和燃料电池产业给予了越来越多的关注与重视。从2001年,科技部开始重点支持氢燃料电池的研发,到2011年,确定氢能将作为先进能源优先发展。2014年,在中国联通新型电池设备试商用公开招标采购中,固定式氢燃料电池、便携式氢燃料电池已成为首选。行业对于氢能电源的认可度已经不断提高,相信未来氢燃料电池会成为通信行业的绿色动力来源。

  氢能电源系统填补通信新能源领域空白

  在这样的形势下,中靖结合运营商的需求,从安全与性价比方面考量,以公司原有的高效制氢及氢能一体化发电技术为起点,在国家“863”课题研究成果的基础上,围绕质子交换膜燃料电池发电技术,开展在分布式供能和应急备用电源领域的应用研究。

  朱新坚介绍,“在产品的研发过程中,我们通过不断检验产品性能的数据,并通过权威机构的测试来展示氢能源产品的安全性和性价比是可以作为产品来应用到通信行业中的。不断降低成本的同时,借鉴国外的经验,从设计、到报警、到事故的处理等多方面来综合考量,提高安全性和可靠性。”

  据了解,目前,中靖已经完成了1-10KW级氢能通信基站备用电源系统及10KW以上氢能应急电源车。

  中靖氢能通信基站备用电源系统实现了智能化的过程监控功能,可通过互联网、GPRS等实现氢燃料备用电源系统的全过程远程监控,包括燃料电池的工作状态(温度、压力、流量、输出电压、电流、功率等),燃料供应系统(氢气压力、使用量、剩余量等),设备安全工况(氢气泄漏、门禁、机箱内温湿度等)均可实现远程监控。此外燃料电池与传统蓄电池不同,其备电时间不依赖电网,只依赖于燃料氢气的量,通过采用双回路供氢气、远程监控、物流配送等保障可实现长时间供电。

  而对于设备采购成本较高的问题,朱新坚介绍说,中靖通过研发,延长设备的使用寿命并降低维护成本,来实现全生命周期的高性价比。氢燃料备用电源正常情况下使用寿命为8~10年,可正常工作温度范围为-40~50℃,可以大大降低基站的空调能耗。而智能化的系统也使其维护工作可纳入日常巡检计划,维护方便。此外,运营商一次投入,中靖为其提供全生命周期的运行维护以及回收。对此,朱新坚说道,“对于氢燃料备用电源的解决方案的应用,我们希望能跟运营商共同来维护,在整个设备应用的全生命周期运营过程中,我们提供全面的设备维护和燃料供应以及更换,保证设备安全、可靠、稳定地工作,大大降低运营商的后期投入,来平衡全生命周期的性价比。”

  目前,这一氢能通信基站备用电源系统获得了工信部泰尔实验室以及中国联通郑州设计院的检测和认证,已在中国移动和中国联通分别开展了试点应用。氢能通信基站备用燃料电池填补了通信行业新能源领域的空白,大大推进氢燃料电池行业的迅速提升,并将带动整个氢能产业的飞速发展,为我国节能减排,打造低碳生活方式,提供了技术支持和保障。

  “零污染”优质能源得益于创新

  氢能通信基站备用电源系统之所以能够生产、销售,得益于中靖独特的制氢技术:水制氢、氢发电。

  朱新坚介绍,在技术和创新能力方面,2009年,公司重金引进韩国氢能专家及核心技术,高起点开展制氢技术及氢能发电装置的研发,坚持建立自己的研发团队,目前已经拥有多位氢能专家及博士组成的国际化研发团队,掌握具有自主知识产权的核心技术。将高效复合制氢剂放入水中进行化学反应,可迅速产生高纯度氢气,氢气通过氢燃料电池将化学能转换成电能输出,即使是反应过后的制氢剂也会被公司回收,作为建筑材料或肥料使用,真正的实现零污染。

  在发挥自身技术优势的同时,结合国内知名高校与研究机构的开发合作,实现项目技术研发的不断提升,并保障项目的产业化实施。“比如我们与上海交通大学合作,一起成立了氢能研究院和市级工程技术研究中心。承担国家863计划子课题和江苏省科技成果转化专项资金项目,并获得了国家、省、市级等多项资助。”朱新坚补充道。

  近三年,通过不断引进创新,中靖氢能已完成10多项高新技术成果转化,累计申请发明专利21项(已授权1项),PCT专利2项,实用新型专利14项(已授权12项)。

  未来,中靖希望以全球市场为导向,建设一流的氢能燃料电池批量生产基地,推出最优性价比的产品,成为氢能燃料电池产业与其他产业沟通、接轨的重要桥梁。

                                                                                作者:徐姗姗  来源:通信产业网


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