1、三大运营商齐发力,5G基站建设进度或超预期
自2020年以来,5G基站的建设就早早超出预期,实现了68万个5G基站的建设,更将于2025年预计完成760万个基站的建设。
由于5G使用了更大规模的阵列天线、更高的带宽,所以单站满载功率接近3800W,是4G基站功耗的3.5倍。考虑到机房其他设备的能耗,我们认为 5G基站能耗将会达到5300W,如果以4小时备用的时间计算,单个基站后备电源容量需21.2KWh,而单个4G基站为11.2GWh,预计到2025年累计备用电源 需求容量达到161GWh。
2、5G 基站高功耗促使备用电源扩容
通信移动网络中,基站是移动通信网络耗能主要组成部分,占到整个网络耗能 80%以上。5G基站耗能相对较高,储能安装需求提升。
据测算,满载的5G基站单站功率已接近3800W,即使空载情况下功率也达到2300W,是4G的2.6倍。如考虑其他设备的能耗,单个5G基站的能耗将超5KW 。
备用电源容量的设计一般按照基站峰值功耗来定,为了满足必备的时长需求,更换大容量的后备电源不可避免。单个4G基站备用 电源典型值约 11.2KWh,而5G基站则需扩容至21.2KWh,近乎翻倍。


3、三大运营商供给拥有514万个4G基站
移动241万,联通135万,电信138万。如果想要把5G网络实现全国覆盖,则需要超过770万个基站。 预计2025年前,我国5G宏基站数量将会达到760万个,未来5G组网将以微基站为主,整个5G宏基站备用电源总需求容量高达161GWh。


(5G 基站储能电池需求量测算)
(2019-2025年5G基站对备用电池电池需求量(单位:GWh))
二、铁锂基站储能元年,替代趋势明晰
1、通信基站备用电源:铅酸落幕,铁锂登场
铅酸电池被替代是行业发展的必然结果,随着5G基站功耗大幅增长, 用电成本大幅增加,因此基站对调峰调频的需求也增强。

(铅酸电池与磷酸铁锂电池性能对比)
从两类电池的性能指标对比来看:
磷酸铁锂电池性能指标全面领先铅酸电池。铁锂电池循环寿命可达3000 次以上,而铅酸电池的循环寿命仅 500 次左右;在能量密度方面,铁锂电池大幅领先,叠加工作电压、温度等等,更适合替代铅酸作为基站备用电池。

(通信基站备用电源铅酸VS铁锂使用成本比较)
运营商的压力不仅在备用电源花费上,在5G 时代,由于功耗大幅增加,运营商将面临非常大的电费压力,单个5G基站每天电费约125元。如果把铁锂电池削峰填谷作用考虑进来,可大大降低5G基站用电费用。

(单个5G 基站备用电源铁锂和铅酸削峰填谷对电费消耗的影响测算)
若全国完成 760 万个 5G 基站布局,使用铁锂电池作为备用电源并进行削峰填谷, 较使用铅酸电池每年多节省电费194亿元。

( 2019-2025年5G基站铁锂电池需求量测算)
2、铁塔停止采购铅酸电池,铁锂渗透加速
据中国铁塔披露,我国目前有180万个存量铁塔备用电池总容量超过 44GWh,几乎全部为铅酸电池。2018年中国铁塔下发《关于停止铅酸电池采购和置换的通知》中提及:要求停止采购铅酸电池,新增和替换电池转为采用“车载梯次利用电池”或“全新磷酸铁锂电池”,按6年的存量替换周期,预计2024年后,铅酸电池将彻底退出通信基站备用电源配套,磷酸铁锂会成为基站备用电源主力。
自2019年以来,铁塔在梯次利用铁锂电池上多次招标,更是采购了大量全新磷酸铁锂电池。一方面是因为新能源汽车的电池退役报废未进入放量期,梯次利用电池规模还不能满足铁塔的需求;另一方面,则是全新的铁锂电池更适合在5G基站上作为频繁调峰调频所使用。
此外,铁塔还对未来6年规划了60万座削峰填谷站和60万座新能源电站,届时会新增电池需求量92GWh,结合铅酸替代速度,预计每年铁锂电池需求量将会远超过22GWh。
未来2-3年,动力电池梯次利用规模不能满足要求,预计铁塔仍以全新梯次铁锂电池并行采购,对铅酸电池的替代也将随着5G基站的部署而加快脚步。
3、中国移动率先开启铁锂电池招标,联通电信有望跟进。
