兼论通信板块碳中和背景下的投资机会

1、一、通信设备和IDC机房是通信行业碳排放主要来源2020年通信行业占全球碳排放总量的4%左右根据国际能源署与法国 Great IT 联合发布的The environmental footpoint of the digital world，2019 年全球碳排放总量约 330 亿吨，2020 年全球碳排放总量约为 310 亿吨，同比减少 5.8%。各行业的碳排放占碳排放总量的比重基本稳定，我们选取 2019 年通信行业碳排放数据作为分析对象。2019 年信息通信行业（ICT）碳排放量约为 14 亿吨，占全球碳排放总量的 4.2%。在 ICT 行业碳排放总量中，通信网络环节（CT 网络环节）/数

2、据中心/用户终端碳排放量分别占比 22%/15%/63%。通信网络环节（CT 网络环节）的二氧化碳主要在通信设备运行/制造/运输/安装过程中产生。其中通信设备运行过程中产生的碳排放量最高，占整个通信网络环节碳排放总量的 75%。随着 5G 基站加快部署，通信设备运行过程中产生的碳排放量将迅速增加，根据中国移动设计院数据，通信设备运行过程中产生的碳排放量预计将由 2019 年的 2.3 亿吨，增长至 2025 年的 4.1 亿吨，增幅达到 78%。全球碳排放约330亿吨信息通信行业14亿吨CT网络环节3.08亿吨运行75%全球其余行业碳排放96%63%数据中心用户终端15%制造/运输/安装25%

3、22%CT网络信息通信行业碳排放4%图 1：全球通信行业碳排放情况资料来源：中国移动设计院、 在数据中心方面，伴随着数据流量的爆发式增长以及算力成本的普遍下降，全球算力资源有望实现大幅增长，全球数据中心耗电量也将随之急剧增加。根据中国电信数据，2020年中国电信数据中心能耗占公司总能耗的 20%，通信基站能耗占比为 39%，通信机楼及其他的占比为 41%。增量方面，2021 年 1-7 月，中国电信 5G 基站带来的能耗增量占总能耗增量的比重最大，超过 50%；IDC 带来的能耗增量占比为 32%，网络及其他带来的能耗增量占比为 17%。数据中心和通信设备运行产生的碳排放主要来自二者的电力能耗

4、。图 2：2020 年中国电信能耗构成图 3：2021 年 1-7 月中国电信能耗增量贡献比例39%41%通信机楼及其他数据中心60%能耗增量占总增量的比例50%40%30%20%通信基站20%10%0%IDC5G网络及其他资料来源：中国电信、 资料来源：中国电信、 5G基站数量的增长以及单站耗电量的增加造成5G基站碳排放大幅增长根据中国移动研究院数据，2019 年全国通信网络运行环节中，机房/通信站点/站点维护各环节碳排放量分别为 7391 万吨/15201 万吨/734 万吨，分别占通信网络运行环节碳排放总量的 31%/65%/4%。在所有通信设备中，通信站点（包括无线、固定接入）碳排放量

5、最高，其中单个无线接入设备年碳排放量达 22 吨，总数量为 650 万个，相较固定接入设备碳排放总量更高。通信网络环节碳排放分布图 4：通信网络环节碳排放分布机房：7391万吨（ 31%）站点：15201万吨（ 65%）维护：734万吨（ 4%）核心机房数量：5万功率：60KW 454吨/年/站汇聚机房 数量：40万 功率：20KW 120吨/年/站无线接入数量：650万功率：4KW 22吨/年/站固定接入数量：120万功率：2KW9吨/年/站网络维护30万车辆1吨/年/站13%56%8%23%2G基站3G基站4G基站5G基站资料来源：中国移动设计院、 无线接入设备中，4G 基站电能消耗量占无

6、线接入设备电能消耗总量的比例最高，为 56%， 5G 基站次高，目前占电能消耗总量的 9%，但是 5G 基站未来总量更多，单基站能耗更高，5G 基站将是未来通信设备能耗的最大增长点。5G 基站数量较 4G 基站更多。5G 信号频率比 4G 高 2-3 倍，信号衰退速度更快，同一区域 5G 基站数量更多。同时在盲点区域会覆盖一定数量的微基站，保证信息传输的稳定性，因此 5G 基站总数将较 4G 基站更多。根据三大运营商公告，中国移动将在 2021 年建设 2.6GHz 的 5G 基站共 12 万座，在 2021 年以及 2022 年建 700MHz 基站约 48 万座（与广电合建，分两年建完）；

7、电信以及联通将在 2021 年建 3.5GHz 以及 2.1GHz 基站一共 32 万座。2022 年 5G 建设仍然投入较大，预计总建设数量约为 80 万座。根据赛迪顾问预测，到 2026 年我国 5G 宏基站数量将达到 475 万个，小基站数是宏基站数的 2 倍，即 950 万个，宏基站和小基站数总计超过 1400 万个。5G 基站集成度更高、数据传输量更大，能耗是 4G 基站的 3 倍。根据 5G 基站节能技术白皮书（2020）统计，中移动使用的 5G NR 主流基站带宽由 4G 的几十兆变为 160/200 兆，收发通道数从原来的 8 通道变为 64/32 通道，发射功率从 100 多

8、瓦变为 240/320 瓦。根据 5G 节能白皮书，100%负荷下某型号单个 5G 基站功耗是 4G 基站的 3.5 倍。图 5：4G、5G 基站区别图 6：2020-2025 年国内新建 5G 基站数量及市场规模预测馈线CPRI合设基带处理部分协议部分前传中传回传天线RRUBBU回传4G5GAAUDUCU核心网EPC核心网NGC25002000150010005000市场规模（亿元）新建数量（万个）20202021E2022E2023E2024E2025E120100806040200资料来源：C114 通信、 资料来源：前瞻产业研究院、三大运营商公告、 AAU 功耗增加是 5G 基站能耗增

9、加的主因。根据中国能源报数据，基站能耗构成中，基站主设备占 45%、空调系统占 40%、电源系统占 12%，其他能耗占 3%。其中基站主设备可以分为 AAU (有源天线处理单元)和 BBU（室内基带处理单元）两大部分，AAU 的功耗约占基站主设备能耗的 90%，是基站能耗的主要组成部分。AAU 功耗按照功能模块可分为功放、小信号、数字中频和电源功耗。随着业务负载情况的变化，AAU 中各功能模块的能耗比例也随之发生变化。在满载条件下，功放的能耗占比最高，占 AAU 总能耗的 58%；在 30%负载的条件下，功放的能耗占 AAU 总能耗的比例与数字中频模块能耗占比相接近，分别为 36%/34%，小

10、信号部分能耗占比由满载条件下的 16%提升至 25%；在空载条件下，数字中频部分的功耗占 AAU 总能耗的比例最高，平均约为 46%。因此，在研究 5G 通信设备的节能技术时，不仅要提升功放效率，降低功放能耗，在 5G 建设初期负载较低的情况下，更需要降低小信号和数字中频模块的基础能耗。表 1：4G、5G 基站功耗对比设备分类业务负荷中兴华为AAU/RRU 平均功耗（W）BBU 平均功耗（W）AAU/RRU 平均功耗（W）BBU 平均功耗（W）5G100%1127.28293.0121175.4325.850%892.32293.012956.8325.830%762.43292.537856

11、.931920%733.92293.233797.531910%699.36293.416738.6319空载633293.5686633304G100%289.68175.68-50%273.58174.32-30%259.1171.92-空载222.59169.44-资料来源：5G 节能白皮书、 图 7：基站能耗分布图基站能耗主设备满载30%负载空载3%BBU 10%15%基站主设备空调系统12%45%21%5%5%36%5%功放小信电源系统58% 34%号 中频其它能耗40%AAU16%46%34%电源90%25%资料来源：中国移动研究院5G 基站节能技术白皮书， 据中国能源报预测，5G

12、 基站的用电量将由 2020 年的不足 200 亿千瓦时迅速攀升至 2025年的 3500 亿千瓦时左右，5G 基站高能耗已经引起广泛关注。使用基站降耗新技术以及新材料等的运用将有效降低 5G 基站的碳排放量。数据中心耗电量巨大，存在巨大优化空间国内数据中心机柜数量快速增长，未来 5 年 CAGR 可达 16.7%。随着云计算的兴起，在全球范围内出现了数据中心的建设浪潮，2020 年全球公有云计算市场规模为 2253 亿美元，同年全球数据中心数量为 42.2 万座，超大型数据中心数量为 597 座。目前国内的数据中心机柜数量约为 285 万架，根据科智咨询预测，到 2025 年机柜数量可以达到

13、616 万架，CAGR 为 16.7%。图 8：全球云计算市场规模持续上升图 9：全球超大型数据中心数量（左轴）与数据中心数量（右轴）40003500300025002000150010005000全球云计算市场规模（亿美元）yoy3597310626582253188315582018201920202021E 2022E 2023E25.0%20.0%15.0%10.0%5.0%0.0%7006005004003002001000全球超大型数据中心数量（个）全球数据中心数量（万个）80706050403020100201520162017201820192020 2025E资料来源：Gar

14、tner， 资料来源：Cisco， 数据中心耗电量巨大，存在较大优化空间。根据中国 IDC 圈数据，随着数据中心数量的增多， 2020 年数据中心的耗电量占国内总用电量的比例超过 2.3%，且数据中心耗电量占全社会用电量比重逐年攀升。早在 2015 年全国的大数据中心的耗电量已达 1000 亿Kwh，相当于三峡电站全年的发电量，2018 年这个数值达到 1609 亿 Kwh，超过上海全年的社会用电量，预计到 2030 年，全球的大数据中心就能消耗掉世界 30%左右电力。数据中心的能耗分 IT 设备能耗、空调能耗、供电能耗和照明能耗四部分，由服务器、存储和网络通信设备等所构成的 IT 设备系统所

15、产生的能耗约占数据中心总能耗的 46%（其中服务器系统约占 50% 左右，存储系统约占 35%，网络通信设备约占 15%），空调系统占比为 41%，电源/照明系统能耗占比分别为 10%/3%。图 10：数据中心能耗分布IT设备3%10%15%46%41%35%服务器空调系统50%存储设备照明系统网络通信设备电源系统资料来源：智研咨询、 PUE （ Power Usage Effectiveness ） 是衡量数据中心运行效率的指标， =（ cooling+power+lighting+）/ ，其越接近于 1，代表数据中心对于电能的利用越有效率。根据中国信通院数据，目前国内数据中心平均 PUE

16、为 1.6，较 2012 年已有明显改善，2019 中国企业绿色计算与可持续发展研究报告指出 PUE 值大于 2.0 的企业占比从 2012 年的 34.6%降至 2019 年的 2%，小于 1.5 的企业占比从 3.7%上升到 12.9%。但依然有85%的受访企业数据中心的PUE 值在 1.5-2.0 间，PUE 值仍存在较大提升空间。图 11：2020 年数据中心耗电量占全国用电量 2.3%图 12：2012-2019 年中国企业能效管理调查受访企业数据中心的PUE 值450040003500300025002000150010005000数据中心耗电量（亿千瓦时）数据中心耗电量增速数据中

17、心耗电量占比2018 2019 2020 2021E2022E2023E2024E2025E18.0%16.0%14.0%12.0%10.0%8.0%6.0%4.0%2.0%0.0%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%2.0 1.8-2.0 1.5-1.8 1.5201220152019 资料来源：中国 IDC 圈， 资料来源：全国数据中心应用发展指引（2018）， 政策引导，出台多项措施和指导意见，推动我国 IDC 企业节能减排。为实现我国 2060 年碳中和目标，国家出台多项政策引导支持新型数据中心建设和节能减排的推进。大力支持采用可再生能源与节能减排技术建设

18、绿色云计算数据中心。提出淘汰高能耗老旧设备，提升水资源利用效率和清洁能源应用比例以及回收利用废旧电器电子产品等具体要求。根据新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023 年），到 2030 年底，新建大型及以上数据中心 PUE 需降低到 1.3 以下，严寒和寒冷地区力争降低到 1.25 以下。时间会议文件内容表 2：近期我国数据中心建设及节能减排相关政策2019 年 1 月关于加强绿色数据中心建设的指导意见建立健全绿色数据中心标准评价体系和能源资源监管体系，打造一批绿色数据中心先进典型，形成一批具有创新性的绿色技术产品、解决方案，培育一批专业第三方绿色服务机构。到 2022 年，数据中心平

19、均能耗基本达到国际先进水平，新建大型、超大型数据中心的电能使用效率值达到 1.4 以下，高能耗老旧设备时间会议文件内容基本淘汰，水资源利用效率和清洁能源应用比例大幅提升，废旧电器电子产品得到有效回收利用。2019 年 7 月关于数据中心建设布局的指导意见从市场需求出发，合理规划建设数据中心。对满足布局导向要求，在PUE1.5 以下的新建数据中心以及整合、改造和升级达到相关标准要求（暂定 PUE 降低到 2.0 以下）的已建数据中心，在电力设施建设、供应及服务等方面给予重点支持。要加强全国一体化大数据中心顶层设计。其中包括，优化数据中心基础设施建设布局，加快实现数据中心2020 年 12 月关于

20、加快构建全国一体化大数据中心协同创新体系的指导意见集约化、规模化、绿色化发展，形成“数网”体系；加强跨部门、跨区域、跨层级的数据流通与治理，打造数字供应链，形成“数链”体系；加快提升大数据安全水平，强化对算力和数据资源的安全防护，形成 “数盾”体系等等。统筹围绕国家重大区域发展战略，根据能源结构、产业布局、市场发展、气候环境等，在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝等重点区域以及部分能源丰富、气候适宜的地区布局大数据中心国家枢纽节点。在京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝以及贵州、内蒙古、甘肃、宁夏等地布局建设全国一体化算力网2021 年 5 月全国一体化大数据中心协同创新体系算力枢纽实施方案络国

21、家枢纽节点（以下简称国家枢纽节点），发展数据中心集群，引导数据中心集约化、规模化、绿色化发展。对于国家枢纽节点以外的地区，重点推动面向本地区业务需求的数据中心建设，加强对数据中心绿色化、集约化管理，打造具有地方特色、服务本地、规模适度的算力服务。加强与邻近国家枢纽节点的网络联通后续，根据发展需要，适时增加国家枢纽节点。2021 年 7 月新型数据中心发展三年行动计划（2021-2023 年）用 3 年时间，基本形成布局合理、技术先进、绿色低碳、算力规模与数字经济增长相适应的新型数据中心发展格局。到 2021 年底，全国数据中心平均利用率力争提升到 55%以上，总算力超过 120 EFLOPS，

22、新建大型及以上数据中心 PUE 降低到 1.35 以下。到 2023 年底，全国数据中心机架规模年均增速保持在 20%左右，平均利用率力争提升到 60%以上，总算力超过 200 EFLOPS，高性能算力占比达到 10%。国家枢纽节点算力规模占比超过 70%。新建大型及以上数据中心 PUE 降低到 1.3 以下，严寒和寒冷地区力争降低到 1.25 以下。国家枢纽节点内数据中心端到端网络单向时延原则上小于 20 毫秒。资料来源：工信部、国家发展改革委、 对于 PUE 较高的数据中心，改造机房制冷设备、提升能源利用效率，是当前降低数据中心 PUE，达到减排要求的关键。二、国内企业降碳提升空间大，海外

23、企业“零碳”成效显著国内外通信运营商、互联网巨头积极部署节能减排方案，制定减排规划。其中，国外通信运营商、互联网巨头基本完成基站、数据中心设备改造，现阶段多使用可再生能源达成碳减排目标；国内厂商在碳减排方面进展稍慢，目前节能重点仍在空调降温技术、基站节能技术研发、老旧设备改造等方面。我们认为当前国内通信行业碳减排领域的投资机会主要集中于基站节能新技术研究、机房更新改造、精密温控设备制造、新能源发电设备制造等板块，未来我国碳减排路径将向国外路径看齐，大量使用新能源、绿色能源。使用新能源以及提升基站机房能效是运营商碳减排的主要方式中国移动建设绿色新基站，节能减排成果显著创新 5G 基站节能技术，建

24、设绿色新基站。移动通过应用天线与射频滤波器一体化、3DMIMO、高效散热外壳等新设计，使用 GaN 氮化镓等新材料，关注滤波器件插损、等效设备功耗等新指标，引领产业不断降低设备功耗、提升设备能效。“十三五”期间基站设备满载功耗下降 20%。公司还全网广泛开启 4G 网络符号关断、通道关断、载波关断和 5G网络亚帧静默、通道静默、深度休眠等节能功能。通过应用站点级节能技术，公司 2020年 4G 网络节电约 10.6 亿度。自 2017 年开始，公司针对老旧通信机房启动专项节能改造，组织全集团因地制宜采用冷源优化、冷量分配优化、末端设备优化、湿膜加湿等措施，降低机房 PUE，提升能效，节约用电。

25、截至 2020 年底，移动已完成超过 2200 个通信机房的改造，每年节电约 2 亿度。图 13：2016 年与 2020 年 4G 单站功耗变化图图 14：2018-2020 年通信机房数量（左轴）与节约用电量（右轴1200100080060040020004G单站功耗下降趋势（单位：W）84920%105920162020120010008006004002000当年完成改造机房数量（个）当年节约用电量（亿度）20.80.32018201920202.521.510.50资料来源：中国移动碳达峰碳中和行动计划白皮书、 资料来源：中国移动碳达峰碳中和行动计划白皮书、 推动 ICT 技术与产业

26、融合，降本提效促节能。中国移动自 2007 年以来连续十四年开展“绿色行动计划”，加强管理和技术创新，控制企业能源消耗，推动社会绿色低碳发展。“十三五”期间，中国移动集团实施了多项节能措施，累计节电近 100 亿度，减少二氧化碳排放约630 万吨。同时公司深化信息技术与千行百业的融合创新，助力社会减排量超过8 亿吨。移动 2020 年单位电信业务总量综合能耗水平较 2015 年累计下降 86.5%；单位信息流量综合能耗水平较 2015 年累计下降 92.6%。图 15：中国移动碳排放量变化趋势（单位：万吨）单位信息流量综和碳排放单位电信业务总量综合碳排放65432102015201620172

27、01820192020资料来源：中国移动碳达峰碳中和行动计划白皮书、 未来，中国移动将在推进数字化转型、加快高质量发展过程中，扎实履行央企责任，严控自身能源消耗和碳排放增幅，持续降低能耗强度和碳排放强度，助力国家尽早实现碳达峰、碳中和计划。节能减排既为中国移动自身降低运营成本，也为新材料、新技术、新设备的供货商带来发展机遇。电信积极布局5G低碳技术与空调节能技术根据中国电信数据，2020 年电信综合能耗为 335.8 万吨标煤，二氧化碳排放量约 837 万吨。其中电力能耗占 91%以上，消耗约 306 万吨标煤，二氧化碳排放量约 763 万吨。为实现能耗双控、节能减排的目标，中国电信开始大力推

28、动 5G 低碳技术与空调节能技术应用。充分利用 AI 节能技术，实现主设备自主节能与建、维、优全过程管控。为降低主设备能耗，中国电信引入 AI 算法以业务反向影响电源和空调设施供电控制。公司联合 5G 设备供应链伙伴，在采购环节以工作模式与功耗指标参数作为采购标准，在建设过程中推进 5G基站无机房、无空调建设。采用一体化机柜、分布式供电技术压缩建设周期与成本，降低基站整体 PUE，并在购后引入主设备的购后能效评估，对主设备及节能设备实行全生命周期的能效闭环管理。研究空调节能新技术，应用清洁能源降低石化能源消耗。中国电信在基站与机房空调中大 量应用空调节能成熟技术。基站空调应用自清洁、新风等节能

29、技术，机房空调应用气流组 织优化、新风、氟泵、热管等节能技术，在气候条件适宜的地区应用蒸发冷却技术。同时 电信也提出了自研的空调节能技术液冷技术。液冷技术的冷却效率远高于传统风冷技术，是未来 ICT 设备冷却的发展方向。目前液冷技术已经通过技术可行性验证，小规模应用于数据中心服务器领域，节能效果显著。电信对节能考核机制的引入无疑使基站机房优质温控设备厂商和基站节能降耗新技术的设备供应商在采购中更占优势。联通研发智能机房空调系统，提升基站能效2021 年中国联通发布“碳达峰、碳中和”十四五行动计划，明确实施“3511”行动计划。其中“3”是指围绕低碳循环发展建立 3 大碳管理体系碳数据管理体系、

30、碳足迹管理体系、能源交易管理体系，完善能源指标体系，绘制重点用能设备碳足迹，并有序参与碳排放权交易市场。“5”是指聚焦 5 大绿色发展方向：一是推动移动基站低碳运营，推广极简建站、潮汐节能等技术，有序提高清洁能源占比；二是建设绿色低碳数据中心，通过供电降损简配、空调利用自然冷源等，提高系统能效；三是深入推进各类通信机房绿色低碳化重构；四是加快推进网络精简优化、老旧设备退网；五是提高智慧能源管理水平。“1”是指深化拓展共建共享，深入推进行业基础设施资源共建共享。最后一个“1”是指数字赋能行业应用，助力千行百业节能降碳。早在“十三五”期间，中国联通就已在节能降碳工作上取得积极成效。在提升基站能效方

31、面，中国联通自主研发的智能双循环（氟泵）多联模块化机房空调系统、5G BBU 竖装机框获国家实用新型专利。公司广泛采用符号、通道、载波等不同层级节能策略，并对 5G网络节能方案进行试点。同时联通围绕早期投产的高能耗通信机房及 IDC 机房分批改造，并积极推进建设绿色低碳数据中心，推广蒸发冷却、新风等技术。截至 2020 年底，中国联通共有 17 个数据中心入选国家绿色数据中心，占联通总数据中心数量的 16%。对通信机房老旧设备的改造以及对数据机房运营效率的提升是联通当前双碳达标的主要途径。海外先进运营商主要通过使用新能源降低碳排放北美通信巨头积极使用绿色能源。2018 年 12 月，美国通信巨

32、头Verizon 宣布，到 2025年将使用超 50% 的可再生能源。2019 年 2 月，公司设立 10 亿美元绿能债券计划，用于提升能源效率、购买可再生能源和其他永续能源。2019 年 4 月底，公司宣布 2035 年要达到范畴 1（Scope 1）与范畴 2（Scope 2）零碳排放目标（范畴 1 指企业营运的直接碳排放，包括原料、产品、废弃物、员工交通运输等，范畴 2 指企业使用能源的间接碳排放）。另外两家运营商AT&T 和T-Mobile 冲刺能源绿化的脚步更快，2018 年T-Mobile 就已宣布要在 2021 年达到 100% 可再生能源目标。AT&T 也积极购买绿色能源，20

33、18 年购入 820 百万瓦风能发电容量。据可再生能源买家联盟（Renewable Energy Buyers Alliance）统计，AT&T 2018 年在企业购买可再生能源榜上名列第二。欧洲行业协会发挥牵头作用，由专业机构完成排放数据监测与减排规划。2019 年在 GSMA倡导下超过 50 家移动运营商开始通过 CDP 全球披露系统披露各自的气候影响、能源及温室气体 (GHG) 排放情况。英国电信运营商巨头 Vodafone 选择碳信托制定每年的碳足迹测算报告，对范畴 1、2 及范畴 3（企业价值链中过程中的间接排放）碳排放做全面测算，并辅助制定减排战略规划。表 3：欧洲运营商减排计划运

34、营商减排承诺可再生能源承诺DT（德国）-90%(2030vs2017）100%2021Orange（法国）Zero204050%2025Vodafone（英国）-50%（2025vs2017）100%2025Telefonica（西班牙）-50%（2025vs2017）100%2030TIM（意大利）Zero2040每年 5%资料来源：中国移动设计院、 日韩运营商通过与设备商合作研发节能技术，采用自发电减少温室气体排放。2021 年 6月，日本前三大移动运营商 KDDI 与诺基亚宣布在日本实验首个Airscale 液冷基站，这项技术可将基带冷却系统能耗低 70%以上。同时，通过热能的重复利用，

35、还能进一步提高效率，最终可使二氧化碳排放量减少至 80%。韩国通信运营商 SK C&C 提出将通过扩充环保自发电设备和扩大再生能源的使用，于 2040 年实现温室气体净零排放。公司计划利用板桥和大德数据中心建筑物的屋顶和停车场进行发电设备的铺设，在 2021 年内追加增设500 千瓦太阳能设备。国外电信运营商对新能源、绿色能源使用比例的加大对我国运营商未来发展有着积极借鉴意义，相关光伏、风电、储能企业的配套设备供应商有望在运营商完成设备改造、提升运营效率等第一阶段目标达成后向新能源、绿色能源使用的第二阶段迈进过程中受益。国内运营商主要通过节流降低碳排放，海外运营商主要通过开源达到“零碳”海外运

36、营商和国内运营商在碳减排的路径选择上虽然存在进度上的差异，但二者殊途同归。国内运营商现阶段以降低现有设备能耗以期达到碳减排目的为主；而海外运营商已充分利 用好现有资源，即已完成了降碳的目标，正在使用绿色能源达到“零碳”的路径上突飞猛 进。运营商使用新材料使用清洁能源空调节能技术机房节能改造使用新技术表 4：国内三大运营商减排措施移动电信联通资料来源：各公司官网、 注：以上技术仅从资料查阅中获得并不代表已穷尽公司使用的所有技术公司高效制冷技术使用清洁能源设备智能化设计投资节能项目表 5：国外运营商减排措施VerizonAT&TKDDISK C&C资料来源：各公司官网、 注：以上技术仅从资料查阅中

37、获得并不代表已穷尽公司使用的所有技术降低数据机房能耗是国内外互联网巨头的主要减排路径国际互联网科技巨头大多承诺在 2030 年以前实现碳中和，并将 100%使用可再生能源作为更高远的目标。国际和国内互联网通信巨头企业都在数据中心降碳技术的研究和探索上寻求突破。表 6：国外主要互联网企业碳中和目标与节能减排方式公司碳中和目标实现年份100使用可再生能源目标实现年份节能减排主要方式谷歌20072017能源效率，购买可再生能源和高质量碳抵消项目微软20122025使用清洁能源，征收碳税Facebook20202020高性能数据中心，可持续材料，循环减少电子垃圾苹果20302018低碳产品设计，提高能

38、源效率，工艺和材料创新，碳去除亚马逊20402025建造风能和太阳能发电厂，投资脱碳技术资料来源：各公司官网、 微软、Facebook、苹果、亚马逊以使用新能源为主，运用新技术为辅降低碳排放2017 年微软与 McKinstry 和 Cummins 合作建立世界上第一个天然气数据中心。在这个试点中，机架直接连接到天然气管道，并完全由集成燃料电池供电。这一设计可以显著减少发电、传输和功率转换过程中的能量损失。此前的数据中心均由电网供电，电网从发电厂流经多个变电站和输电线路，再转换为数据中心所需的正确电压才能使用，过程中会消耗部分电能。而燃料电池直接由天然气管线供电，可以消除传输过程中发生的能量损

39、失。 同时由于供应链中的零件减少，潜在的故障点会相应减少，有助于提高公司数据中心的质量并降低配电、电源调节和基础设施备份时产生的成本。此外，微软自 2020 年 7 月起开始征收内部碳税，费用由公司各业务部门根据其碳排放量支付，收集的资金用于支付公司可持续改造的费用。公司预计 2030 年将其绝对碳排放量减少 75%，预计 2050 年清除公司自 1975 年成立以来直接或通过电力消耗排放的所有碳。图 16：2000-2030 年(含预测)微软净碳排放量（百万吨）14净碳排放（百万吨）2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020

40、2022 2024 2026 2028 2030121086420-2资料来源：公司官网、 Facebook 致力于建设高性能数据中心，通过建设消除能源浪费、减少耗能、使用更环保产品的数据中心来实现节能减排目标。公司数据中心使用 100% 可再生能源并通过高效设计节约能源和水。公司所有数据中心项目均获得 LEED 金牌认证。Facebook 数据中心使用了来黄麻纤维的天然衍生物纤维填充聚丙烯 (NFFPP)作为服务器硬件中具有高碳影响的特定组件的潜在替代品。公司针对机架内外的许多不同部件，包括适配器、母线盖和服务器内部的其他机械部件分别对这一材料进行开发和测试。公司节减排措施取得积极成效。其数

41、据中心电力使用效率一直领先全行业，2016-2020 年 PUE 维持在 1.0 左右，低于行业平均值 1.5。用水效率（WUE）维持在 0.3 以下，显著低于行业平均值 1.8。图 17：Facebook 年度数据中心电力使用效率（PUE）图 18：Facebook 年度数据中心水使用效率（WUE）1.601.501.401.301.201.101.00Facebook PUE行业平均PUE1.501.501.501.501.501.101.101.111.111.10201620172018201920202.001.801.601.401.201.000.800.600.400.200.

42、00Facebook WUE行业平均WUE1.801.801.801.801.800.210.240.270.270.3020162017201820192020资料来源：公司官网、 资料来源：公司官网、 图 19：2015-2020 年 Facebook 能源构成图 20：2016-2020 年 Facebook CO2 排放量（单位：千吨）120%100%80%60%40%20%0%不可再生能源可再生能源14%25%49%56%65%0%100%75%51%44%35%86%2015201620172018201920207000006000005000004000003000002000

43、001000000办公室数据中心20162017201820192020资料来源：公司官网、 资料来源：公司官网、 互联网公司巨头苹果和亚马逊也对其数据中心实施了严格的减排、提高效率的措施。苹果在其数据中心运营中保持使用 100% 可再生能源供电。亚马逊 AWS 网络服务同样使用 100%可再生能源进行供电，AWS 能源效率比本地数据中心高 88%，基础设施能效比行业平均高 3.6 倍。图 21：2012-2030 年苹果净碳排放（百万吨）图 22：2018-2020 年亚马逊碳排放（百万吨）45苹果公司净碳排放（百万吨）403530252015105070006000500040003000

44、200010000亚马逊碳排放（百万吨）201820192020资料来源：公司官网、 资料来源：公司官网、 谷歌、Equinix通过使用新技术降低能耗，减少碳排放谷歌的数据中心采用先进的冷却技术，使用高效蒸发冷却和外部空气代替机械冷却器。通过安装智能温度和照明控制并重新设计电力分配的方式最大限度减少能源损失，从而实现节能减排。同时谷歌还通过机器学习提升能源使用效率，其机器学习系统能够减少数据中心 40%的能源消耗，相当于在考虑电气损耗和其他非冷却低效问题后，总体 PUE 减少了 15%。在提升电力效率与采购可再生能源的同时，谷歌数据中心也进行了循环经济实践。公司不再使用的服务器会被分解成单独的

45、组件（主板、CPU、硬盘驱动器等），检查并储备为翻新库存，从而延长硬盘的使用寿命。2009-2020 年，谷歌公司数据中心 PUE 持续下降，2020 年达新低 1.10，2020 年行业平均水平为 1.67。谷歌数据中心消耗的能源减少了约 6 倍，其能源效率是典型企业数据中心的两倍。图 23：谷歌公司 2009-2020 年 PUE1.21.181.161.141.121.1PUE1.081.061.04200920102011201220132014201520162017201820192020资料来源：公司官网、 数据中心龙头企业Equinix 承诺到 2030 年将碳排放量减少 50

46、%，并 100%使用可再生能源。Equinix 数据中心 2018 年至 2020 年期间供电能源中 90% 为可再生能源，到 2030年这一比例有望达到 100%。公司通过寻找创新方法来部署节能技术和发电解决方案。 Equinix 的自适应控制系统可以通过使用智能分布式传感器和气流主动管理来降低功耗并提高空调冷却能力。封闭的冷热通道通过使用物理屏障来减少数据中心供应通道中的冷空气与排气通道中的热空气的混合，从而降低能耗并实现更高效的冷却。高温冷冻水设定点通过提高冷冻水温度以节约能源来降低数据中心 PUE。间接蒸发冷却装置 (IDEC) 使用水蒸发的热量，并在室外温度允许的情况下利用空气对空气

47、的冷却来减少用水量。公司在纽约 (NY6) 的数据中心通过这一技术实现了 1.21 的年平均 PUE。图 24：2018-2020 年 Equinix 能源消耗量图 25：2018-2020 年 Equinix PUE70006000500040003000200010000能源消耗（GWh）可再生能源占比201520162017201820192020100%80%60%40%20%0%1.581.571.561.551.541.531.521.511.51.491.481.57PUE1.541.51201820192020资料来源：公司官网、 资料来源：公司官网、 海外高科技互联网企业无疑

48、在碳达标中走在最前列。除使用新能源等零碳技术，微软等企业已着眼于征收碳税等碳中和手段，完全实现了“碳减排”、“零碳”、“碳中和”三大目标。国内互联网企业通过节能降耗降低数据中心PUE值腾讯公司巧妙利用余热回收技术，大幅减少数据中心的能源消耗。腾讯数据中心目前采用的是第四代 T-block 技术，拥有更高效率的制冷和供配电架构。一个拥有 30 万台服务器的园区一年可节省 2.5 亿度电。腾讯天津滨海数据中心采用了余热回收的节能技术，将服务器产生的热量回收，通过热泵加热市政管网里的水至 55，直接用于办公楼供暖，实现了降低碳排放和服务于人的双赢。若回收天津数据中心冬季产生的全部余热，热量用于采暖可

49、覆盖 46 万平方米，用于家庭采暖可满足 5100 多户居民的用热需求。每年可以减少 5.24 万吨碳排放，相当于种植 286.4 万棵大树。此外，2018 年建成的腾讯贵安七星数据中心，经工信部实测，其极限 PUE 值小于 1.1，相比之下，同期国内数据中心的平均 PUE 约为 1.73。而即将交付的腾讯清远数据中心液冷实验室，使用了冷板式液冷技术规模化应用，有望将数据中心的极限PUE 降低至 1.06。图 26：天津腾讯数据中心 2020 年 11 月-2021 年 4 月热泵机组单月实测制热量（单位：GJ）热泵机组制热量1200100080060040020002020年11月2020年

50、12月2021年1月2021年2月2021年3月2021年4月资料来源：腾讯数据中心微信公众号、 阿里通过使用清洁能源与自研浸没式液冷技术显著降低 PUE。阿里巴巴报告显示，2020年 3 月至 2021 年 3 月，阿里巴巴国内自营数据中心平均 PUE 约为 1.3，低于全球平均水平。阿里云数据中心购买超 2.8 亿度可再生能源，减少碳排放 30 万吨。阿里在张家口市张北县部署了华北规模最大的张北数据中心。得益于张北地区充沛的风能和太阳能，张北数据中心大量采用了绿色能源，促进可再生能源发展，加速公司能源消费向清洁低碳化转型。除了充分利用清洁能源，阿里云还使用了浸没式液冷技术进行数据中心的降温

51、。通过将服务器浸泡在绝缘冷却液里，产生的热量可直接被冷却液吸收进入外循环冷却，全程用于散热的能耗几乎为零，节能效果超过 70%，实现了数据中心 100%无机械制冷。再辅以模块化设计、AI 调温等技术，张北数据中心的年 PUE 低于 1.2，最低时可以达到 1.09，达国际领先水平，每年可节约标煤 8 万吨，相当于种植了 400 万棵树木。华为通过 BestDC 数字化服务平台降低数据中心各阶段 PUE。目前，大部分数据中心基础设施系统都较为复杂，各能效指标间相互制约影响，依靠传统人工手段难以快速、精准地实现能效最优化。华为自研的 BestDC 通过PUE 仿真设计、高效节能设备和 AI 节能调

52、优，实现了全面协同调优，动态匹配负载和环境变化，有效降低数据中心能耗。在数据中心设计阶段，BestDC 可通过仿真计算给出不同负载和环境下可落地的PUE 设计值，结合专家在线诊断给出优化建议；交付阶段，以高效设备匹配节能方案，实现低 PUE；运维阶段，基于 AI 算法实时调节制冷系统参数，使系统输出的冷量与 IT 负载所需相匹配，减少因制冷过剩而浪费的能耗。在实践中数据中心 PUE 可低至 1.15，低于 2020 年全球数据中心的平均 PUE1.59。制冷系统是数据中心最大的能耗系统，而传统的冷冻水解决方案系统架构复杂、能耗高，华为新一代数据中心解决方案，最大化利用自然冷源，大幅降低 PUE

53、，相较冷冻水解决方案，可节电超过 20%，节水 40%。华为在乌兰察布云数据中心采用了 FusionCol 间接蒸发冷却系统，全年平均 PUE 仅 1.15，相对传统解决方案，数据中心整体年节省电费 12%。表 7：华为各数据中心 PUE 及节能方案华为数据中心数据中心 PUE 节能方案华为云乌兰察布数据中心 1.15华为云廊坊数据中心 1.26使用 FusionCol 间接蒸发冷却方案，充分利用自然冷源，AI 能效调优，最大限度降低数据中心制冷系统能耗采用华为 iCooling 能效优化技术，进行制冷能效优化。利用数字化技术，寻找出制约 PUE 的关键因素，推理出最佳参数组合并应用，达到数据

54、中心能效最优华为云青海数据中心/贵安华为云数据中心 1.12因地制宜地将风电、光电应用进数据中心用电之中，更是实现了数据中心100%使用绿色清洁能源使用 AHU 散热技术将自然冷源最大化利用；同时为了降低数据中心用电能耗，将 AI 融进技术，通过 iCooling 对数据中心的能效进行调优资料来源：华为官微、 国内高科技企业碳达标的发力点聚焦于 IDC 数据机房运行效率的提升，对 PUE 值的重视将为温控设备企业带来市场空间增量。2.2.4 国内外互联网企业使用不同方式降碳减排互联网高科技企业减碳的方式与通信运营商类似，依旧为提升运营设备效率，但数据机房是其减碳的唯一重点。海外科技巨头同样已完

55、成降碳的第一阶段目标，目前在零碳技术上积极探索。更让人欣喜的是，部分企业已完成零碳目标，开始向中和历史碳排放发力。零碳与碳中和会为光伏、风电、储能等企业带来较大的增长机会，为国内企业指明了方向并对未来投资机会提供了借鉴。国内高科技企业当前仍在降碳的环节中发力，一方面能耗的降低为企业自身运营节省了大量成本，另一方面国内互联网等科技企业与海外同行相比，更愿意将机房建设整体外包而不是自建机房、自研降温技术。因此现阶段国内机房温控设备提供商将迎来快速发展机遇。表 8：各公司主要减排方式公司高效制冷技术使用清洁能源设备智能化设计征收碳税投资节能项目谷歌微软Facebook苹果亚马逊Equinix腾讯阿里

56、巴巴华为资料来源：各公司官网、 注：以上技术仅从资料查阅中获得并不代表已穷尽公司使用的所有技术三、开源与节流并行，科技板块助力碳中和前景广阔通过对行业的对比研究发现，目前通信、互联网等科技板块达到碳中和方式主要有使用新能源、可再生能源、新材料、新技术和提升现有设备运行效率两种。前者我们将其概括为开源，后者我们将其归纳为节流。节流方面，电信运营商通过提升基站运营效率，节省电费，实现降本增效；通信设备商研发实力强大，使用新材料、新技术，助力运营商实现双碳达标，提升营收规模，扩张市场份额；制冷设备供应商升级改造散热设备，提升通信机柜、数据中心机房使用效率。我们应关注通信基站、通信机房、温控设备领域的

57、投资机会，并关注通信运营商、IDC 运营商成本下降对盈利质量的改善。开源方面应关注通信行业新能源、新设备使用情况，同时关注通信板块中与新能源设备相关的细分赛道，如：海底光缆、储能机柜温控、机房 UPS 电源等行业。5G基站节能新技术每年至少为运营商节省电费53亿元基站节能主要聚焦设备级、站点级、网络级节能三大技术领域。设备级节能指使用更高效率的新架构、新材料、新功能，扩大液体散热效率、高功放效率、高集成度器件的应用，实现整机功耗的逐年降低。站点级节能聚焦在加快亚帧关断、通道关断、深度休眠等基础型节能技术方案的商用部署，加快设备关断、智能节能等增强型节能技术方案的应用。根据 2020 年移动发布

58、的中国移动 5G 基站节能技术白皮书，通过站点级技术调节，可节省基站能耗的 30%70%。网络级节能具体指开展多网络协同智能平台建设，基于业务动态变化特征，对相关设备的功能、模块、设备开关等进行自适应控制，在 C-RAN 集中部署的条件下，通过 BBU 基带资源池共享，节省硬件板卡配置，实现功耗降低。中国铁塔和中国电信、中国联通纷纷宣布“智能化关闭 5G 基站”，即以“高峰时间开启，低谷时间关闭休眠”的形式来运行，以达到省电的效果。据相关数据计算，空载状态下全时段开启 AAU 深度休眠功能后，单个 A9611 型号的 AAU 每天将节省电费约 6.09 元，单个 A96331A 型号的 AAU

59、 每天将节省电费约 5.61 元，单个 A9622A 型号的 AAU 每天将节省电费 3.11 元，平均每天节省 5 元左右。一个基站普遍布设 3 个 AAU，当前共建设 5G 基站 97.9 万站，则一天可以节省电费约 1470 万元，一年节省 53 亿元。随着 5G 基站建设进度的推进，未来基站节能技术的重要性愈发凸显。图 27：中国移动 5G 基站节能技术总体指标资料来源：中国移动研究院、 基站节能技术助力三大运营商节省成本。截至 2021 年 7 月底，中国移动累计开通基站 50.1万站，中国联通、中国电信累计开通 47.8 万站。按照每个基站每天节省 15 元计算，仅智 能化关闭一项

60、技术将为中国移动每年节省电费约 27 亿元。2020 年，三大运营商电费支出 约占营收的 9%。以 2020 年为参照，5G 节能技术的应用可为中移动当年提升毛利率 0.4pct。温控设备助力数据中心和通信机房、通信室外机柜节能降耗数据中心和通信机房降低能耗的主要途径是提升设备运行效率，降低 PUE。随着国内移动互联网、云计算和大数据业务的发展，海量数据的运算及存储对数据中心基础设施提出更高的要求。近年来，不断提升的机柜功率密度和数据中心、通信机房节能降耗的需求推动数据中心和通信机房的制冷方案不断发展。同时，数据中心和通信机房业务的实时性和高可靠性要求又对数据中心、通信机房制冷设备提出性能可靠