5G技術促進能耗減少

AI、物聯網、元宇宙、區塊鏈等數位科技促進數位轉型已經是公認的事實(請見「孿生轉型: ESG永續綠色與數位轉型雙效合一」一文）。然而，下一波數位轉型的持續發展，卻仰賴5G乃至於6G的高速聯網的蓬勃發展。那麼，5G是否一樣能達到數位、永續的雙軸轉型呢?

根據EY安永顧問公司在2022年對全球1300家以上的企業調查顯示，投資ESG相關科技中，最重要的是5G，其次為AI人工智慧、機器人、物聯網等技術。事實上，根據Accenture顧問公司技術，5G可以協助美國在2030年達到20%的減碳貢獻。

圖、ESG科技投資關鍵技術

(資料來源: EY)

不過，5G的高速聯網，包括基地台、5G網路設備、邊緣計算設備、AR/VR等穿戴式設備均會耗能，怎麼能夠有助於減碳呢? 5G具有以下先進技術以減少自身的耗能:

• 波束成型: 指向性天線，可以減少無方向訊號廣播的能源浪費。
• 設備間連接: 設備間連結，減少依賴基地台發射訊號的耗能。
• 智慧睡眠模式: 允許基礎設施在沒有訊號傳遞的狀況下「睡眠」，減少耗能。
• 虛擬射頻網路: 透過軟體虛擬化技術，可以運用一般的伺服器進行訊號傳輸，可以節省成本，也可以利用各種冷卻方式降低能耗。在數位部數產署的支持下，遠傳電信於臺南南創園區進行5G技術永續節能應用。該試驗蒐集基地台與邊緣端設備的網路流量、耗能狀況，並利用AI技術依網路需求量進行動態調節，有效節電22%。此外，5G基地台與設備亦可以利用再生能源以減少碳排。

圖、5G節能應用架構

(資料來源: 遠傳電信)

以此，據估計，5G基地台傳輸相同資料所需的能耗為4G基地台的15%。當然，最重要的是，5G啟動大頻寬、低延遲、大量載具等特性，促成各領域雙軸轉型，以達到智慧化、永續性並進。Qualcomm高通公司基於GSM全球行動通訊協會的5G碳排模型，分析5G可以為美國在2025年減少374百萬公噸碳排放，相當於6%的總碳排放；每年並節省4,100億加侖的水浪費、減少50%農藥使用、能源效率提升20%。Accenture顧問公司則預估5G僅僅在智慧城市領域就會為美國在2025年以前帶來5千億美元經濟、3百萬工作機會。

圖、5G協助各領域的減碳效果(美國為例)

(資料來源: Qualcomm)

5G雙軸轉型應用

數位科技本身就可以協助雙軸轉型，5G的高速網路可以啟動AR/VR高頻寬應用；穩定與低延遲網路可以提供交通或醫療等關鍵服務的優先等級、大量載具聯通則可協助機器間的通訊，達到自動化目的。以下介紹不同領域的應用案例，說明5G如何協助各領域進行雙軸轉型。

• 智慧能源: 5G基地台、設備的耗能本來就是被質疑5G是否能協助永續的關鍵。因此，5G如何協助能源效率特別重要。除了前述的5G技術對於本身基礎建設的能耗降低外，5G應用亦開始試驗減少能源浪費、提高能源轉換效率。美國電信服務公司Verizon與華盛頓州PenLight協會合作，將超過33,000名會員的家庭和企業中的電錶換為5G聯網電錶，並透過Verizon智慧能源即服務平台即時監控用電狀況，減少到府維修服務，並能規劃用電需求。5G也利用來協助電網供應的品質與能源轉換效率。英國電信公司Vodafone與英國電力網路公司合作，建立變電站間的5G專屬網路，以偵測每個分散式電網設備的運作狀況，並優化能源的運作、管理和維護並匹配能源需求與供應，亦能有效地利用再生能源。預期到2030年，該服務將會為英國電力網路管理的電網，減少190萬噸二氧化碳排放、節省1.32億英鎊。 

圖、5G協助電網效率

(資料來源: Vodafone)

• 智慧交通: 5G可以協助車聯網發展，諸如 :車與車之間的V2V聯網或車與交通號誌的V2X等聯網，進而達到減少交通壅塞、提高交通安全等永續目標。Telia電信、愛立信設備商與Keolis 自動巴士廠商合作5G自動電動小型巴士方案，可以利用5G網路進行定位和即時視訊。5G控制塔可以進行遠端監控，並利用人工智慧來監測車內乘客健康、物品遺失或異常狀況等以確保安全。5G聯網自動駕駛汽車比手動駕駛替代方案更具燃油效率，並減少了公共交通產生的溫室氣體排放、降低營運成本。英國布里斯托爾市則利用5G熱成像相機監視港邊海岸線，可以即時地偵測海水溫度，並監視是否有人員掉落等。此外，布里斯托爾市並利用5G網路監控城市港口物流狀況、交通狀況，作為交通控制中心的號誌管理依據，減少交通壅塞、提高港口物流效率。

圖、5G自動化電動小型巴士

(資料來源: Keolis官網)

• 智慧農業: 5G技術亦適合偏鄉、占地較廣大的農牧業進行精準農業與照護。Proximus公司利用5G無人機捕捉農場圖像，並利用人工智慧識別農作物中的雜草或疾病狀況，進一步建立針對雜草燃燒或針對害蟲或疾病的農藥噴霧建立任務圖。農民只要針對受影響的地區進行雜草燃燒或農藥噴霧，可以減少80%農藥使用量，並減少自然環境的破壞。CISCO公司則啟動ME+MOO 5G聯網APP，即時監控牧場母牛的健康狀況與行為，並搭配自動餵食、牛奶採集作業，降低母牛死亡率，亦提高牛奶產出效率。

圖、5G無人機農場雜草與疾病辨識

(資料來源: Proximus官網)

• 智慧製造: 傳統的WiFi或4G技術運用在製造工廠中可能有不穩定、資安的疑慮，5G技術正利用5G專網、邊緣計算伺服器來克服問題，以滿足工廠大量物聯設備穩定、低延遲聯結的需求。康寧公司在美國北卡羅來納州世界上最大光纜製造工廠，即試驗Verizon電信公司的5G寬頻進行機器學習、人工智慧、擴增實境、虛擬實境和自主移動機器人的智慧工廠應用。例如:生產光纜用的包覆塑膠，需要進行塑膠擠壓生產線的品質控制。康寧利用電腦視覺攝影機5G聯網，快速地將影像傳輸到邊緣運算設備中。邊緣運算設備可以即時地辨別品質瑕疵狀況。世豐螺絲高雄廠利用遠傳5G專網技術，滿足線上AR數位孿生數據比對、AR輔助成型調模導引、成型品質可視化、AR遠距維修指導需求，提高生產效率、品質良率。此外，5G的快速反應，可以協助偵測危險行為，以減少工安事件。

圖、5G智慧工廠數位孿生

(資料來源: 遠傳電信)

小結

5G技術的擴展將是引爆下一波數位轉型革命的發展，特別在於滿足高寬頻、低延遲、機器相互聯接等應用上。5G技術藉由本身低耗能技術的發展以及協助各領域的雙軸轉型，將為永續目標帶來新的方向。5G技術亦會帶來新的創新服務與商業模式，讓我們拭目以待!!