La GSMA, l’associazione che raccoglie gli interessi a livello internazionale degli operatori di rete mobile, con il supporto della ZTE ha appena pubblicato un whitepaper sull’efficienza energetica delle reti 5G a supporto della decarbonizzazione del pianeta.

Il documento pone in maniera interessante l’accento su come le nuove tecnologie di rete possano già oggi offrire soluzioni fondamentali per la riduzione dei consumi energetici e, dunque, se messe a sistema ridurne l’impatto relativo alle emissioni di CO2.

Obiettivi di sostenibilità: per raggiungerli occorre superare alcuni ostacoli

“L’impulso per la riduzione delle emissioni di energia nel settore delle telecomunicazioni è ancorato alla lotta globale per combattere e mitigare il cambiamento climatico – si legge nel report – l’urgenza è cresciuta notevolmente negli ultimi due anni, poiché i governi cercano di ottenere l’impegno del settore privato verso l’obiettivo centrale di mantenere l’aumento della temperatura globale di questo secolo ad un massimo di 2 gradi Celsius al di sopra dei livelli preindustriali.”

Per rispondere a questi obiettivi, secondo GSMA, lo sforzo da parte del settore delle telecomunicazioni è ineludibile, ed i suoi attori principali si sono per questo concentrati in particolare su una serie di fattori specifici che riguardano il contrasto all’aumento dei costi di rete e l’incremento della sua efficienza complessiva.

Questo è da sempre alla base dell’industria delle telecomunicazioni, essendo fortemente presenti nei modelli di business delle telco alti costi legati al continuo aggiornamento tecnologico delle infrastrutture e, dall’altra parte, l’esigenza di ridurre costantemente i consumi di energia in particolare nei periodi di picco dei consumi.

Secondo l’analisi presentata nel paper, l’effetto del mix di aggiornamenti LTE e 5G nelle economie emergenti ed in quelle avanzate (guidate in particolare dagli Stati Uniti e dalla Cina), comporterà l’adozione di queste tecnologie rispettivamente per il 60% ed il 20% delle connessioni mobili globali di base entro il 2025. Ciò comporterà un continuo aumento del traffico dati mobile, stimato in 6,4 GB per utente al mese nel 2019, e con previsioni di crescita triplicate per utente nei prossimi cinque anni. Tutto ciò, in relazione con l’aumento dei costi dello spettro ed il capitale costantemente investito nella manutenzione e nel miglioramento della RAN, impone alle Telco misure di risparmio energetico nelle operazioni di rete che oltre ad aiutare il pianeta sono di fatto una esigenza di mercato.

In questo senso, l’espansione del 5G offre un significativo miglioramento dell’efficienza energetica per gigabyte rispetto alle precedenti soluzioni mobili. Tuttavia, le nuove possibili funzioni d’uso del 5G richiederanno più siti e antenne. Questo porta alla prospettiva di una rete più efficiente che, però, paradossalmente, se non si adottano alcune strategie ed accorgimenti di sistema, potrebbe portare ad un aumento delle emissioni se non si interviene attivamente su questo aspetto.

Le azioni necessarie per una efficace risposta “di sistema” e le nuove KPI adottate dalle Telco

Oltre ai miglioramenti tecnici per ridurre le perdite di energia durante il passaggio dell’energia stessa nelle differenti fasi di rete, sono disponibili una serie di misure per migliorare l’efficienza in modo olistico in tutta la rete. Tra queste, le più importanti riguardano:

• le apparecchiature ed i dispositivi dell’utente, per quanto concerne il consumo di energia ed il prolungamento della durata della batteria dei terminali dell’utente stesso;
• innovazioni a livello di sito e di nodi di rete, con nuove soluzioni di batterie agli ioni di litio, raddrizzatori, raffreddamento liquido, sistemi di condizionamento dell’aria e semplificazione dell’allestimento del sito stesso;
• Innovazioni per le stazioni radio base (RAN) e le apparecchiature di rete – ovvero, adottando software gestiti dall’intelligenza artificiale focalizzato sul ciclo vitale degli utenti per regolare il consumo di energia nel sistema RAN;
• pianificare ed ottimizzare della rete, che comprende ovviamente l’abbandono delle reti legacy 2G e 3G ed a lungo termine contratti di acquisto di energia rinnovabile.

In quest’ottica, gli operatori del settore hanno anche superato le questioni di semplice corporate social responsibility ed hanno, invece, introdotto oramai dei veri e propri indici di performance. Dei KPI ed una reportistica con obiettivi in linea con quelli stabiliti dalla Science Based Targets Initiative (SBTi), il che consta di una metodologia scientificamente approvata che categorizza le emissioni in tre livelli, o “scopi” (Scope):

• Scope 1: il consumo di energia negli edifici/uffici, nei negozi al dettaglio e in altri aspetti non legati agli immobili. Circa il 5-10% del consumo diretto.
• Scope 2: consumo di energia nella rete. Comprende le stazioni di base (RAN), i Data center ed i centri di commutazione. Circa il 90-95% del consumo diretto consumo.
• Scope 3: consumo di energia indirettamente associato con prodotti o servizi aziendali, tra cui la catena di fornitura, il consumatore finale e l’uso commerciale.

La stragrande maggioranza del consumo diretto di elettricità, dunque, emana dalla rete ed è quindi l’obiettivo primario del risparmio energetico e delle pratiche di efficentamento. Lo “Scope 3”, invece, ha prospettive importanti di riduzione dei consumi ma sono generalmente al di fuori del controllo diretto delle Telco.

In quest’ottica ad esempio, stando ai nuovi “KPI”, Verizon e Vodafone hanno fissato obiettivi per raggiungere l’impatto zero entro il 2040. Telefónica si è impegnata a raggiungere questo obiettivo per i suoi quattro principali mercati entro il 2030. Inoltre, Verizon e Vodafone puntano ad una riduzione del 50% del consumo di energia elettrica entro il 2025 e Telefónica del 70% entro il 2030. Va sottolineato, inoltre, che dall’analisi emerge come questi progressi siano stati generalmente solidi fino ad oggi soprattutto grazie ai progressi nei mercati delle energie rinnovabili.

Occorrono “pipeline” dei dati e partner energetici

Nonostante questi progressi, emerge ancora l’esistenza di una serie di barriere importanti, tra cui la scarsa disponibilità di dati sulle emissioni e di meccanismi validi di tracciamento oltre alla mancanza di partnership con i produttori del settore energetico che, in molti casi, potrebbero supportare soluzioni tecniche efficaci da parte delle compagnie di telecomunicazioni.

L’aspetto dei dati è di particolare importanza, e la costruzione di “pipeline” di dati completi con le relative analisi aiuterebbe a scoprire costose anomalie. A tal scopo, occorrerebbe un dispiegamento di sensori “intelligenti” in vari punti della rete che contribuirebbe a misurare il livello di consumo di energia delle attrezzature, lo stato della batteria, temperature esterne ed interne ed il funzionamento dell’aria condizionata. Con simili sistemi, si potrebbero monitorare e regolare la potenza della rete, una necessità fondamentale per le reti nell’era 5G.

La richiesta di dati sulle performance delle reti ed i loro consumi energetici non è una semplice esigenza di efficentamento o di management, soprattutto se si tiene conto che le operazioni di investimento nelle reti è il principale costo delle Telco, infatti: il 25% di base dei costi degli operatori è dato dalla manutenzione delle reti, ovvero, il 10% circa delle entrate; a ciò va aggiunto che oltre il 90% dei costi complessivi delle reti sono dati dal consumo di energia (carburante ed elettricità).

Dall’altra parte, anche gli operatori più grandi possono incappare in delle difficolta nell’eseguire da soli la trasformazione necessaria delle reti, mettendo a repentaglio la loro competitività a lungo termine. L’approvvigionamento, il trasporto e l’ottimizzazione dell’energia possono presentare variabili al di fuori del normale raggio d’azione delle compagnie di telecomunicazioni, tuttavia, anche se le aziende del settore energetico hanno iniziato a personalizzare le offerte in base alle esigenze specifiche degli operatori, la maggior parte delle relazioni si basa ancora su un tradizionale rapporto “cliente-fornitore” che non offre un supporto proattivo nell’individuare il “come” ridurre le emissioni.

Le sfide ancora aperte e le opportunità ancora da cogliere

Oggi i grandi operatori delle telecomunicazioni hanno davanti a se delle sfide tecnologiche importanti connesse con la diffusione dei sistemi 5G, ma che grazie ad una collaborazione proattiva da parte degli operatori del settore energetico e dei partner tecnologici potrebbero essere risolte portando progressivamente al raggiungimento di due obiettivi fondamentali per il clima del pianeta: il raggiungimento di infrastrutture di rete 5G ad impatto zero, e l’impiego di quest’ultime per favorire la decarbonizzazione degli altri settori o partner strategici.

In particolare, oggi le sfide più importanti sono connesse alla sensoristica di rete governata dall’Intelligenza Artificiale, che potrebbe così gestire automaticamente i cicli di picco nell’uso delle reti e calibrare i consumi di energia. A ciò si aggiunge l’esigenza di infrastrutture dotate di batterie al litio più performanti, che consentirebbero anche l’accumulo e lo scambio dell’energia accumulata in eccesso (tramite fonti rinnovabili) reimmettendola nella rete energetica.

Ultimo aspetto, ma tutt’altro che secondario, è dato dalle potenzialità di una sempre più profonda convergenza delle reti di telecomunicazione e delle reti energetiche, consentendo lo scambio reciproco di dati, favorendo l’immissione di energia in rete, ma anche favorendo la diffusione capillare di impianti 5G. Questa diffusione capillare consentirebbe di “centralizzare” i dati senza sacrificare la qualità del servizio: ciò consentirebbe di trasferire la gestione dei servizi degli operatori digitali (Da Google a Facebook e Netflix, e molti altri ancora) sempre più sui propri server proprietari abbattendo l’uso dei DNS (Distributed Network Server); il cui alto impiego di risorse energetiche contribuisce non poco all’impronta carbonica del settore ICT.