1. Introduzione

Mentre il problema del cambiamento climatico globale diventa sempre più serio, l’obiettivo della neutralità del carbonio è diventato una visione di sviluppo comune perseguita da tutti i paesi. In questo contesto, lo sviluppo verde del settore delle comunicazioni, in quanto uno dei settori più importanti in termini di consumo energetico ed emissioni di carbonio, è particolarmente importante. In quanto componente chiave dell'infrastruttura di comunicazione, la tendenza di sviluppo e il ruolo dei cavi ottici nel contesto della neutralità del carbonio meritano una discussione approfondita.

2. Contesto della neutralità del carbonio e ruolo dell'industria dei cavi ottici

Spinti dall’obiettivo della neutralità carbonica, i paesi di tutto il mondo si stanno attivamente rivolgendo all’energia pulita. Allo stesso tempo si presentano nuove sfide ed esigenze per l’industria dei cavi ottici. In questo contesto, l’industria dei cavi ottici non deve solo soddisfare le esigenze di base del settore delle comunicazioni, ma deve anche svolgere un ruolo attivo nel risparmio energetico, nella riduzione delle emissioni e nello sviluppo a basse emissioni di carbonio. Nello specifico, l’industria dei cavi ottici dovrebbe ridurre le proprie emissioni di carbonio ottimizzando la selezione dei materiali, la progettazione strutturale e i processi. Allo stesso tempo, nel contesto di "ingresso fibra ottica e uscita rame", si dovrebbe utilizzare la trasmissione ad alta efficienza e le caratteristiche di basso consumo energetico dei cavi ottici per ridurre il consumo energetico dell'intera rete di comunicazione. Inoltre, i prodotti in cavo ottico dovrebbero anche fornire un supporto di rete stabile ed efficiente per lo sviluppo dell’energia rinnovabile e promuovere la divulgazione e l’applicazione dell’energia pulita. Ad esempio, nel processo di generazione di energia eolica offshore, attraverso i dati trasmessi da cavi ottici, i gestori possono cogliere con precisione lo stato operativo, la produzione di energia, le informazioni sui guasti, ecc. di ciascuna turbina eolica fin dal primo momento, in modo da apportare modifiche e manutenzioni tempestive.

3. Analisi delle tendenze del mercato dei cavi ottici nazionali ed esteri

Da una prospettiva globale, con il rapido sviluppo del settore delle comunicazioni globali, la dimensione del mercato dei cavi ottici continua ad espandersi. Il British Commodity Research Institute prevede che la domanda globale di cavi ottici crescerà ad un tasso di crescita annuo composto di circa il 4% dal 2023 al 2027, e supererà i 650 milioni di chilometri entro la fine del 2027.

In termini di struttura del mercato, la quota di mercato globale della fibra e dei cavi ottici nel 2023-2024 è mostrata nella Figura 1. Il mercato globale dei cavi ottici è fondamentalmente dominato da Cina, Stati Uniti, Giappone e Italia. Tra le aziende rappresentative figurano le cinesi YOFC, Hengtong, FiberHome e Zhongtian, la statunitense Corning, la giapponese Furukawa Electric, Sumitomo Electric e Fujikura e l'italiana Prysmian.

In termini di tendenze del mercato, la Cina ha costruito circa il 70% delle stazioni base 5G del mondo. Lo sviluppo delle tecnologie rappresentate dal 5G è diventato relativamente maturo e il layout della rete è sostanzialmente definito. Prima che la tecnologia 6G faccia pieno progresso e venga commercializzata su larga scala, il ritmo di costruzione nel campo delle reti wireless potrebbe rallentare rispetto agli anni precedenti, ma gli investimenti nella potenza di calcolo e nei data center rimarranno elevati. Nei mercati esteri, in particolare in Europa, il 4G è ancora la tecnologia principale e la costruzione dell’infrastruttura 5G è insufficiente, quindi il potenziale di sviluppo del mercato è enorme.

4. Caratteristiche del mercato europeo

Le principali caratteristiche del mercato europeo possono essere riassunte in un ampio potenziale di mercato, severi requisiti di protezione ambientale e attenzione all’innovazione tecnologica.

Il potenziale di mercato è enorme, poiché gli operatori rappresentati da Deutsche Telekom DT stanno promuovendo vigorosamente la costruzione della fibra domestica (FTTH), cercando di raggiungere l'accesso alla fibra per 10 milioni di famiglie entro il 2024 e di raggiungere l'accesso alla fibra per tutte le famiglie in Germania entro il 2030. Le politiche e gli investimenti relativi al 5G e FTTH dei principali paesi europei sono mostrati nella Tabella 1. Si prevede che il ciclo di costruzione dell'intera Europa durerà fino al 2030.

I severi requisiti di protezione dell'ambiente si riflettono nel fatto che operatori come Orange hanno incluso in modo aggressivo indicatori di emissione di carbonio nel sistema di valutazione delle offerte. L’ultima procedura di gara è stata modificata dall’originale 50% per le imprese e il 50% per la tecnologia al 40% per le imprese e la tecnologia e al 20% per le emissioni di carbonio. I requisiti sempre più rigorosi di protezione ambientale dell'Europa stanno guidando lo sviluppo di prodotti per cavi di comunicazione nella direzione di basse emissioni di carbonio e di protezione ambientale.

L’enfasi sull’innovazione tecnologica si riflette nel rapido aggiornamento dei prodotti nel mercato europeo, in particolare nello sviluppo di cavi ottici ad alta densità di nucleo di fibre e ad alta velocità di trasmissione. Limitati dagli elevati costi di noleggio e costruzione delle tubazioni in Europa, i clienti chiederanno costantemente ai produttori di miniaturizzare i cavi ottici. In alcuni casi estremi, il noleggio del gasdotto è addirittura superiore al costo dei cavi ottici. Pertanto, la miniaturizzazione dei cavi ottici è una tendenza molto importante nel mercato europeo.

5. Pratica europea di miniaturizzazione dei cavi ottici per ridurre le emissioni di carbonio

In Europa, la miniaturizzazione dei cavi ottici e l’elevata densità dei nuclei delle fibre sono diventate esigenze urgenti. Oltre a risparmiare sul noleggio delle tubazioni e a ridurre i costi di manodopera causati da ripetute costruzioni, la miniaturizzazione dei cavi ottici può anche ridurre ulteriormente le emissioni di carbonio.

Per il mercato europeo, YOFC tiene il passo con il mercato e sviluppa con successo prodotti con cavi ottici più compatti ed efficienti. Prendendo come esempio il micro-cavo ad aria soffiata a 144 nuclei, il micro-cavo ad aria soffiata ultra-piccolo (diametro del cavo 4,5 mm) realizzato in fibra ottica di piccolo diametro può raggiungere il 60% del micro-cavo ad aria soffiata convenzionale (diametro del cavo 7,9 mm). Riducendo significativamente il diametro del cavo ottico, si tiene conto anche della stabilità d'uso negli scenari applicativi reali.

Analizzando i dati sulle emissioni di carbonio, i ricercatori hanno scoperto che le emissioni di carbonio nel ciclo di vita dei cavi ottici sono composte principalmente da emissioni di carbonio durante la raccolta delle materie prime, emissioni di carbonio durante il processo di produzione ed emissioni di carbonio durante il trasporto dei prodotti finiti.

I dati sulle emissioni di carbonio di un cavo ottico europeo durante tutto il suo ciclo di vita sono mostrati nella Tabella 2. La somma delle emissioni di carbonio di queste tre parti rappresenta il 99,76% delle emissioni di carbonio del cavo ottico durante tutto il suo ciclo di vita.

Tra questi, il più importante è rappresentato dalle emissioni di carbonio nel processo di raccolta delle materie prime (comprese le fasi di acquisto e trasporto delle materie prime primarie e secondarie), che rappresentano l’88% delle emissioni totali di carbonio. La miniaturizzazione dei cavi ottici può ridurre notevolmente il consumo di materiale e quindi raggiungere l’obiettivo della riduzione del carbonio.

In secondo luogo, un diametro del cavo inferiore favorisce la riduzione del volume di estrusione dell'estrusore per unità di tempo (ovvero il flusso di estrusione), la riduzione della corrente operativa della macchina e il risparmio di elettricità. Quando il flusso massimo di estrusione della macchina è costante, la stessa linea di produzione può anche raggiungere una velocità di produzione più elevata, migliorando così l'efficienza produttiva e riducendo i costi di produzione.

Infine, dopo la miniaturizzazione, il cavo ottico finito ha un volume e un peso inferiori e nello stesso spazio di trasporto possono essere trasportate più merci, il che può ridurre ulteriormente le emissioni di carbonio durante il trasporto.

6. Ottimizzare il processo produttivo per ridurre le emissioni di carbonio

Per ottenere una produzione a basse emissioni di carbonio di cavi ottici, è necessario ottimizzare il processo di produzione. Nello specifico, le emissioni di carbonio nel processo produttivo possono essere ridotte utilizzando materiali riciclati rispettosi dell’ambiente, applicando tecnologie di risparmio energetico e migliorando i processi produttivi.

La giapponese Fujikura utilizza la tecnologia ecologica per produrre un nuovo materiale unico e rispettoso dell'ambiente e lo utilizza come guaina esterna del cavo. Questo materiale è più leggero dei tradizionali materiali in PVC, può essere riciclato, ha colori più chiari ed è più resistente agli agenti atmosferici e flessibile.

Corning utilizza attrezzature e tecnologie avanzate per il risparmio energetico per ottenere un uso efficiente dell'energia nel processo di produzione. Prendendo come esempio il raffreddamento ad acqua circolante, Corning implementa un metodo chiamato “raffreddamento naturale”, che utilizza l’aria esterna inferiore per favorire il raffreddamento ad acqua.

Oltre a risparmiare energia, il freecooling può anche prolungare la durata della macchina riducendo il tempo di funzionamento della macchina di raffreddamento.

YOFC utilizza la linea integrata di colorazione e rivestimento secondario per integrare i due principali processi di colorazione e rivestimento secondario nel processo di produzione di cavi ottici. La fibra ottica colorata entra direttamente nel rivestimento secondario dopo l'indurimento, in modo che la colorazione della fibra ottica e il rivestimento secondario possano essere completati contemporaneamente su una nuova linea di produzione, il che può migliorare l'efficienza produttiva, il livello di produzione del cavo ottico e le prestazioni. Attualmente, l'attrezzatura è stata utilizzata con successo nel progetto di espansione di Sichuan Lefei su larga scala, con una velocità di produzione massima di 800 m/min.

7. Tendenza allo sviluppo futuro dei prodotti con cavi ottici

Guardando al futuro, i prodotti con cavi ottici aumenteranno l'uso di materiali ecologici e linee di produzione a risparmio energetico e si miniaturizzeranno ulteriormente. L’evoluzione tecnologica del mercato europeo dei cavi ottici è sempre stata un trend setter tecnologico a livello globale e in futuro anche i cavi ottici globali si svilupperanno in una direzione più verde e più rispettosa dell’ambiente. Allo stesso tempo, le aziende produttrici di cavi ottici aumenteranno anche i propri investimenti in ricerca e sviluppo e gli sforzi di espansione del mercato per migliorare le prestazioni e la competitività dei prodotti e contribuire allo sviluppo sostenibile del settore delle comunicazioni globali.

Fonte: Dongguan HX Fiber Technology Co., Ltd