1. Wprowadzenie

W miarę jak globalny problem zmian klimatycznych staje się coraz poważniejszy, cel neutralności węglowej stał się wspólną wizją rozwoju realizowaną przez wszystkie kraje. W tym kontekście szczególnie istotny jest ekologiczny rozwój branży telekomunikacyjnej, jako jednego z ważnych obszarów zużycia energii i emisji gazów cieplarnianych. Jako kluczowy element infrastruktury komunikacyjnej, kierunek rozwoju i pozycja kabli optycznych w kontekście neutralności węglowej zasługują na pogłębione omówienie.

2. Tło neutralności węglowej i rola branży kabli optycznych

Kierując się celem neutralności pod względem emisji dwutlenku węgla, kraje na całym świecie aktywnie zwracają się w stronę czystej energii. Jednocześnie przed branżą kabli optycznych stawiane są nowe wyzwania i wymagania. W tym kontekście branża kabli optycznych musi nie tylko spełniać podstawowe potrzeby branży telekomunikacyjnej, ale także odgrywać aktywną rolę w oszczędzaniu energii, redukcji emisji i rozwoju niskoemisyjnym. W szczególności przemysł kabli optycznych powinien zmniejszyć własną emisję dwutlenku węgla poprzez optymalizację doboru materiałów, projektowania konstrukcji i procesów. Jednocześnie w kontekście „wprowadzenia i wyjścia światłowodu” należy wykorzystać wysokowydajną transmisję i charakterystykę niskiego zużycia energii kabli optycznych, aby zmniejszyć zużycie energii w całej sieci komunikacyjnej. Ponadto produkty kabli optycznych powinny także zapewniać stabilne i wydajne wsparcie sieciowe dla rozwoju energetyki odnawialnej oraz promować popularyzację i zastosowanie czystej energii. Na przykład w procesie wytwarzania morskiej energii wiatrowej, dzięki danym przesyłanym kablami optycznymi, menedżerowie mogą już za pierwszym razem dokładnie poznać stan pracy, wytwarzanie energii, informacje o usterkach itp. każdej turbiny wiatrowej, aby móc na czas dokonać regulacji i konserwacji.

3. Analiza trendów na rynku kabli optycznych w kraju i za granicą

Z perspektywy globalnej, wraz z szybkim rozwojem globalnej branży telekomunikacyjnej, wielkość rynku kabli optycznych stale rośnie. Brytyjski Instytut Badań nad Towarami przewiduje, że światowy popyt na kable optyczne będzie rósł w latach 2023–2027 w złożonym rocznym tempie wynoszącym około 4% i do końca 2027 r. przekroczy 650 milionów kilometrów rdzenia.

Pod względem struktury rynku udział w światowym rynku światłowodów i kabli w latach 2023-2024 przedstawiono na rysunku 1. Światowy rynek kabli optycznych jest zasadniczo zdominowany przez Chiny, Stany Zjednoczone, Japonię i Włochy. Do reprezentatywnych firm należą chińskie YOFC, Hengtong, FiberHome i Zhongtian, amerykański Corning, japoński Furukawa Electric, Sumitomo Electric i Fujikura oraz włoski Prysmian.

Jeśli chodzi o trendy rynkowe, Chiny zbudowały około 70% stacji bazowych 5G na świecie. Rozwój technologii reprezentowanych przez 5G stał się stosunkowo dojrzały, a układ sieci został w zasadzie ustalony. Zanim technologia 6G osiągnie pełny postęp i zostanie skomercjalizowana na dużą skalę, tempo budowy sieci bezprzewodowych może spowolnić w porównaniu z poprzednimi latami, ale inwestycje w moc obliczeniową i centra danych pozostaną wysokie. Na rynkach zagranicznych, szczególnie w Europie, 4G jest w dalszym ciągu główną technologią, a budowa infrastruktury 5G jest niewystarczająca, dlatego potencjał rozwoju rynku jest ogromny.

4. Charakterystyka rynku europejskiego

Główne cechy rynku europejskiego można podsumować jako duży potencjał rynkowy, rygorystyczne wymagania w zakresie ochrony środowiska i nacisk na innowacje technologiczne.

Potencjał rynku jest ogromny, gdyż operatorzy reprezentowani przez Deutsche Telekom DT aktywnie promują budowę światłowodu do domu (FTTH), dążąc do zapewnienia dostępu światłowodowego do 10 mln gospodarstw domowych do 2024 r., a do 2030 r. do wszystkich gospodarstw domowych w Niemczech. Politykę i inwestycje głównych krajów europejskich w zakresie 5G i FTTH przedstawiono w tabeli 1. Cykl budowy całej Europy ma trwać do 2030 r.

Rygorystyczne wymogi ochrony środowiska znajdują odzwierciedlenie w tym, że operatorzy tacy jak Orange agresywnie włączyli wskaźniki emisji dwutlenku węgla do systemu oceny ofert. W najnowszym procesie przetargowym zmieniono pierwotne stawki 50% dla przedsiębiorstw i 50% dla technologii na 40% dla przedsiębiorstw i technologii oraz 20% dla emisji gazów cieplarnianych. Coraz bardziej rygorystyczne wymagania Europy w zakresie ochrony środowiska napędzają rozwój produktów kabli komunikacyjnych w kierunku niskoemisyjnej i ochrony środowiska.

Nacisk na innowacje technologiczne znajduje odzwierciedlenie w szybkim unowocześnianiu produktów na rynku europejskim, zwłaszcza w rozwoju kabli optycznych o dużej gęstości rdzenia światłowodowego i dużej szybkości transmisji. Klienci, ograniczeni wysokimi kosztami wynajmu i budowy rurociągów w Europie, będą stale prosić producentów o miniaturyzację kabli optycznych. W skrajnych przypadkach koszt wynajmu rurociągu jest nawet wyższy niż koszt kabli optycznych. Dlatego miniaturyzacja kabli optycznych jest bardzo ważnym trendem na rynku europejskim.

5. Europejska praktyka miniaturyzacji kabli optycznych w celu ograniczenia emisji gazów cieplarnianych

W Europie pilną potrzebą stała się miniaturyzacja kabli optycznych i duża gęstość rdzenia światłowodowego. Oprócz oszczędności w wynajmie rurociągów i zmniejszenia kosztów pracy spowodowanych powtarzalną budową, miniaturyzacja kabli optycznych może również jeszcze bardziej zmniejszyć emisję dwutlenku węgla.

Na rynek europejski YOFC dotrzymuje kroku rynkowi i z powodzeniem opracowuje bardziej kompaktowe i wydajne produkty z zakresu kabli optycznych. Biorąc za przykład 144-żyłowy mikrokabel wdmuchiwany powietrzem, bardzo mały mikrokabel wdmuchiwany powietrzem (średnica kabla 4,5 mm) wykonany z światłowodu o małej średnicy może osiągnąć 60% konwencjonalnego mikrokabla wdmuchiwanego powietrzem (średnica kabla 7,9 mm). Zmniejszając znacznie średnicę kabla optycznego, uwzględnia się również stabilność użytkowania w rzeczywistych scenariuszach zastosowań.

Analizując dane dotyczące emisji dwutlenku węgla, naukowcy odkryli, że emisje dwutlenku węgla w cyklu życia kabli optycznych składają się głównie z emisji dwutlenku węgla podczas gromadzenia surowców, emisji dwutlenku węgla podczas procesu produkcyjnego oraz emisji dwutlenku węgla podczas transportu gotowych produktów.

Dane dotyczące emisji dwutlenku węgla przez europejski kabel optyczny w całym jego cyklu życia przedstawiono w tabeli 2. Suma emisji dwutlenku węgla z tych trzech części stanowi 99,76% emisji dwutlenku węgla w całym cyklu życia kabla optycznego.

Wśród nich najważniejsza jest emisja dwutlenku węgla w procesie odbioru surowców (w tym na etapie zakupu i transportu surowców pierwotnych i wtórnych), która stanowi 88% całkowitej emisji dwutlenku węgla. Miniaturyzacja kabli optycznych może znacznie zmniejszyć zużycie materiałów, a tym samym osiągnąć cel, jakim jest redukcja emisji dwutlenku węgla.

Po drugie, mniejsza średnica kabla sprzyja zmniejszeniu objętości wytłaczania wytłaczarki w jednostce czasu (tj. przepływu wytłaczania), zmniejszeniu prądu roboczego maszyny i oszczędzaniu energii elektrycznej. Gdy maksymalny przepływ wytłaczania maszyny jest stały, ta sama linia produkcyjna może również osiągnąć większą prędkość produkcji, poprawiając w ten sposób wydajność produkcji i zmniejszając koszty produkcji.

Wreszcie, po miniaturyzacji, gotowy kabel optyczny ma mniejszą objętość i wagę, a w tej samej przestrzeni transportowej można przewieźć więcej towarów, co może dodatkowo zmniejszyć emisję dwutlenku węgla podczas transportu.

6. Optymalizuj proces produkcyjny, aby zmniejszyć emisję dwutlenku węgla

Aby osiągnąć niskoemisyjną produkcję wyrobów z kabli optycznych, konieczna jest optymalizacja procesu produkcyjnego. W szczególności emisję dwutlenku węgla w procesie produkcyjnym można zmniejszyć, stosując przyjazne dla środowiska materiały pochodzące z recyklingu, stosując technologie oszczędzające energię i ulepszając procesy produkcyjne.

Japońska firma Fujikura wykorzystuje technologię ekologiczną do produkcji unikalnego, nowego, przyjaznego dla środowiska materiału i wykorzystuje go jako zewnętrzną powłokę kabla. Materiał ten jest lżejszy niż tradycyjne materiały PCV, można go poddać recyklingowi, ma wyraźniejsze kolory, jest bardziej odporny na warunki atmosferyczne i elastyczny.

Corning wykorzystuje zaawansowany sprzęt i technologie oszczędzające energię, aby osiągnąć efektywne wykorzystanie energii w procesie produkcyjnym. Biorąc za przykład chłodzenie wodą obiegową, Corning wdraża metodę zwaną „chłodzeniem naturalnym”, która wykorzystuje niższą ilość powietrza zewnętrznego do wspomagania chłodzenia wodą.

Oprócz oszczędzania energii, darmowe chłodzenie może również wydłużyć żywotność maszyny poprzez skrócenie czasu pracy maszyny chłodzącej.

YOFC wykorzystuje zintegrowaną linię do barwienia i powlekania wtórnego, aby zintegrować dwa główne procesy barwienia i powlekania wtórnego w procesie produkcji kabli optycznych. Kolorowy włókno światłowodowe bezpośrednio po utwardzeniu wchodzi do powłoki wtórnej, dzięki czemu barwienie światłowodu i powłoka wtórna mogą zostać ukończone w tym samym czasie na nowej linii produkcyjnej, co może poprawić wydajność produkcji, poziom produkcji kabli optycznych i wydajność. Obecnie sprzęt został z powodzeniem zastosowany w projekcie rozbudowy Sichuan Lefei na dużą skalę, przy maksymalnej prędkości produkcji 800 m/min.

7. Przyszły trend rozwojowy produktów z zakresu kabli optycznych

Patrząc w przyszłość, produkty z zakresu kabli optycznych zwiększą wykorzystanie materiałów przyjaznych dla środowiska i energooszczędnych linii produkcyjnych, a także dalszą miniaturyzację. Ewolucja technologiczna europejskiego rynku kabli optycznych zawsze wyznaczała światowe trendy technologiczne, a światowe kable optyczne również będą w przyszłości rozwijać się w bardziej ekologicznym i przyjaznym dla środowiska kierunku. Jednocześnie producenci kabli optycznych zwiększą również swoje inwestycje w badania i rozwój oraz wysiłki w zakresie ekspansji rynkowej, aby poprawić wydajność produktów i konkurencyjność oraz przyczynić się do zrównoważonego rozwoju globalnego przemysłu telekomunikacyjnego.

Źródło: Dongguan HX Fibre Technology Co., Ltd