夜景照明工程中LED的普及
發(fā)布日期：2012-11-22
國家發(fā)展改革委有關負責人近日向媒體透露，將加快制定出臺“十二五”半導體照明節(jié)能產業(yè)專項規(guī)劃。此外，還將加快夜景照明工程應用推廣，采用財政補貼方式推廣半導體照明產品，提高市場占有率。
今年7月科技部印發(fā)的《半導體照明科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》中，也提出到“十二五”末發(fā)光二極管(LED)在通用照明市場占有率達到30%，形成5000億元產業(yè)規(guī)模的目標。
而根據國家發(fā)展改革委、商務部等部門聯合發(fā)布的《中國逐步淘汰白熾燈路線圖》，從今年10月1日起，我國已經開始分階段淘汰白熾燈。
一方面是政策鼓勵，另一方面則是淘汰落后產品“掃清障礙”，LED照明正迎來發(fā)展的好時機。
不過，記者近日在走訪業(yè)內專家時了解到，目前LED照明的普及仍面臨技術、價格等問題的制約，要想取代目前的照明產品，仍需要一段時日。
優(yōu)勢顯著
從1879年愛迪生成功發(fā)明有實用價值的白熾燈開始，人類的照明就邁入了電氣化的時代。在之后的100多年里，白熾燈技術不斷進步，同時，也誕生了采用其他技術手段的電燈，如采用氣體放電技術的熒光燈，以及采用半導體技術的LED燈。
那么，LED燈為何如此受追捧?
通用電氣(GE)中國研發(fā)中心照明技術團隊負責人高明告訴《中國科學報》記者，傳統(tǒng)白熾燈的光效只有10流明/瓦，而LED燈則可以達到70~80流明/瓦，因此LED燈較白熾燈光效更高，也更節(jié)能。而在使用壽命方面，LED燈一般可以達到2.5萬小時以上，比傳統(tǒng)白熾燈提高了20倍以上。
此外，LED燈還可以根據應用場合，設計成不同的形狀和尺寸，這也是白熾燈所不具備的優(yōu)勢。
由于白熾燈存在能耗過高的問題，從2008年開始，我國啟動了“綠色照明”工程，大力推廣采用節(jié)能技術的熒光燈，即節(jié)能燈。
然而，節(jié)能燈中含有的汞等有害元素，卻會對環(huán)境產生嚴重的污染。據了解，每1毫克的汞，就可以污染360噸水。目前每只節(jié)能燈含汞量在3~5毫克左右，而截至2011年，我國通過財政補貼累積推廣的節(jié)能燈數量在5億只以上。由于我國目前相關回收體系尚不健全，因此，這數億只節(jié)能燈若處置不當，其污染后果將相當可怕。
而據中國再生資源回收利用協會副秘書長唐愛軍介紹，節(jié)能燈只能降低汞的含量，完全杜絕汞是做不到的。
高明也告訴《中國科學報》記者，在過去的幾十年里，照明界經過大量的研究，發(fā)現汞原子的發(fā)光是非常高效的，到目前為止，還沒看到在氣體放電燈中可以完全替換汞原子的元素。
相比之下，LED燈則在環(huán)保方面更具優(yōu)勢。高明告訴記者，LED燈不含汞，其電路板的回收利用也較節(jié)能燈更為容易，因此對環(huán)境的污染比節(jié)能燈要小得多。
唐愛軍也表示，由于LED燈不含汞，而在使用壽命和節(jié)能方面又能達到很好的效果，所以比較看好LED燈的發(fā)展。
取代仍存困難
雖然在節(jié)能和環(huán)保等方面具有諸多優(yōu)勢，但LED燈想將其他照明產品取而代之卻并非易事。
中國照明學會副理事長劉世平告訴《中國科學報》記者，LED燈是比較有前途的新光源，目前處于高速發(fā)展期，但一些技術尚不完善，如發(fā)光效率、散熱、驅動等方面的問題。發(fā)光角度一般也只有180度，較傳統(tǒng)白熾燈和節(jié)能燈的360度發(fā)光有所欠缺。
這些技術的不完善也制約了LED燈的應用。例如，目前一些城市在推廣LED路燈時遭受了質疑。相關專家指出，國家關于城市道路照明設計標準中對照度、均勻度、眩光值等有著嚴格的規(guī)定，但目前在公共照明領域大力推廣的LED產品并不符合這些標準。此外，LED燈色溫高，是純白光，穿透性較差，在雨霧天氣尤為明顯，不利于道路安全性。
除了技術問題，成本問題也是LED燈普及的障礙之一。劉世平告訴記者，目前使用的白熾燈一般在1~2元，節(jié)能燈是8~9元，而LED燈便宜的也要四五十元，貴的則超過一百元。
不過據高明介紹，LED燈的成本在過去幾年里下降得非常快，基本以每年20%的速度在下降，而且這一下降勢頭在未來幾年會繼續(xù)保持。在高明看來，當LED燈的價格下降到傳統(tǒng)白熾燈10倍左右時，就可以體現其競爭優(yōu)勢了。
“LED燈的使用壽命是白熾燈的20倍以上，如果將來LED燈價格能降到白熾燈的10倍左右，消費者雖然前期投入高一點，但從整個產品生命周期來看，LED燈能省80%以上的能源，維護成本低，對消費者來說它會成為一種更經濟的選擇?！备呙髡f。
而在技術方面，LED照明也不斷取得新的進展。比如LED燈照明角度的問題。高明告訴記者，如果在產品設計時考慮到空間分布的話，同時進行技術的投入，是可以將光照的空間分布角度做得更大的。據高明介紹，GE此前推出的滿足美國能源之星要求的A19 LED燈，采用了“八爪魚”的設計方式，不僅有利于散熱，也使得光照角度更大。此外，GE還在LED燈泡里面采用了相關涂層技術，可以產生漫反射的效果，使得照明的角度更寬，光線也更加柔和。
發(fā)展需謹慎
雖然尚有技術和成本問題需要進一步解決，但用LED燈取代以往照明產品已是大勢所趨。歐美等國家也紛紛推廣LED燈的應用。我們國家也出臺了相關政策，逐步淘汰白熾燈，鼓勵發(fā)展半導體照明產品。
不過，和其他高科技產業(yè)類似，我國LED照明的發(fā)展也存在著核心技術缺失的問題。劉世平向記者坦言，目前我國LED照明和國外的差距主要在上游，芯片技術、封裝和外延片技術等均較國外落后?！坝糜谡彰鞯拇蠊β蔐ED芯片，一半以上需要進口，國產的大都是小功率的芯片?！眲⑹榔秸f。
另一方面，我國在發(fā)展LED照明方面也有著自身的優(yōu)勢。如在原材料和人力成本方面的優(yōu)勢，以及國家在政策層面的大力支持等。據了解，目前我國已經建了十幾個產業(yè)化基地，LED路燈也在大力推廣中。
快速發(fā)展的LED照明也存在隱憂。中投顧問高級研究員賀在華在接受《中國科學報》記者采訪時表示，雖然中國的LED照明需求潛力大，同時有政府政策的大力支持，但也存在著監(jiān)管不嚴、產品質量參差不齊、生產成本過高等問題。此外，產品同質化問題嚴重，核心技術有待加強，以及市場競爭機制不健全等問題，也困擾著我國LED照明的發(fā)展。這些都有待在未來的發(fā)展中逐步去解決。
今年7月科技部印發(fā)的《半導體照明科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃》中，也提出到“十二五”末發(fā)光二極管(LED)在通用照明市場占有率達到30%，形成5000億元產業(yè)規(guī)模的目標。
而根據國家發(fā)展改革委、商務部等部門聯合發(fā)布的《中國逐步淘汰白熾燈路線圖》，從今年10月1日起，我國已經開始分階段淘汰白熾燈。
一方面是政策鼓勵，另一方面則是淘汰落后產品“掃清障礙”，LED照明正迎來發(fā)展的好時機。
不過，記者近日在走訪業(yè)內專家時了解到，目前LED照明的普及仍面臨技術、價格等問題的制約，要想取代目前的照明產品，仍需要一段時日。
優(yōu)勢顯著
從1879年愛迪生成功發(fā)明有實用價值的白熾燈開始，人類的照明就邁入了電氣化的時代。在之后的100多年里，白熾燈技術不斷進步，同時，也誕生了采用其他技術手段的電燈，如采用氣體放電技術的熒光燈，以及采用半導體技術的LED燈。
那么，LED燈為何如此受追捧?
通用電氣(GE)中國研發(fā)中心照明技術團隊負責人高明告訴《中國科學報》記者，傳統(tǒng)白熾燈的光效只有10流明/瓦，而LED燈則可以達到70~80流明/瓦，因此LED燈較白熾燈光效更高，也更節(jié)能。而在使用壽命方面，LED燈一般可以達到2.5萬小時以上，比傳統(tǒng)白熾燈提高了20倍以上。
此外，LED燈還可以根據應用場合，設計成不同的形狀和尺寸，這也是白熾燈所不具備的優(yōu)勢。
由于白熾燈存在能耗過高的問題，從2008年開始，我國啟動了“綠色照明”工程，大力推廣采用節(jié)能技術的熒光燈，即節(jié)能燈。
然而，節(jié)能燈中含有的汞等有害元素，卻會對環(huán)境產生嚴重的污染。據了解，每1毫克的汞，就可以污染360噸水。目前每只節(jié)能燈含汞量在3~5毫克左右，而截至2011年，我國通過財政補貼累積推廣的節(jié)能燈數量在5億只以上。由于我國目前相關回收體系尚不健全，因此，這數億只節(jié)能燈若處置不當，其污染后果將相當可怕。
而據中國再生資源回收利用協會副秘書長唐愛軍介紹，節(jié)能燈只能降低汞的含量，完全杜絕汞是做不到的。
高明也告訴《中國科學報》記者，在過去的幾十年里，照明界經過大量的研究，發(fā)現汞原子的發(fā)光是非常高效的，到目前為止，還沒看到在氣體放電燈中可以完全替換汞原子的元素。
相比之下，LED燈則在環(huán)保方面更具優(yōu)勢。高明告訴記者，LED燈不含汞，其電路板的回收利用也較節(jié)能燈更為容易，因此對環(huán)境的污染比節(jié)能燈要小得多。
唐愛軍也表示，由于LED燈不含汞，而在使用壽命和節(jié)能方面又能達到很好的效果，所以比較看好LED燈的發(fā)展。
取代仍存困難
雖然在節(jié)能和環(huán)保等方面具有諸多優(yōu)勢，但LED燈想將其他照明產品取而代之卻并非易事。
中國照明學會副理事長劉世平告訴《中國科學報》記者，LED燈是比較有前途的新光源，目前處于高速發(fā)展期，但一些技術尚不完善，如發(fā)光效率、散熱、驅動等方面的問題。發(fā)光角度一般也只有180度，較傳統(tǒng)白熾燈和節(jié)能燈的360度發(fā)光有所欠缺。
這些技術的不完善也制約了LED燈的應用。例如，目前一些城市在推廣LED路燈時遭受了質疑。相關專家指出，國家關于城市道路照明設計標準中對照度、均勻度、眩光值等有著嚴格的規(guī)定，但目前在公共照明領域大力推廣的LED產品并不符合這些標準。此外，LED燈色溫高，是純白光，穿透性較差，在雨霧天氣尤為明顯，不利于道路安全性。
除了技術問題，成本問題也是LED燈普及的障礙之一。劉世平告訴記者，目前使用的白熾燈一般在1~2元，節(jié)能燈是8~9元，而LED燈便宜的也要四五十元，貴的則超過一百元。
不過據高明介紹，LED燈的成本在過去幾年里下降得非常快，基本以每年20%的速度在下降，而且這一下降勢頭在未來幾年會繼續(xù)保持。在高明看來，當LED燈的價格下降到傳統(tǒng)白熾燈10倍左右時，就可以體現其競爭優(yōu)勢了。
“LED燈的使用壽命是白熾燈的20倍以上，如果將來LED燈價格能降到白熾燈的10倍左右，消費者雖然前期投入高一點，但從整個產品生命周期來看，LED燈能省80%以上的能源，維護成本低，對消費者來說它會成為一種更經濟的選擇?！备呙髡f。
而在技術方面，LED照明也不斷取得新的進展。比如LED燈照明角度的問題。高明告訴記者，如果在產品設計時考慮到空間分布的話，同時進行技術的投入，是可以將光照的空間分布角度做得更大的。據高明介紹，GE此前推出的滿足美國能源之星要求的A19 LED燈，采用了“八爪魚”的設計方式，不僅有利于散熱，也使得光照角度更大。此外，GE還在LED燈泡里面采用了相關涂層技術，可以產生漫反射的效果，使得照明的角度更寬，光線也更加柔和。
發(fā)展需謹慎
雖然尚有技術和成本問題需要進一步解決，但用LED燈取代以往照明產品已是大勢所趨。歐美等國家也紛紛推廣LED燈的應用。我們國家也出臺了相關政策，逐步淘汰白熾燈，鼓勵發(fā)展半導體照明產品。
不過，和其他高科技產業(yè)類似，我國LED照明的發(fā)展也存在著核心技術缺失的問題。劉世平向記者坦言，目前我國LED照明和國外的差距主要在上游，芯片技術、封裝和外延片技術等均較國外落后?！坝糜谡彰鞯拇蠊β蔐ED芯片，一半以上需要進口，國產的大都是小功率的芯片?！眲⑹榔秸f。
另一方面，我國在發(fā)展LED照明方面也有著自身的優(yōu)勢。如在原材料和人力成本方面的優(yōu)勢，以及國家在政策層面的大力支持等。據了解，目前我國已經建了十幾個產業(yè)化基地，LED路燈也在大力推廣中。
快速發(fā)展的LED照明也存在隱憂。中投顧問高級研究員賀在華在接受《中國科學報》記者采訪時表示，雖然中國的LED照明需求潛力大，同時有政府政策的大力支持，但也存在著監(jiān)管不嚴、產品質量參差不齊、生產成本過高等問題。此外，產品同質化問題嚴重，核心技術有待加強，以及市場競爭機制不健全等問題，也困擾著我國LED照明的發(fā)展。這些都有待在未來的發(fā)展中逐步去解決。
