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夜景照明工程中LED的普及

發布日期:2012-11-22
國家發展改革委有關負責人近日向媒體透露,將加快製定出台“十二五”半導體照明節能產業專項規劃。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月科技部印發的《半導體照明科技發展“十二五”專項規劃》中,也提出到“十二五”末發光二極管(LED)在通用照明市場占有率達到30%,形成5000億元產業規模的目標。

而根據國家發展改革委、商務部等部門聯合發布的《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。

一方麵是政策鼓勵,另一方麵則是淘汰落後產品“掃清障礙”,LED照明正迎來發展的好時機。

不過,記者近日在走訪業內專家時了解到,目前LED照明的普及仍麵臨技術、價格等問題的製約,要想取代目前的照明產品,仍需要一段時日。

優勢顯著

從1879年愛迪生成功發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。在之後的100多年裏,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。

那麽,LED燈為何如此受追捧?

通用電氣(GE)中國研發中心照明技術團隊負責人高明告訴《中國科學報》記者,傳統白熾燈的光效隻有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,也更節能。而在使用壽命方麵,LED燈一般可以達到2.5萬小時以上,比傳統白熾燈提高了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勢。

由於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,大力推廣采用節能技術的熒光燈,即節能燈。

然而,節能燈中含有的汞等有害元素,卻會對環境產生嚴重的汙染。據了解,每1毫克的汞,就可以汙染360噸水。目前每隻節能燈含汞量在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能燈數量在5億隻以上。由於我國目前相關回收體係尚不健全,因此,這數億隻節能燈若處置不當,其汙染後果將相當可怕。

而據中國再生資源回收利用協會副秘書長唐愛軍介紹,節能燈隻能降低汞的含量,完全杜絕汞是做不到的。

高明也告訴《中國科學報》記者,在過去的幾十年裏,照明界經過大量的研究,發現汞原子的發光是非常高效的,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燈則在環保方麵更具優勢。高明告訴記者,LED燈不含汞,其電路板的回收利用也較節能燈更為容易,因此對環境的汙染比節能燈要小得多。

唐愛軍也表示,由於LED燈不含汞,而在使用壽命和節能方麵又能達到很好的效果,所以比較看好LED燈的發展。

取代仍存困難

雖然在節能和環保等方麵具有諸多優勢,但LED燈想將其他照明產品取而代之卻並非易事。

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,目前處於高速發展期,但一些技術尚不完善,如發光效率、散熱、驅動等方麵的問題。發光角度一般也隻有180度,較傳統白熾燈和節能燈的360度發光有所欠缺。

這些技術的不完善也製約了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,國家關於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定,但目前在公共照明領域大力推廣的LED產品並不符合這些標準。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,不利於道路安全性。

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裏下降得非常快,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保持。在高明看來,當LED燈的價格下降到傳統白熾燈10倍左右時,就可以體現其競爭優勢了。

“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。”高明說。

而在技術方麵,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,不僅有利於散熱,也使得光照角度更大。此外,GE還在LED燈泡裏麵采用了相關塗層技術,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。猫咪网页版进入主页國家也出台了相關政策,逐步淘汰白熾燈,鼓勵發展半導體照明產品。

不過,和其他高科技產業類似,我國LED照明的發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遊,芯片技術、封裝和外延片技術等均較國外落後。“用於照明的大功率LED芯片,一半以上需要進口,國產的大都是小功率的芯片。”劉世平說。

另一方麵,我國在發展LED照明方麵也有著自身的優勢。如在原材料和人力成本方麵的優勢,以及國家在政策層麵的大力支持等。據了解,目前我國已經建了十幾個產業化基地,LED路燈也在大力推廣中。

快速發展的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,以及市場競爭機製不健全等問題,也困擾著我國LED照明的發展。這些都有待在未來的發展中逐步去解決。