陈昭彦
2008年8月8日晚,北京奥运会开幕式上徐徐展开的卷轴上,梦幻般的水墨画震撼了全世界观众的心灵和目光。这幅显示效果奇美并能够自由伸展的画卷,是由8000多块LED彩砖地面显示屏组成的。在2010年上海世博会、广州亚运会上,LED都已经成为集万千宠爱于一身的高科技宠儿,为世人带来极具震撼的视觉光影效果。LED照明技术不仅创造了异彩纷呈的视觉艺术,也正在悄悄地改变着我们的生活。据悉,国家发改委有关负责人日前表示,“十二五”期间,LED产业有望实现翻两番的目标。发改委已会同有关部门研究考虑将LED纳入“中国绿色照明工程”。
LED发展的环境和必由趋势
LED光源照明是当今世界高新技术产业发展的重要方向,是照明史上继白炽灯、荧光灯(普通节能灯)之后又一场照明光源革命,有着巨大的市场发展潜力和社会效益。
LED照明是一种采用发光二极管(LED)作为光源的新型照明装置,LED(LightEmittingDiode)发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光,减少中间热量损失,因此LED照明被称为固态冷光源。在同样照度下耗电仅为普通白炽灯(电能转化为热能发光)的1/10,而寿命却可以达到5-10万小时。由于LED照明有显著的节能、低碳环保、寿命长等优点,被公认为是21世纪最有发展前景的新兴高科技产业之一。如同晶体管替代电子管一样,随着国内外LED照明技术逐渐成熟,LED灯替代传统的白炽灯和荧光灯也是大势所趋,在发达国家及国际性大城市已逐渐被采用。
国家“十二五”规划已将加快建设资源节约型、环境友好型社会,提高生态文明水平列为经济发展的基本原则。北京市确定的建设世界城市的战略目标,也要求我们在社会发展和经济建设中必须要树立绿色、低碳的发展理念,站在高科技应用的战略制高点上,积极推进低碳、节能、环保照明,从而加快构建资源节约、环境友好的生产方式和消费模式,为建设现代化城市起到引领示范作用,这将是又好又快发展首都经济建设的必由之路。
LED高效照明的可行性
国家政策大力扶持LED产业发展
为发挥科技进步应用的支撑作用,促进经济平稳较快发展,着力突破制约产业转型的主要关键技术,推动节能减排,有效推动我国LED照明应用的健康快速发展,迅速提升我国LED照明产业的社会效益,我国政府已将LED照明产业纳入国家重点发展的高新技术产业,给予大力支持。并已连续出LED照明工程计划和试点。从2008年开始,财政补贴高效照明产品推广工作正式启动,各级主管部门也正在筹划出台相应的扶持政策,以促进中国LED照明产业的发展,这些都为北京实施LED照明提供了有力支撑。
我国LED已实现产业化,重点企业已掌握核心技术
LED产业一般按照加工应用流程分为外延片及芯片制造、器件封装和LED应用,其中,外延片和芯片制造是LED产业链的核心,同时也是附加值最高环节,是典型的技术或资本密集的“三高”产业;而产业链中下游的封装和应用环节壁垒较低,属于劳动密集型产业。从产业边际效益来看我国非常适合发展LED产业。
国内半导体照明领域主要研发机构大多集中在北京,拥有中科院半导体所、中科院物理所、清华集成光电子学国家重点实验室、北大宽禁带半导体中心、北京工业大学光电予技术实验室等一批研发机构,在高亮度LED的外延生长和芯片制造技術领域处于国内领先地位。通过多个863国家重大科技项目和北京市科技计划重大项目支持,已形成一系列科技进步成果,是我国具有自主知识产权的上游核心技术的主要来源。
按照国家《半导体照明节能产业发展意见》,到2015年,将形成上游芯片规模化生产企业3至5家;产业集中度显著提高,拥有自主品牌和较大市场影响力的骨干龙头企业10家左右的格局。LED产业必然会走向集约化的进程,在科技部“十城万盏”LED照明应用工程的基础上,通过自主创新和推广应用,LED照明的关键性技术已经获得突破,国内一些企业已经掌握了LED照明先进核心技术。
与此同时,我国的LED产业已经连续多年持续保持高速发展,2009年在全球金融危机的影响下,我国LED产业仍然保持了20%的发展速度。可以说,中国大陆已成为LED产业发展最快、市场潜力最大的地区。
LED成本效益趋向经济拐点
面对国内外激烈的市场竞争,谁拥有先进科学技术并能推广应用,谁就真正拥有了市场。我国LED厂家不断加大自主创新能力,随着LED照明光源共性和关键技术的突破,产业集约化水平和产业规模大大提高,特别是LED大功率高效照明产品成本逐渐下降,从产品生命周期的成本效益来计算,已经远远超过目前市场的其它形式的节能灯产品。LED高效照明作为技术上先进、经济上可行的节能低碳技术应进入大力提倡和应用阶段。
LED在我国一些城市的试点已取得显著成效
为加快转变经济发展方式,推动我国LED产业的发展,降低能源消耗,国家科技部推出“十城万盏”LED照明应用示范城市方案,充分发挥市场机制,一部分有自主创新能力的企业在市场竞争中凸显出来,一些技术先进、产品质量可靠的LED品牌逐步形成。根据科技部规划,“十城万盏”计划将在2012年进入第二阶段,即在50个城市建置200万盏LED路灯。北京LED照明工程应该尽快实施到位,走在全国开发应用LED照明工程的先进行列。
北京市绿色照明现有基础与LED高效照明的发展空间
在“十一五”期间,绿色照明工程作为北京市委市政府折子工程,得到有关领导的高度重视和社会的广泛关注,科研部门和企业积极参与,通过在居民用户、机关事业单位、大宗用户各领域推广应用荧光灯代替白炽灯的活动,取得了较好成绩。自2004年以来,已经有2000万只节能灯走进首都百姓的家中,节约用电7,5亿千瓦时。根据统计数据显示,北京市2009年用电总量约为700多亿度(KWh),照明用电约70亿千瓦时,占用电总量的1/10。若当前采用代表光源革命的高新技术LED照明,根据LED相对普通节能灯具的节能率来计算,我市照明将有巨大的节能空间。
据LED产业数据分析,LED照明比一般荧光灯节能50-70%。按照50%的节能效率预测,“十二五”期间,如果全市公共场所照明用电设备全部采用LED光源,以2009年用电量为基数,平均每年可节约照明用电约17,5亿千瓦时以上。同时,由于LED寿命长,可降低维修成本,大约节约财政经费15亿元以上。由此可见经济效益是非常可观的。
除节能增效外,通过实施LED照明
光源工程,可大大降低因照明用电引起的二氧化碳排放,真正实现“绿色照明”节能低碳的目标。LED照明的优势还在于不含汞等有害放射物,可大大降低汞、铅对环境的污染和对人体健康的危害。
LED照明技术的应用既是以人为本理念的体现,又改善了城市照明环境,创造了和谐舒适安全的环境,为北京建设世界城市增添了独有的特色。
北京市实施LED照明工程的战略目标与政策保障
“十二五”是全面建设小康社会的关键时期,也是在居民用户、机关事业单位、大宗经营客户各领域大力推广LED高效照明应用的重要时期。要以建设“三个北京”和世界城市为契机,以加快转变北京市照明向高新技术方向转化为目标,以世界城市照明应用需求为导向,以机制体制创新为突破口,在道路照明、旅游景区照明、室内照明、公共场所照明、城市建设重大工程等方面,整体规划,重点突破,逐步推进。
实施LED绿色照明工程的阶段目标
2011-2013年,可推广和应用LED照明产品20万盏,室内LED照明产品1000万盏。并通过示范工程的实施,推动全市道路、旅游景区、地铁、隧道、地下空间、大型公共建筑等领域照明产品向LED照明转变。并在全市范围内建立充满活力、特色鲜明、规范有序的LED节能服务市场,实现LED高效照明应用工程建设的规范化、常态化、科学化。
到2015年,在全市广泛普及LED高效照明灯具。以北京市2010年照明用电量为基数和上限,实现利用技术节能控制增量,实现十二五期间年均节电30%,年均节电量约25亿千瓦时,减少二氧化碳排放250万吨。促进首都北京绿色照明向高新技术方向转化,有力促进“三个北京”和世界城市建设。
实施LED绿色照明工程的政策保障
要坚持政府引导推广应用与市场运作相结合,突出政府作为市场主导的地位,发挥在应对气候变化和克服资源环境约束面前的超前引领作用,依靠市场规则,整合市场力量,通过政府投资、补贴、价格杠杆、合同能源管理等手段,着力推进组织创新、机制创新、技术创新等方式,科学有序促进全市LED高效照明科技成果转化应用。具体体现在:
一要充分发挥政府主导LED照明工程建设的效能。LED高效照明是节能环保工程,是改善万家灯火的民生工程,也是照亮优美北京和提升现代化城市建设水平的工程。改善百姓生活质量和提供公共事务优质服务是政府义不容辞的责任。为此,各级政府应发挥市场主导作用,特别是在节能减排、LED高效照明领域充分发挥引领作用。当前,一是要尽快制订出具有前瞻性的管理规范;二是要用政府公共消费拉动市场消费;三是要用政府资金杠杆作用撬动社会资金投入;四是政府相应主管部门应筹划出台相应的扶持和鼓励政策,及时研究出台LED照明的战略规划,通过利用经济、市场、法律等手段,实施运用组织、机制、技术创新等举措,有效配置资源,切实推动全市LED照明工程健康快速可持续发展。
二要建立健全组织机构和开发应用管理制度。LED照明技术作为21世纪新兴产业和低碳技术,在技术研发、推广应用中有别于传统照明,需要统筹安排和专业人士的广泛参与,为此,成立“北京市LED照明工程协调领导小组”势在必行。领导小组主要负责产业扶持政策、发展规划、年度目标的制定和重点项目的实施管理等工作。下设办公室,负责实施LED实施过程中的日常事务工作。同时,设立专家咨询委员会,负责对LED照明应用试点示范工程方面重大决策进行论证和咨询,专家由“北京LED照明工程协调领导小组”聘任,在办公室组织下开展有关条例、标准、政策、技术等咨询工作,参与宣传、推广、示范、合作等计划的研究和推动工作。
三要坚持科学有序的实施步骤。一是在产品使用和具体实施推广前期,应开展LED项目技术可行性论证、市场潜力调研、试点采集、实施步骤和进度安排、LED鼓励政策、责任考核等前期调研。研究设定北京照明用电的基数和上限红线,通过LED高效节能技术实现控制增量。为开展LED推广工作中提供科学指导和技术支撑;二是成熟的产品和技术是LED项目成功的生命线。为此,进入北京市LED推广项目的产品和企业必须能代表世界LED技术发展的主流方向,能体现我国LED产业政策发展的需求,具有规模效益和品牌效应。高标准的产品和技术检测是工作之重,要保障技术在国内外引领示范作用。特别推荐采用具有自主知识产权,能集中体现我国LED产业原始创新的厂家,对覆盖LED外延片、芯片、器件封装和LED应用全部产业链,承担科技部“十城万盏”LED照明应用工程,为我国节能减排作出巨大贡献的厂家应作为首选之列;三是根据LED产品技术特征和价格趋势,要坚持先试点后推广。各区县应首先在部分社区、大宗用户、各机关事业单位和居民家庭开展试点实施,后开展推广工作。试点采选应首先考虑24小时照明状态下的地下车库和车间、郊区主次干道及需要大功率照明LED冷光源更安全的会堂场所和公共场所。同时要做好LED进机关、进校园、进社区、进地铁以及一些主次干道及著名建筑景观的科普知识、节能环保意识等宣讲工作。
四要积极采用合同能源管理模式。为降低用能单位节能项目的资金和技术风险,充分调动用能单位节能改造的积极性,项目运作适合采用合同能源管理模式。合同能源管理是国内外普遍推行的、运用市场手段促进节能的服务机制,节能服务商和用户签订LED能源管理合同,并以节能效益分享方式收回投资和获得相应利润。
针对党政机关、事业单位、大宗经营用户鼓励采用合同能源模式,并做好与LED照明厂家或LED节能服务商实现对接。如年耗能1000万千瓦时的耗能单位,如采用合同能源管理模式,用能单位不需要投入节能资金和承担技术风险,节能服务商可以在大约三至五年之内收回投资,用能单位也可通过节约的电能资金获得效益。
五要注意发挥重点示范项目的辐射作用。应在试点工作推进过程中,选择一些照明耗能大、影响较大的单位作为试点,并在政策、技术、资金方面给与一定的支持;对于采用LED的企业给予节能量额度或碳排放额度折算后可以现金补贴。