半导体照明亦称固态照明,具有耗电量少、寿命长、可控性强等特点,目前产品光效已超过普通照明白炽灯、卤钨灯、荧光灯等传统光源,价格快速下降,正在成为照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一场照明光源的革命。
1.国际上对半导体照明产业的认识、判断和做法
半导体照明亦称固态照明,具有耗电量少、寿命长、可控性强等特点,目前产品光效已超过普通照明白炽灯、卤钨灯、荧光灯等传统光源,价格快速下降,正在成为照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一场照明光源的革命。
(1)半导体照明是革命性的技术,有着巨大的创新空间与科技进步能力
目前半导体照明技术和市场的发展速度已远远超出人们的预期。目前功率型白光LED产品光效已超过100流明/瓦(理论值是400流明/瓦,研发已达到161流明/瓦),大大超过普通照明白炽灯(15流明/瓦)和节能荧光灯(90流明/瓦),并在通用照明领域开始了示范应用。半导体照明产业多学科交叉融合的特点明显,是深度的物理学、高难度的化学和复杂的器件工艺的融合,包括光学、电学、热学等诸多学科,有巨大的科技进步空间和发展潜力。
(2)半导体照明是战略性产业,有着巨大的市场潜力
自20世纪60年代开始的LED指示显示等中低端应用,已在100年的发展过程中走了50年,而高端的LED功能性照明应用在100年的发展过程中,从20世纪90年代末至今,仅走了10年的时间。据美国Strategies Unlimited公司数据,从1999年到2008年,全球LED的市场规模年均增长率超过20%。随着技术的日益成熟和成本的迅速下降,半导体照明在道路、工矿企业、商厦和家庭等巨大的功能性照明应用市场已经启动。此外,医疗、农业、军事、航空等新应用也已出现,而市场空间更大的室内照明的雏形也在逐步形成。预计2015年全球将形成1000亿美元以上的半导体照明应用市场。
(3)半导体照明是节能环保的绿色光源
美国桑地亚国家实验室2007年7月21日向《自然》(Nature)提交的论文中指出,照明占全球能源消耗的8.9%,占电力消耗的19%,而对GDP的贡献率仅是0.63%。如果采用半导体照明技术,有望使2050年的照明用电保持在2005年的水平(占能源消耗的8%,电力消耗的20%),但对GDP的贡献率上升到1.63%。LED生产和使用中没有汞等有害物质,可以大幅度减少废旧灯具的环境污染,且采用低压直流供电,没有红外、紫外辐射,是真正绿色、健康的照明光源。
(4)抢占战略性产业制高点的争夺战已经在全球打响
面对半导体照明产业巨大的市场空间与节能潜力,很多发达国家都将半导体照明列为战略性高技术产业,一场抢占新兴产业制高点的争夺战,已经在全球打响。发达国家和地区支持半导体照明技术创新与产业发展的主要做法有:
①立足国家战略推动半导体照明技术研发
美国“国家半导体照明研究计划”(2000年-2010年年投资5亿美元),目前美国已经将发展半导体照明技术提升到国家战略的高度,美国能源部的研发计划将确保美国公司能在下一代照明技术领域继续保持强大的竞争力——以国家的力量来实现未来的战略利益。此外,欧盟“彩虹计划”(2000年)、韩国“GaN半导体开发计划”(2002年)等发达国家政府计划相继启动,我国台湾地区也于2002年9月启动了“新世纪照明光源开发计划”。日本“21世纪光计划”(1998年)启动时,LED光效不足10流明/瓦,但日本政府从对节能环保承诺、体现国家意志角度,大胆预期十年实现100流明/瓦,明确表示要挑战科学家和企业家。
②发布白炽灯等高能耗传统照明灯具的禁限令
为加速节能光源的推广工作,2008年12月,欧盟通过了逐步淘汰大功率普通照明白炽灯的决定:100瓦以上的普通照明白炽灯白2009年9月起退出市场;40瓦以上的普通照明白炽灯将于2010年初退出市场;2012年后所有普通照明白炽灯将由节能照明灯具替代,不再销售普通照明白炽灯;到2016年卤钨灯也将禁止销售。澳大利亚(2010年)、加拿大(2012年)、美国(2014年)也都以一定期限的“白炽灯禁令”,或者废除普通照明白炽灯和卤钨灯的形式来响应照明产业的变革。
③出台示范应用与推广的政策
美国能源部(DOE)将半导体照明纳入能源之星(Energy Star)计划,2009年开始实施节能补贴推广LED,以取代霓虹灯类广告牌(20亿美元市场)。而最新的美国经济振兴计划资助了各大城市政府的LED应用方案,能源产业转型和发展是奥巴马政府经济复兴计划的核心。2009年2月,美国前总统克林顿的基金会开始在洛杉矶示范推广1.5万盏LED路灯,目标是5年替换洛杉矶的14万盏传统路灯,节电40%。此外,奥克兰、旧金山、匹兹堡和圣荷塞等城市以及美国国防部五角大楼也在开展道路照明和室内照明的示范应用。2005年12月日本出台改善与提高能源使用的促进税法,规定2006-2007年间企业或机构使用LED照明装置取代白炽灯照明装置,可获得投资额130%超额折旧,或者是投资额7%的税率减免,以扩大日本国内LED照明需求。最近,日本已在各个生活层面上积极导入LED照明应用。韩国2009年初提出“15/30计划”,预计2015年前将30%照明改由LED照明取代。
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