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LED照明引领世代交替需要多方突围

导读: LED照明引领世代交替需要多方突围

    全球节能环保风潮兴起,各国陆续订出的节能政策为LED登上照明光源舞台主角的梦想,提供了具体可期的发展进程,也描绘出绿色节能产业的光明未来。

    目前一般照明市场仍以白炽灯/卤素灯、荧光灯等最为常用,LED照明崛起的机会,在于主流照明成为全球能源消耗的重要来源之一,且照明能源消耗增加率大于整体能源消耗的增加率。

    发光效率研发速度加快  后续增长力道强劲

    但强有力的政府后台支撑,能否保障LED一路过关斩将顺利登场,亦或是在世代交替的过程意外中箭落马?其重要关键之一在于,LED的应用增长必须与其优势条件的提升速度相辅相成,日亚于1993年宣布蓝光LED迈向新里程碑,3年后添加黄色荧光粉激发成白光LED,从此开启白光LED的时代。

    从白光LED发光效率来看,业界于一年多前的商品化量产规格能达到50 lm/w可算是不错的成绩,到了2008年更进一步拉抬至70 lm/w,其水平足以取代传统灯泡或卤素灯,而LED领导大厂日亚在实验室达到150 lm/w的发光效率,比美国光电工业发展协会(OIDA)所设定的2012年达到150 lm/w的目标,提早约6年达成。

    LED进入照明应用终极市场的美梦并非一蹴而就,但撇开2007年小量试产的LED路灯及新兴商业装饰灯之外,2008~2010年将是LED照明的重要增长期。根据光电产业协会(PIDA)估计,在不含灯具下,2008年LED光源将比2007年增长13%,规模达到9,800万美元,2009年将正式超越1亿美元。IEK也认为,随着LED技术不断提升及广泛应用领域,预计2010年LED照明市场规模将达到7.71亿美元,2006~2010年复合增长率达到39%。

    LED从半导体制程起家,如今进军打入照明业,必须透过光、电、热、机等各项技术环节的整合,技术提升之余,市场成熟度是否配合?LED厂将如何切入创造高附加产值?以下分述讨论。

    全球环保意识高涨  白炽灯将走入历史

    随着节能减排的呼声不断加强,LED照明发展以北美、欧洲、中国及日本等区域发展最积极,包括欧盟要求淘汰传统白炽灯泡、美国通过法案大力推动LED照明,澳大利亚宣示将禁用白炽灯泡、中国提出“十一五规划”将固态照明列为国家发展重点、日本政府2008年宣布,预计3年内将逐渐停止在国内生产和销售白炽灯等。在LED成功打入普通照明之前,LED路灯成为节能政策下最易被看到的指标,政府的政策利多将率先推动LED路灯切入。

    LED具有寿命长、体积小及低耗能的优势,被视为下一代照明的主力,但LED也面临成本高、性能不确定性高和替换难度高等发展瓶颈,在目前全球高达百亿美元的照明商机中,LED价格偏高的限制,促使LED势必将从特殊市场逐步渗透,商业照明与特殊照明将首先展现效应。

    LED路灯打头阵 室外照明领先应用

    目前全球高达1亿多盏的路灯中,道路照明仍以水银灯和高压钠灯为主要光源,但由于传统路灯光源含有水银成分的危害物质将逐步淘汰,LED路灯的购买者多半来自政府公共工程,2005年全球首批LED路灯在荷兰正式点灯,2007年于各国陆续进入示范性质,在历经半年~1年测试期后,预计2008~2012年将进入高增长期。

    将灯具高度8米的LED路灯与高压钠灯相比较,LED消耗功率60瓦,而高压钠灯功率消耗达到250瓦,虽然2者灯源价格相差3倍多,但LED路灯使用寿命长达5万小时,高压钠灯使用寿命为4,000小时,LED路灯在使用2年的消耗电力约为530度,高压钠灯则需消耗2,200度电力,因此在使用2年后,若加总电费以及维护成本来计算,LED与高压钠灯成本几乎一致。

    有专家指出,将100瓦的LED路灯和亮度相等的400瓦水银灯相比,在每天连续使用12小时下,LED路灯1天可节省2元电费。

    然而路灯装设的主要推动者是政府,但LED路灯面临的困境也是各国规范不一的问题,加上LED路灯散热及风阻设计能否适用于不同区域及气候中仍具有疑虑,使得LED路灯鲜少用于主要道路照明,散见于公园景观灯、次级辅助道路及巷道内。

    LED路灯应用于新兴市场的发展潜力优于成熟市场,以国内为例,由于电力缺乏,节能优势成为主要考虑,PIDA认为,LED路灯将是带动LED打响照明应用的第一炮,预计2008年全球LED路灯将达到14亿美元的市场规模,其中中国路灯市场约达5.6亿美元,在中国成为LED路灯的重要市场先驱,预期3年后欧美市场也将逐渐打开。

    不过LED路灯市场虽然惊人,但期待不可能无限放大,新技术取代的进程是缓慢提升的,高压钠灯的应用已长达10年,但如今道路照明采用高压钠灯的比重仅有一半。

    中国每年新增路灯数量高达400万~500万盏,但并非全数换上LED路灯,在信心不足下,采用LED路灯的比率也仅约10%,2008年更新安装LED路灯的数量约30万~40万盏,而其余新装设的路灯要等到下一波重新汰换恐需等到10年后,政府公共建设预算也不可能在短期内全数释出,路灯增长力道强劲,但普及化的路途仍然遥远。

    此外,体育场内大型广告牌、建筑物照明、户外大型广告广告牌也是LED户外照明的重要市场,建筑照明2006年市场规模达0.93亿美元,相当于当年度LED照明市场的45%,为LED照明最大应用领域。随着2008年北京奥运会到来,庞大商机刺激LED显示广告牌高度增长,使得中国成为LED户外照明应用增长最快速的市场,上海浦东区的震旦、花旗大厦双屏幕为世界上展示数字内容作品最大的LED屏幕。

    价格阻碍室内照明普及  特殊照明抢进市场

    室内照明可说是LED照明发展潜力最大的领域,但LED要进入一般普通照明,其发光效率必须达到150lm/w,且足以商品化阶段,由于LED制成灯具后,原本100 lm/w的发光效率将衰弱为60~70 lm/w,因此若要LED灯具达到100 lm/w的发光效率,其灯源需符合至150 lm/w的水平,而业界预计,150 lm/w要脱离实验室环境,并达到实际可用的时间点将会落在2012年。

    LED的另一特点是必须处理散热问题,LED光源有效应用率有高达7成转化为热能,3成为可见光,因此LED散热处理不容小觑,尽管目前有厂商将LED应用于室内灯条设计,以开放式设计分散LED散热问题,但对于偏好嵌灯或探照灯的欧美市场来说仍不易接受,而LED嵌灯必须透过完全不同于现行的装潢方式,否则其热能将面临无法处理的潜在危险,必须借助政府法规制订以保障消费者权益。

    更实际的问题则是,价格是影响LED照明普及速度的重要关键,室内照明涉及一般家庭使用者,以传统灯泡而言,1,000流明的购买成本只要0.5美元,若采用节能灯泡,价格提高至5美元,但1,000流明的LED灯源却需花费近50美元,价格相差高达10~100倍,尽管在长期使用35,000小时之后,LED以省电及维修费用低廉的优势,将可弥补灯泡成本的费用,但愿意为了环保理念而花费高价的消费族群又有多少?成本问题无法解决,LED打入普通照明应用将可望而不可及。

    在价格难以滑落的门坎下,LED室内照明应用仍以商业或特殊照明为主力,特别是LED的冷发光源及无红外线特性,避免被照物受热失去水分或龟裂,对于博物馆保藏文物或卖场商品展售具有优势,随着白光LED发光效率及光通量提升,价格敏感度比一般消费者低,业界认为,高功率LED在商业照明的市场规模,2007年约为1.8亿美元,2008年将增长到3.8亿美元,2009年可倍数增长达6.8亿美元。


    照明商机是挑战也是机会

    尽管LED发光效率快速突破预定进程,但电流稳定转换、封装散热技术提升以及电流量扩大等都是待解决的难题,而各国对于室内、室外照明应用仍缺乏一致规范,甚至不同国际大厂间的终端产品也存在着无法相互替换的限制,规格不一势必将限制产品量能放大的动力,成本下降与价格可亲的达成更是扩大LED照明商品普及的临门一脚。

    LED照明应用何时成熟仍面临考验,尤其是市场刚起步之际,质量与信赖的建立才能吸引消费者持续购买,新产品的不确定性是挑战也是机会,未来5年将是LED照明迈入发展成熟的关键期,“人人有机会、个个没把握”才是最迷人的想象空间。

 (编辑:于占涛)

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