“绿色照明”如何影响和推动LED照明产业?
“绿色照明”由美国环境保护署(EPA)于1991年首先提出“启动绿色照明工程”的概念,随后立即得到了联合国的支持和许多国家的关注,导致LED照明竞争被踢开离开。
从政策和技术方面推动绿色照明目标和项目是国家推进既定目标的主要手段。
2003年,英国政府通过《能源白皮书》鼓励人们使用LED照明,当地照明企业也积极参与LED照明产品的研发和生产。 2000年至2006年,欧洲推出“绿色照明计划”,淘汰高能耗产品。欧盟从2009年9月开始禁止使用高瓦数白炽灯泡,并于2012年全面禁止。美国早在1997年就通过绿色照明计划实现了70亿千瓦时的节电,后来被纳入了绿色照明计划。 1998 年能源之星建筑能效计划。
中国是世界上最大的发展中国家,也是世界第二大能源生产国和消费国。随着经济的不断发展,能源消耗急剧增加。电力行业快速发展导致电力供应紧张,如近期局部地区拉闸限电,以及新能源发电、弃电、输电等效率低下造成的电力损耗,这种情况还将持续存在于未来一段时间。因此,推动产业链技术发展,实施高效照明是改善电力供应不足的主要途径之一。
我国绿色照明“85启动、95启动”。1996年,《中国绿色照明工程实施方案》出台,该方案的主要目的是节能、健康照明。当时的白炽灯和高压灯当时,LED照明还是一个新兴产业,当时LED封装技术主要由台湾企业控制。因其环保、节能、高显色性、长寿命等特点逐渐被市场接受,吸引了越来越多的商家加入这个行业。
LED在2006年左右开始应用于照明行业,主要用LED球泡灯、路灯替代白炽灯、高压钠灯。不过,正是随后的成本下降,让LED照明迎来了回升,主要得益于设备制造的升级以及LED封装技术的自动化,提高了产品质量和稳定性。 LED灯珠从最早的几块钱一颗LED灯珠下降到几个角落甚至几分钟,并且有很多厂家可以根据不同客人使用领域采取不同的制造方案,推动LED照明渗透到民用领域,到目前为止已经实现了近60%-70%的替代。
LED进入成熟期,因其进入门槛较低,出现不少LED照明作坊。这些小作坊在技术和制造工艺上追求与大企业相同甚至更低的成本,使得价格并不能代表优良的品质,造成LED照明市场的混乱。此后,我国推出了绿色照明的3C认证标准和环保政策,规范了LED照明行业,促使企业转向技术和设备的改进。
全球两大洲为自由贸易和绿色照明发展奠定基础
20世纪90年代,全球、两大洲的贸易格局形成。首先是美国主导的北美第一产业和第三产业自由贸易协定,其次是欧盟经济和市场一体化的形成,最后是世界贸易组织(WTO)的成立。
三圈形成后奠定了世界自由贸易和区域垄断格局的基础。 1997年签署的《京都议定书》进一步推动了绿色照明的发展目标和任务,鼓励LED照明技术的研发和创新。
2007年,美国次贷危机和反倾销政策对刚刚处于发展期的照明行业造成打击,导致出口大幅下滑。然而,中国照明企业引进了先进设备,研发了新技术。 2013-2016年,LED芯片国产替代率提高,中小功率产品性价比大幅提升,终于赶上了LED芯片第二次上涨周期。因此,中国正在逐步实现从OEM开始的全产业链国产化。
“绿色电力”
“绿色照明”的概念是美国环境保护署在20世纪90年代初提出的。它包括高效节能、环保、安全和舒适四大指标。高效节能顾名思义就是在保证足够照明的情况下尽可能少的消耗,从而减少电厂的排放,达到环保的目的。光线清晰柔和,不产生紫外线,防止晕光和光污染,达到安全舒适的目的。
从宏观上看,绿色电力的具体实施可以分为两个方面,一方面是降低能源消耗,另一方面是新技术、新产品的研发。我国采用LED替代白炽灯,可节电约41.67Mtce(2018年),节能效果显着。随着技术的发展,LED照明已达到成熟阶段,不可避免地要探索新的应用,例如智能照明的跨行业结合、不同应用场景下照明系统与大数据的结合等。
从微观上看,企业淘汰旧产能、开发新型节能产品的速度以及长期目标的可行性决定了企业未来的发展。科技进步,市场变化日新月异,对于照明行业来说,恪守规则,不及时割肉甚至不关注市场预期变化,很容易被时代淘汰。速度就是效率,有时甚至是制胜的关键,这就需要企业及时了解世界形势和政府的产业规划,从而及时甚至提前做出决策和调整。
国家从政策上推动绿色照明
疫情发生以来,各国积极推动绿色照明计划,多数国家制定了硬性法律法规和目标完成标准。典型的例子是欧洲、中国和其他一些国家的能源标签降级和产品信息透明度。能源标签降级避免了技术发展带来的“AA”、“AAA”、“5A”等混乱标签的出现。同样的二维码更方便用户和其他相关行业充分了解产品信息,让产品信息让消费者更加独立和选择性。其次,全面禁止有毒、有害和污染严重的产品和材料,如日本禁止含汞产品进出口。
“绿色照明”影响未来材料和设备的选择
一般的衬底材料有氮化镓衬底、硅衬底和蓝宝石衬底。 2011年6月,我国第一块100公斤以上蓝宝石晶体在江苏扬中问世,成为主流衬底材料之一。目前,蓝宝石衬底占外延片生产成本的20%。蓝宝石的竞争对手有硅基板具有更好的导热性和更大的发光面积。
从节能高效的要求出发,未来原材料的选择更倾向于发光效率更高、照明亮度可调、更换频率短的产品。因此,未来硅衬底甚至碳化硅衬底在解决了成本问题后,将成为LED照明上游产业蓝宝石衬底的有力竞争对手。
目前全球主流的芯片设备为MOCVD。主要厂商有德国AIXTRON、美国Veeco、以及中国的中微公司。从2009年开始,中国大陆政府对MOCVD设备的采购进行补贴随后,大量LED芯片厂商对MOCVD设备的需求猛增。
据TrendForce LEDinside统计,截至2012年底,中国MOCVD设备数量已突破900台,而2015年至2019年,全球MOCVD设备市场规模呈现快速增长趋势,全球LED芯片产量目前,中国已成为全球最大的LED芯片生产国。
“绿色照明”的技术含义
政策纠正产业方向,技术推动产业发展。物联网和5G网络的兴起,驱动LED照明向跨行业结合的数字技术领域发展。传感器的广泛应用和大数据的云化,使得智能系统成为近年来下游企业的发展重点。在数据时代,5G网络和传感器的应用可以分析用户的信息、产品使用环境和用户行为。通过设置智能系统,照明变得更加高效和人性化,并节省不必要的能源消耗。
此外,政府大力推动智慧城市和智慧工程项目,将提升智能照明的市场需求。2017年,全球智能照明市场进入高速发展阶段,市场规模逼近46亿美元TrendForce预计2022年全球智能照明市场规模为81.9亿美元。
“绿色照明”对应用场景的影响
智能照明
随着城市化进程的加快,城市公共照明设施的需求和建设规模逐年增加,同时城市公共照明的能耗也日益增加。在能源可持续发展的时代,节能减排、高效照明、提高路灯等户外照明的寿命、降低维护管理成本也是城市智慧的主要要求。
例如,在交通照明方面,智能照明系统只要视频监控的道路上有车辆,就可以根据实时车流和车辆方向调节路灯的亮度,并可以自由组织和控制路灯。经测试,节电率可达80.5%。
植物照明
随着地球生存环境的不断恶化,以及农业节能减排逐渐受到重视,模拟太阳光的植物照明近年来呈现爆发式增长,行业关注度逐渐提高。主要驱动力是北美医疗和娱乐大麻市场的快速增长,从长远来看,LED照明在蔬菜、医药等领域的应用可能性比大麻大得多。
根据TrendForce最新研究数据显示,2022年全球LED植物照明市场规模将成长10.4%,达到18.5亿美元。植物照明市场去年上半年放缓,主要受出货延误及运费价格影响。受疫情影响上涨,其次是电源IC短缺等政治因素。
“绿色照明”推动跨行业合作,企业积极布局智能照明领域
企业积极推广绿色智能照明,通过合作优化资源配置,扩大业务规模,在激烈竞争的市场环境中,能够快速实现预期目标,获得竞争优势,同时凭借自身的资源和优势合作伙伴,快速布局新兴应用场景及相关产业链。
2021年照明企业与互联网企业、智慧照明云平台等科技企业合作,分别在智慧照明细分场景下,如德国佛山照明在城市、智慧教育和智慧办公领域布局,以及中国专注于科技路灯身上的智慧路灯,也是UL针对照明的发展方向之一。