作者:陈羽
绿色照明是节约能源、保护环境,有益于提高人们生产、工作、学习效率和生活质量,保护身心健康的照明。绿色照明是美国国家环保局于上个世纪90年代初提出的概念。 是指通过科学的照明设计,采用高效节电照明产品,达到节电、保护照明环境和提高照明质量的统称,是国际发展趋势和国家现代化的标志,我国已将“绿色照明工程”列为重点推广项目和节能产业跨世纪战略;
绿色照明灯具特指高效节能电光源,如LED灯、电子节能灯等;包含高效节能、环保、安全、舒适等4项指标,不可或缺。高效节能意味着以消耗较少的电能获得足够的照明,从而明显减少电厂大气污染物的排放,达到环保的目的。安全、舒适指的是光照清晰、柔和及不产生紫外线、眩光等有害光照,不产生光污染。
2、绿色照明灯具的宗旨:
(1)保护环境,包括减少照明器具生命周期内的污染物排放,采用洁净光源、自然光源和绿色材料,控制光污染;
(2)节约能源,以节能灯替代白炽灯为例,可节电70%以上,高效电光源可使冷却灯具散发出热量的能耗明显减少。
(3)有益健康,提供舒适、愉悦、安全的高质量照明环境;
(4)提高工作效率,这比节省电费更有价值;
(5)营造体现现代文明的光文化。
节能灯又叫紧凑型荧光灯(国外简称CFT灯),主要由灯管、荧光粉、灯头、电子镇流器、灯丝、三基粉、特种粘胶组成,并因此而形成了一条包括玻璃管厂、稀土分离厂、荧光粉厂、灯丝厂、灯管厂、组装厂、电子原件场以及经销商的节能灯产业链条。
上游行业涉及荧光粉材料、稀土材料、铜、铁等金属和有色金属材料行业,玻璃行业,以及煤气、电力等能源行业,上游行业发展状况对本行业有一定影响。中国矿产资源十分丰富,种类齐全,居世界领先地位,目前已探明有储量的矿产155 种,其中能源矿产8 种,金属矿产54 种,非金属矿产90 种。稀土、钨、锡、钼、锑等矿产居世界第1、2 位(数据来源:北京矿产地质研究所)。中国作为世界重要的矿产资源大国和矿业大国,为中国节能灯行业发展提供了有利条件。
节能灯下游是各级经销商和最终用户,是生产生活的必需品。由于节能灯中含有汞等重金属,废弃后较易造成环境污染,目前还没有有效的回收处置措施,同时因此国外很多地区都限制这一行业的发展。目前,以LED灯为代表的半导体照明被认为完全可以解决节能灯汞污染的问题,因为其不含汞,而且可以节约80%的电,使用寿命长达8-10年,是节能灯寿命的10倍左右。
2009年9月国家发改委、科技部、工业和信息化部、财政部、住房和城乡建设部、国家质检总局联合发布《半导体照明节能产业发展意见》(以下简称“意见”),《意见》将LED 产业分为上、中、下游,上游产业是外延材料与芯片制造,属于技术和资金密集行业;中游产业是器件与模块封装,下游是显示与照明应用,属于技术和劳动密集行业。LED产业链结构和具体情况如下图所示:
LED上游产业主要是指LED发光材料外延制造和芯片制造。由于外延工艺的高度发展,器件的主要结构如发光层、限制层、缓冲层、反射层等均已在外延工序中完成,芯片制造主要是做正、负电极和完成分割检测。
LED中游产业是指LED器件封装产业。在半导体产业中,LED封装产业与其他半导体器件封装产业不同,它可以根据用于现实、照明、通信等不同场合,封装出不同颜色、不同形状的品种繁多的LED发光器件。
LED下游产业是指应用LED显示或照明器件后形成的产业。就LED应用来讲,涉及面应该更广,还应包括那些在家电、仪表、轻工业产品中的信息显示,但这些不足以支撑LED下游产业。其中主要的应用产业有LED显示屏、LED交通信号灯、太阳能电池LED航标灯、液晶背光源、LED车灯、LED景观灯饰、LED特殊照明等。
LED产业上下游各环节差异很大,上游产品技术难度高、进入门槛高,毛利率也较高,约占行业70%的利润;中游和下游产品技术难度低、缺乏核心技术、进入门槛低、竞争激烈,中游的封装环节和下游的LED应用均占行业10%-20%的利润(数据来源:半导体照明网)。
公司生产的LED产品主要是指从事下游的LED应用产品制造,即将封装过的产品经过测试、分选,通过贴片、插件及装配等环节成为各类LED终端产品。LED应用技术更多地体现在系统设计、结构设计、散热处理以及二、三次光学设计等方而。作为LED产业链中直接面向市场的终端应用产品,在整个产业链中起着引导市场的重要作用。终端产品的市场反馈将大力推动中上游产业的革新,放大整条产业链的产业价值。
节能灯又称为省电灯泡、电子灯泡、紧凑型荧光灯及一体式荧光灯,是指将荧光灯与镇流器(安定器)组合成一个整体的照明设备。其节能原理为经过电子镇流器给灯管灯丝加热,灯丝开端发射电子,电子碰撞充装在灯管内的氩原子,氩原子碰撞后取得了能量又撞击内部的汞原子,汞原子在吸收能量后跃迁产生电离,灯管内构成等离子态。灯管两端电压直接经过等离子态导通并发出253.7nm 的紫外线,紫外线激起荧光粉发光,由于荧光灯工作时灯丝的温度约在1160K左右,比白炽灯工作的温度2200K-2700K低很多,所以寿命大大提高,到达5000小时以上。综上,由于节能灯运用效率较高的电子镇流器,不存在白炽灯的电流热效应,荧光粉的能量转换效率高,到达每瓦50流明以上,所以节约电能。
LED灯本质是半导体发光二极管,是一种固态的半导体器件,可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,空穴占主导地位,另一端是N型半导体,主要是电子。LED发光的原理是上述两种半导体连接起来时,它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后以光子的形式发出能量。LED节能灯是用高亮度白色发光二极管发光源,光效高、耗电少,寿命长、易控制、免维护、安全环保,是新一代固体冷光源。
绿色照明灯具广泛适用于家庭,商场,银行,医院,宾馆,饭店其他各种室内外场所长时间照明。
3、绿色照明灯具行业分析
绿色照明灯具作为新一代革命性照明技术,凭借其节能环保的优势得到了各级政府的大力支持,国家和各省、市纷纷出台大力扶持绿色照明产业发展的政策。
绿色照明灯具的应用已经与节能减排、环境保护等国家战略目标紧密联系在一起,推进绿色照明灯具产业发展已经成为国家意志,特别是在我国针对全球金融危机实施的产业振兴计划中,绿色照明也被作为提升传统产业、培育新兴产业的重点领域之一,这为绿色照明灯具产业的发展提供了极好的机会。
绿色照明灯具产业已经引起了国家相关部门的高度重视。2003年6月,由科技部牵头,中国正式启动了“中国绿色照明工程”项目,并成立了“国家半导体照明工程协调领导小组”,具体指导我国绿色照明产业的发展。自2003年以来,国家相关部委发布的主要政策如下: