Sự phát triển của chiếu sáng: Từ đèn sợi đốt đến đèn LED
Bóng đèn sợi đốtđã cách mạng hóa cuộc sống và công việc của những người có điện, tuy nhiên tính kém hiệu quả-lãng phí hầu hết năng lượng dưới dạng nhiệt{1}}không bị nghi ngờ cho đến khi xảy ra cú sốc dầu mỏ những năm 1970. Để đáp lại, các chính phủ đã thúc đẩy hiệu quả sử dụng năng lượng và các công ty hàng đầu trong ngành như Philips và Osram đã đầu tư rất nhiều vào các giải pháp thay thế, được luật pháp hỗ trợ để loại bỏ dần các bóng đèn lãng phí.
Giải pháp thay thế đầu tiên là bóng đèn huỳnh quang compact (CFL), tiết kiệm năng lượng-gấp 5 lần so với bóng đèn sợi đốt truyền thống. Tuy nhiên, người tiêu dùng không thích ánh sáng trắng-màu xanh lam khắc nghiệt và quá trình khởi động-chậm của nó. Bóng đèn halogen được dùng thay thế trong một thời gian ngắn nhưng chỉ mang lại hiệu quả tốt hơn một chút so với bóng đèn sợi đốt. Sau đó, đèn LED nổi lên như một nhân tố thay đổi cuộc chơi.
Đèn LED có tiềm năng lớn trong việc áp dụng nhanh chóng và cắt giảm lượng khí thải carbon. Chúng tạo ra ánh sáng ngay lập tức, phù hợp với quang phổ màu của ánh sáng ban ngày tự nhiên và tạo ra nhiệt lượng tối thiểu-không giống như đèn sợi đốt vốn lãng phí tới 95% năng lượng dưới dạng nhiệt. Công ty Mỹ Fairchild Optoelectronics đã tung ra sản phẩm đèn LED ngay từ những năm 1970, nhưng đèn LED vẫn là mặt hàng đắt tiền trong nhiều thập kỷ. Mãi cho đến năm 2000, khi cả các quốc gia công nghiệp hóa và đang phát triển đều đặt ra các tiêu chuẩn về hiệu suất/hiệu suất tối thiểu cũng như thời hạn cụ thể để loại bỏ dần các bóng đèn kém hiệu quả, doanh số bán hàng mới dần chuyển sang các lựa chọn-năng lượng thấp.
Không có gì đáng ngạc nhiên, tốc độ và quy mô áp dụng đèn LED khác nhau tùy theo quốc gia, do có sự khác biệt lớn về chính sách, nền kinh tế và khả năng tiếp cận năng lượng. Cuối năm 2015, nhiều người tiêu dùng vẫn bám vào bóng đèn truyền thống, coi các lựa chọn thay thế halogen/sợi đốt là không đủ. Nhưng những năm gần đây đã mang lại những cải tiến ấn tượngvề chất lượng LED, thiết kế, giá cả và chức năng, thúc đẩy sự tiếp thu nhanh chóng. Ngày nay, đèn LED có giá \\(2–\\)5, sử dụng năng lượng ít hơn 90% so với đèn sợi đốt (bao gồm cả halogen) và ít hơn 60% so với đèn huỳnh quang cũ. Đến năm 2019, họ chiếm ~46% doanh số bán đèn chiếu sáng toàn cầu, tăng từ 37% vào năm 2018.
Sự thúc đẩy của chính phủ về việc áp dụng đèn LED
Chính phủ-dẫn đầu nỗ lực loại bỏ dần các bóng đèn kém hiệu quả-chìa khóa cho sự phát triển của đèn LED-bắt đầu vào năm 2005 ở Brazil và Venezuela. Liên minh Châu Âu, Úc và Thụy Sĩ tiếp theo với các giai đoạn-của riêng họ vào năm 2009. Giờ đây, hầu hết các chính phủ và công ty đều có chính sách nhằm tăng cường sử dụng đèn LED do lợi ích tiết kiệm chi phí và{7}}năng lượng của họ. Hoa Kỳ bắt đầu loại bỏ dần các bóng đèn kém hiệu quả vào năm 2007 (mặc dù chính quyền Trump đã đình chỉ việc này vào năm 2019), trong khi chỉ thị của EU sẽ chấm dứt việc bán đèn sợi đốt và halogen vào cuối năm 2021.
Mức độ liên quan rộng hơn của sự tăng trưởng LED
Đèn LED cho thấy các chính sách can thiệp mạnh mẽ của chính phủ có thể loại bỏ các sản phẩm lãng phí, kém hiệu quả như thế nào. Nếu không có những chính sách như vậy, các ngành công nghiệp sẽ thiếu động lực để từ bỏ công nghệ chiếu sáng lỗi thời. Điều quan trọng là luật này thường tập trung vào các yêu cầu về hiệu quả chứ không phải các công nghệ cụ thể-cho phép các ngành phát triển giải pháp. Kết quả là sự suy giảm đều đặn của bóng đèn halogen và bóng đèn sợi đốt, mang lại sự tiết kiệm chi phí cho cả doanh nghiệp và người tiêu dùng.
Đèn LED đã cắt giảm tổng mức sử dụng năng lượng của chiếu sáng: năm 2018, chiếu sáng chiếm ~13% mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu và với tỷ lệ áp dụng hiện tại, tỷ lệ này dự kiến sẽ giảm xuống 8% vào năm 2030. Tuy nhiên, hiệu quả sử dụng năng lượng thường bị lu mờ bởi công nghệ tái tạo mới và cần được hỗ trợ liên tục. IEA lưu ý rằng mức tăng hiệu quả năng lượng toàn cầu đã chậm lại kể từ năm 2015, tuy nhiên hiệu quả vẫn rất quan trọng để giảm tổng mức sử dụng năng lượng.
Chiếu sáng hiện chiếm 13% nhu cầu điện toàn cầu và 5% lượng khí thải carbon toàn cầu hàng năm (đối với bối cảnh, vận chuyển quốc tế thải ra 1,7%). Vẫn còn tiềm năng rất lớn để cắt giảm-khí thải liên quan đến chiếu sáng: một số ước tính cho thấy việc chuyển đổi toàn cầu sang-đèn LED hiệu suất cao có thể giảm 1,4 tỷ tấn CO₂, tránh nhu cầu xây dựng 1.250 nhà máy điện mới-một thắng lợi lớn về giảm lượng khí thải carbon và chất lượng không khí.
Đèn LED cũng làm nổi bật các quyết định kinh doanh táo bạo mang lại hiệu quả nhanh chóng như thế nào. Các nhà sản xuất đã chấp nhận rủi ro khi chuyển từ hệ thống chiếu sáng kém hiệu quả sang đèn LED. Vào năm 2006, Philips Lighting-khi đó có gần hai-doanh số bán hàng từ đèn sợi đốt-đã quyết định tăng quy mô sản xuất đèn LED. Động thái cấp tiến này vấp phải sự phản đối mạnh mẽ trong công ty và từ các cổ đông, nhưng nó đã thành công: hiện mang tên Signify, công ty nằm trong số năm nhà sản xuất đèn LED hàng đầu toàn cầu, với doanh thu hàng năm ~6 tỷ bảng Anh.
Ngoài ra, sự thay đổi ánh sáng nhấn mạnh tầm quan trọng của hành động cá nhân nhằm cắt giảm lượng khí thải carbon. Ngay cả những lựa chọn nhỏ, được nhân lên trên hàng tỷ người, cũng mang lại những tác động to lớn về môi trường và tài chính. Chuyển tiền tiết kiệm cho người tiêu dùng giúp thúc đẩy sự thay đổi trong hệ thống tư bản chủ nghĩa. Ngoài hiệu quả và lợi ích môi trường, đèn LED còn tiết kiệm tiền cho người tiêu dùng: Bộ Năng lượng Hoa Kỳ ước tính đèn LED có thể cắt giảm 29% mức sử dụng năng lượng chiếu sáng quốc gia vào năm 2025, tiết kiệm cho các hộ gia đình ~ 80 tỷ bảng Anh tiền điện. Ở Anh, việc sử dụng rộng rãi đèn LED trong nhà sẽ cắt giảm 2 tỷ bảng Anh từ hóa đơn năng lượng và ngăn chặn 8 triệu tấn khí thải carbon. Khoản đầu tư ban đầu để chuyển sang sử dụng đèn LED ở Vương quốc Anh sẽ được hoàn trả chỉ sau 3–4 tháng và mỗi hộ gia đình có thể tiết kiệm ~ £40 mỗi năm nếu áp dụng hoàn toàn.
Bối cảnh và bối cảnh
Nguồn gốc của bóng đèn có từ năm 1761-sớm hơn Volta-khi Ebenezer Kinnersley chứng minh khả năng phát sáng từ một sợi dây nóng. Nhưng phải đến năm 1879, Thomas Alva Edison mới được cấp bằng sáng chế cho loại đèn điện thống trị thị trường trong gần hai thế kỷ. Ông đã khéo léo mua bằng sáng chế từ các nhà phát minh khác để phát triển một sản phẩm có thể hoạt động được.
Bóng đèn sợi đốt đã thay đổi cuộc sống và công việc của những người có điện. Sự thống trị của nó trong thế kỷ 19 và 20 đến từ sự thiếu cạnh tranh và chi phí giảm. Như Edison đã nói nổi tiếng: “Chỉ người giàu mới có thể đốt nến”; đến thế kỷ 20, việc sử dụng ánh sáng nhân tạo cao hơn 100.000 lần so với thế kỷ 18.
Tuy nhiên, việc phát triển những bóng đèn hiệu quả,{0}}lâu dài không hề dễ dàng. Vào những năm 1920, một tập đoàn sản xuất tên là "Phoebus" (bao gồm các công ty con Osram, Philips và GE) đã thông đồng để sản xuất bóng đèn có tuổi thọ ngắn hơn trước.
-Tua nhanh đến thế kỷ 21: khi ưu thế vượt trội của đèn LED trở nên rõ ràng, việc chuyển sang sản xuất chúng đã gây tranh cãi một cách đáng ngạc nhiên-nhưng lời hứa về tiết kiệm năng lượng lớn đã chiến thắng. Sự thâm nhập thị trường chậm hơn so với những gì những người ủng hộ đèn LED mong đợi, vì vậy các chính phủ đã vào cuộc để đẩy nhanh việc áp dụng, mở rộng quy mô sản xuất đèn LED và loại bỏ dần các bóng đèn kém hiệu quả. Các chính phủ có thêm động lực: chi phí chiếu sáng công cộng chiếm một phần lớn ngân sách thành phố. Ví dụ, hệ thống chiếu sáng công cộng chiếm 20–40% hóa đơn tiền điện của các hội đồng Hoa Kỳ.
Đúng như hy vọng, luật pháp nghiêm ngặt của chính phủ và các tiêu chuẩn hiệu quả đã làm giảm giá đèn LED, khiến chúng có giá cả phải chăng cho hàng tỷ người và tăng thị phần. Hơn hai thập kỷ,bóng đèn LEDchi phí giảm hơn 20 lần, trong khi quang thông (chất lượng chiếu sáng) của chúng được cải thiện gấp 40 lần. Điều này không chỉ tiết kiệm tiền cho người tiêu dùng mà còn giúp chính phủ cắt giảm lượng khí thải carbon.
Ví dụ: ở Ấn Độ, thị trường đèn LED đã tăng 130-gấp trong 5 năm: từ doanh số 5 triệu hàng năm vào năm 2014 lên 670 triệu vào năm 2018. Đèn LED hiện tiết kiệm được 30 terawatt-giờ năng lượng mỗi năm, đủ để cung cấp năng lượng cho 28 triệu ngôi nhà ở Ấn Độ hoặc toàn bộ Đan Mạch trong một năm. Trong cùng thời gian đó, giá bóng đèn LED giảm từ ~4,50 bảng Anh năm 2014 xuống còn 0,78 bảng Anh vào năm 2019. Đèn LED cũng khiến hệ thống chiếu sáng gia đình bằng năng lượng mặt trời rẻ hơn và hiệu quả hơn ở Ấn Độ, nơi nhiều nơi thiếu điện lưới.
Ở những vùng có khí hậu nóng như Ấn Độ, đèn LED còn mang lại một lợi ích bổ sung: chúng giữ cho các tòa nhà luôn mát mẻ. Đèn sợi đốt lãng phí 95% năng lượng dưới dạng nhiệt, khiến không gian không thoải mái trong thời tiết vốn đã nóng-thường buộc phải sử dụng máy điều hòa không khí kém hiệu quả và gây ô nhiễm. Ngược lại, đèn LED mất ít năng lượng dưới dạng nhiệt, ngăn ngừa sự nóng lên không cần thiết của con người và không gian.
Các yếu tố kích hoạt sự thống trị của đèn LED
Một yếu tố quan trọng trong sự tăng trưởng của đèn LED là chi phí giảm. Nhờ sự đổi mới trong sản xuất đèn chiếu sáng và sản xuất{1}quy mô lớn, giá đèn LED đã giảm mạnh trong nhiều thập kỷ. Khi đèn LED lần đầu tiên ra mắt ở Vương quốc Anh, người tiêu dùng đã trả tới £9 cho mỗi bóng đèn-một điều không thể tưởng tượng được hiện nay, phổ biến là đèn LED có giá £1. Giá giảm nhanh đến mức một bóng đèn có thể rẻ hơn 1 bảng chỉ trong một năm.
Sự giảm giá này đã thúc đẩy sự tăng trưởng của đèn LED theo hai cách: thứ nhất, giá hiện tại giúp hầu hết người tiêu dùng có thể tiếp cận đèn LED, thúc đẩy doanh số bán hàng và sự thâm nhập; thứ hai, chi phí thấp sẽ rút ngắn lợi tức đầu tư (ROI), với một số ước tính là 3–4 tháng. Trong một số trường hợp, ROI có thể đạt tới 525%, mặc dù điều này phụ thuộc vào các biến số như mức sử dụng và chi phí điện.
Luật pháp và hướng dẫn rõ ràng của chính phủ về hiệu quả, chất lượng và các giai đoạn{0}}cũng đóng một vai trò quan trọng. Để tăng tốc độ áp dụng đèn LED, các chính phủ trên toàn thế giới đã đưa ra các biện pháp như tiêu chuẩn hiệu quả và chất lượng tối thiểu. Các chính sách này đã loại bỏ dần các bóng đèn kém hiệu quả và chuyển hoạt động sản xuất sang đèn LED, tạo ra quy mô cần thiết để cắt giảm chi phí một cách nhanh chóng. Theo quy định của EU, năm 2021 có thể là năm cuối cùng bóng đèn sợi đốt và bóng đèn halogen được bán ở Anh.
Nhu cầu ngày càng tăng của người tiêu dùng về công nghệ tiết kiệm chi phí-có thể tiếp cận cũng hỗ trợ đèn LED. Bóng đèn cho phép mọi người giảm mức tiêu thụ (bằng cách thay thế-bóng đèn có tuổi thọ ngắn) và cắt giảm lượng khí thải mà không cần kiến thức chuyên môn hoặc khoản đầu tư lớn. So với đèn halogen, đèn LED có tuổi thọ cao hơn: đèn halogen có tuổi thọ ~2.000 giờ (sử dụng trung bình khoảng hai năm), trong khi đèn LED có tuổi thọ 25.000 giờ-giúp tiết kiệm lâu dài-và giảm lãng phí. Việc sử dụng đèn LED hoàn toàn giúp tiết kiệm cho một hộ gia đình trung bình £40 mỗi năm. Đối với người tiêu dùng, doanh nghiệp và chính phủ, những khoản tiết kiệm này-kết hợp với giá đèn LED giảm-khiến đèn LED trở thành lựa chọn mặc định.
Phạm vi và bằng chứng
Công ty Fairchild Optoelectronics của Mỹ đã tung ra sản phẩm đèn LED vào những năm 1970, nhưng đèn LED vẫn là mặt hàng đắt tiền trong nhiều thập kỷ.
Năm 2006, Philips Lighting (lúc đó nhận được ~2/3 doanh số từ đèn sợi đốt) chuyển sang sản xuất đèn LED quy mô lớn; hiện được đặt tên là Signify, đây là nhà sản xuất đèn LED hàng đầu thế giới với doanh thu ~6 tỷ bảng Anh mỗi năm.
Đèn LED có tuổi thọ ~25.000 giờ, mang lại-tiết kiệm lâu dài cho người tiêu dùng.
Brazil và Venezuela bắt đầu loại bỏ dần các bóng đèn kém hiệu quả vào năm 2005; EU, Úc và Thụy Sĩ theo sau vào năm 2009.
Hoa Kỳ bắt đầu loại bỏ dần-vào năm 2007 (bị chính quyền Trump đình chỉ vào năm 2019).
Năm 2018, chiếu sáng chiếm ~13% lượng điện sử dụng toàn cầu và 5% lượng khí thải carbon toàn cầu hàng năm.
Ngày nay, đèn LED có giá \\(2–\\)5, sử dụng năng lượng ít hơn 90% so với đèn sợi đốt (bao gồm cả halogen) và ít hơn 60% so với đèn huỳnh quang cũ.
Doanh số bán đèn LED đã tăng từ 37% doanh số bán đèn chiếu sáng toàn cầu năm 2018 lên 46% vào năm 2019.
Hầu hết các chính phủ và công ty đều có chính sách tăng cường sử dụng đèn LED, nhờ tiết kiệm chi phí và năng lượng.
Một chỉ thị của EU sẽ chấm dứt việc bán đèn sợi đốt và halogen vào năm 2021.
Việc chuyển đổi toàn cầu sang đèn LED-hiệu suất cao có thể cắt giảm 1,4 tỷ tấn CO₂, tránh phải xây dựng 1.250 nhà máy điện mới.
Bộ Năng lượng Hoa Kỳ ước tính đèn LED có thể cắt giảm 29% mức sử dụng năng lượng chiếu sáng quốc gia vào năm 2025, tiết kiệm cho các hộ gia đình ~ 80 tỷ bảng Anh.
Ở Anh, việc sử dụng rộng rãi đèn LED trong nhà sẽ cắt giảm 2 tỷ bảng Anh từ hóa đơn năng lượng và ngăn chặn 8 triệu tấn khí thải carbon.
Việc sử dụng đèn LED hoàn toàn giúp tiết kiệm trung bình cho một hộ gia đình ở Vương quốc Anh ~ £40 mỗi năm.
Cùng nhau, chúng ta làm cho nó tốt hơn.
Công ty TNHH Công nghệ chiếu sáng Benwei Thâm Quyến
Điện thoại di động/Whatsapp :(+86)18673599565
E-mail:bwzm15@benweilighting.com
Skype: benweilight88
Web:www.benweilight.com
Địa chỉ: Tòa nhà F, Khu công nghiệp Yuanfen, Longhua, Quận Bảo An, Thâm Quyến, Trung Quốc
