لحظة المصباح تلك: تحول سريع نحو مصابيح LED-وحلول الإضاءة فائقة الكفاءة
أثار اختراع المصباح الكهربائي المتوهج تحولات جذرية في الحياة اليومية وعمل الأشخاص الذين يحصلون على الكهرباء. ومع ذلك، لم تظهر أسئلة حول كفاءة المصباح الذي يهدر معظم الطاقة على شكل حرارة إلا في السبعينيات من القرن العشرين. تحركت الحكومات لتعزيز كفاءة استخدام الطاقة، بينما استثمر قادة الصناعة مثل Philips وOsram بكثافة في الإضاءة البديلة-المدعومة بقوانين تهدف إلى التخلص التدريجي من المصابيح غير الفعالة.
وكانت النتيجة الأولى هي لمبة الفلورسنت المدمجة (CFL)، والتي قدمت كفاءة في استخدام الطاقة خمسة أضعاف المصابيح المتوهجة التقليدية. ومع ذلك، لم يعجب المستهلكون باللون الأزرق القاسي-التوهج الأبيض ووقت التسخين البطيء-. تم استخدام مصابيح الهالوجين لفترة وجيزة كبديل ولكنها تتميز بكفاءة أفضل قليلاً من المصابيح المتوهجة القياسية. ثم جاءت مصابيح LED، وهي-بديل متغير للعبة.
تمتلك مصابيح LED إمكانات هائلة للتبني السريع وتقليل انبعاثات الكربون. فهي تنتج الضوء على الفور، وتتوافق مع طيف الألوان لضوء النهار الطبيعي، وتولد حرارة قليلة جدًا-على عكس المصابيح المتوهجة، التي تهدر ما يصل إلى 95% من الطاقة على شكل حرارة. أطلقت الشركة الأمريكية Fairchild Optoelectronicsمنتج الإضاءة LEDفي وقت مبكر من السبعينيات، لكن مصابيح LED ظلت عناصر متخصصة باهظة الثمن لعقود من الزمن. لم يكن الأمر كذلك حتى عام 2000، عندما قدمت كل من الدول الصناعية والنامية الحد الأدنى من معايير الأداء والكفاءة (جنبًا إلى جنب مع المواعيد النهائية الصارمة للتخلص التدريجي من المصابيح غير الفعالة)، حيث تحولت المبيعات تدريجيًا نحو خيارات{3}منخفضة الطاقة.
وبطبيعة الحال، سرعة ومدىاعتماد الصمامتختلف من بلد إلى آخر، حيث تختلف السياسات والاقتصادات وإمكانية الوصول إلى الطاقة بشكل كبير. وفي عام 2015، تردد العديد من المستهلكين في التخلي عن المصابيح التقليدية، معتبرين أن بدائل الهالوجينات والمصابيح المتوهجة غير كافية. ولكن في السنوات الأخيرة، شهدت مصابيح LED تحسينات ملحوظة في الجودة والتصميم والسعر والوظيفة-مما أدى إلى زيادة سريعة في الإقبال عليها. اليوم، تبلغ تكلفة مصابيح LED \\(2–\\)5، وتستخدم طاقة أقل بنسبة تصل إلى 90% من المصابيح المتوهجة (بما في ذلك الهالوجينات)، وتستهلك طاقة أقل بنسبة 60% من مصابيح الفلورسنت القديمة. بحلول عام 2019، شكلت مصابيح LED ما يقرب من 46% من مبيعات الإضاءة العالمية، ارتفاعًا من 37% في عام 2018.
الدعم الحكومي لاعتماد LED
قادت الحكومة-حملة للتخلص التدريجي من المصابيح غير الفعالة-التي تعتبر ضروريةنمو الصمام-بدأت في عام 2005 في البرازيل وفنزويلا. وتبع ذلك الاتحاد الأوروبي وأستراليا وسويسرا من خلال عمليات التخلص التدريجي- الخاصة بها في عام 2009. واليوم، تنفذ معظم الحكومات والشركات سياسات لتعزيز اعتماد مصابيح LED، مدفوعة بإمكانيات توفير التكلفة- والطاقة. بدأت الولايات المتحدة في التخلص التدريجي من المصابيح غير الفعالة في عام 2007 (على الرغم من أن إدارة ترامب علقت هذه الجهود في عام 2019)، في حين من المقرر أن ينهي توجيه الاتحاد الأوروبي مبيعات المصابيح المتوهجة والهالوجينات بحلول أواخر عام 2021.
أهمية أوسع لاعتماد LED
ويوضح ظهور مصابيح LED مدى قوة السياسات الحكومية التدخلية في التخلص التدريجي من المنتجات غير الفعالة والمهدرة. وبدون مثل هذه السياسات، تفتقر الصناعات إلى الحافز لتجاوز تقنيات الإضاءة التي عفا عليها الزمن. والجدير بالذكر أن هذا التشريع يركز عادةً على متطلبات الكفاءة بدلاً من فرض تقنيات معينة-مما يسمح للصناعات بابتكار الحلول. وكانت النتيجة هي الانخفاض المطرد في الهالوجينات والمتوهجات، مما أدى إلى وفورات في التكاليف لكل من الشركات والمستهلكين.
تعمل مصابيح LED بالفعل على تقليل استهلاك الطاقة الإجمالي للإضاءة: في عام 2018، شكلت الإضاءة حوالي 13% من استخدام الطاقة العالمي، وبمعدلات الاعتماد الحالية، من المتوقع أن تنخفض هذه النسبة إلى 8% بحلول عام 2030. ومع ذلك، غالبًا ما تأتي كفاءة الطاقة في المرتبة الثانية بعد التقنيات المتجددة الجديدة وتتطلب دعمًا ثابتًا. وفقًا لوكالة الطاقة الدولية، تباطأت التحسينات العالمية في كفاءة استخدام الطاقة منذ عام 2015، ومع ذلك تظل الكفاءة أمرًا بالغ الأهمية لخفض إجمالي استخدام الطاقة.
تمثل الإضاءة حاليًا 13% من الطلب العالمي على الكهرباء و5% من انبعاثات الكربون العالمية السنوية (في السياق، تبلغ انبعاثات الشحن الدولي 1.7%). لا تزال هناك إمكانات هائلة لتقليل الانبعاثات المرتبطة بالإضاءة-: تشير بعض التقديرات إلى أن التحول العالمي بين عشية وضحاها إلى مصابيح LED عالية الكفاءة-يمكن أن يقلل 1.4 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون، مما يلغي الحاجة إلى بناء 1250 محطة طاقة-وهو فوز هائل لخفض الكربون وتحسين جودة الهواء.
تسليط الضوء أيضا على المصابيحكيف يمكن لقرارات العمل الجريئة أن تؤتي ثمارها بسرعة. خاطر المصنعون بتحويل الإنتاج من الإضاءة غير الفعالة إلى مصابيح LED. في عام 2006، قررت شركة Philips Lighting (التي كانت تحقق ما يقرب من-ثلثي مبيعاتها من المصابيح المتوهجة) الابتعاد عن المصابيح المتوهجة وتوسيع نطاق إنتاج مصابيح LED-وهو خيار جذري واجه معارضة قوية داخل الشركة ومن المساهمين. نجحت هذه الخطوة في نهاية المطاف: حيث أعيدت تسميتها الآن إلى Signify، وهي تُصنف بين أكبر خمس شركات مصنعة لمصابيح LED على مستوى العالم، حيث تبلغ إيراداتها السنوية حوالي 6 مليارات جنيه إسترليني.
بالإضافة إلى ذلك، يؤكد التحول في الإضاءة على أهمية العمل الفردي في تقليل انبعاثات الكربون. فحتى الاختيارات الشخصية الصغيرة، عندما تضاعف بين مليارات البشر، تؤدي إلى تأثيرات بيئية ومالية هائلة. يساعد تمرير المدخرات إلى المستهلكين على إحداث التغيير في النظام الرأسمالي. إلى جانب كفاءة الطاقة والفوائد البيئية، توفر مصابيح LED وفورات كبيرة في التكاليف: تقدر وزارة الطاقة الأمريكية أن مصابيح LED يمكن أن تقلل من استخدام طاقة الإضاءة الوطنية بنسبة 29٪ بحلول عام 2025، مما يوفر للأسر حوالي 80 مليار جنيه إسترليني من فواتير الكهرباء. في المملكة المتحدة، سيؤدي اعتماد مصابيح LED على نطاق واسع في المنازل إلى خفض 2 مليار جنيه إسترليني من فواتير الطاقة ومنع 8 ملايين طن من انبعاثات الكربون. عادةً ما يتم سداد الاستثمار الأولي للتحول إلى مصابيح LED في المملكة المتحدة خلال 3 إلى 4 أشهر، ويمكن لكل أسرة توفير ما متوسطه 40 جنيهًا إسترلينيًا سنويًا مع الاعتماد الكامل.
السياق والخلفية
تعود جذور المصباح الكهربائي إلى ما هو أبعد من فولتا إلى عام 1761، عندما أظهر إبنيزر كينرسلي توهجه من سلك ساخن. ولكن لم يحصل توماس ألفا إديسون إلا في عام 1879 على براءة اختراع للمصباح الكهربائي الذي سيهيمن على السوق لما يقرب من قرنين من الزمان-بعد أن حصل بذكاء على براءات اختراع من مخترعين آخرين لتطوير منتج وظيفي.
لقد أحدثت اللمبة المتوهجة ثورة في الحياة والعمل لمن لديهم كهرباء. نشأت هيمنتها في القرنين التاسع عشر والعشرين من قلة المنافسة وانخفاض التكاليف. وكما تنبأ إديسون في عبارته الشهيرة: "الأغنياء فقط هم من سيتمكنون من إشعال الشموع"؛ وبحلول القرن العشرين، كان استهلاك الضوء الاصطناعي أعلى بمقدار 100 ألف مرة مما كان عليه في القرن الثامن عشر.
ومع ذلك، فإن تطوير مصابيح فعالة وطويلة الأمد-لم يكن بالأمر السهل. في عشرينيات القرن العشرين، تواطأت مجموعة من الشركات المصنعة تسمى "Phoebus" (بما في ذلك الشركات التابعة لأوسرام وفيليبس وجنرال إلكتريك) لإنتاج مصابيح ذات عمر افتراضي أقصر مما كان متاحًا في السابق.
سريعًا-ننتقل إلى القرن الحادي والعشرين: بمجرد أن أصبح التفوق الساحق لمصابيح LED واضحًا، كان التحول إلى تصنيعها مثيرًا للجدل بشكل مدهش-ولكن الوعد بتوفير الطاقة بشكل كبير هو الذي ساد في نهاية المطاف. وكان اختراق السوق أبطأ مما كان يأمل أنصار مصابيح LED، الأمر الذي تطلب تدخلاً حكومياً لتسريع اعتماده، وزيادة إنتاج مصابيح LED، والتخلص التدريجي من المصابيح غير الفعالة. وكان لدى الحكومات حافز إضافي: فقد استهلكت تكاليف الإضاءة العامة حصة كبيرة من ميزانيات البلديات. على سبيل المثال، تمثل الإضاءة العامة ما بين 20 إلى 40% من فواتير الكهرباء في المجالس الأمريكية.
وكما هو مقصود، أدت التشريعات الحكومية الصارمة ومعايير الكفاءة إلى انخفاض أسعار مصابيح LED، مما جعلها في متناول المليارات وعزز اختراق السوق. على مدار عقدين من الزمن، انخفضت تكاليف مصابيح LED بأكثر من 20 ضعفًا، في حين تحسن التدفق الضوئي (جودة الإضاءة) بمقدار 40 ضعفًا. ولم يوفر هذا أموال المستهلكين فحسب، بل ساعد الحكومات أيضًا على خفض انبعاثات الكربون.
في الهند، على سبيل المثال، زاد سوق مصابيح LED بمقدار 130-ضعفًا خلال خمس سنوات: من 5 ملايين مبيعات سنوية في عام 2014 إلى 670 مليونًا في عام 2018. توفر مصابيح LED الآن 30 تيراواط-ساعة من توفير الطاقة سنويًا - وهو ما يكفي لتزويد 28 مليون منزل هندي أو دولة الدنمارك بأكملها بالطاقة لمدة عام. خلال الفترة نفسها، انخفضت أسعار مصابيح LED من حوالي 4.50 جنيه إسترليني في عام 2014 إلى 0.78 جنيه إسترليني في عام 2019. كما جعلت مصابيح LED أنظمة الإضاءة المنزلية بالطاقة الشمسية أرخص وأكثر كفاءة في الهند، حيث يفتقر الكثير منها إلى شبكة الكهرباء.
في المناخات الحارة مثل الهند، توفر مصابيح LED فائدة إضافية: فهي تساعد في الحفاظ على برودة المباني. تهدر المواد المتوهجة 95% من الطاقة على شكل حرارة، مما يجعل المساحات غير مريحة في ظل الطقس الخانق بالفعل-مما يؤدي غالبًا إلى الاعتماد على مكيفات الهواء غير الفعالة والملوثة. وعلى النقيض من ذلك، تفقد مصابيح LED الحد الأدنى من الطاقة مثل الحرارة، مما يمنع التدفئة غير الضرورية للأشخاص والمساحات.
العوامل التمكينية لهيمنة LED
كان المحرك الرئيسي لنمو LED هو انخفاض التكاليف. بفضل الابتكار في مجال تصنيع الإضاءة -والإنتاج على نطاق واسع، انخفضت أسعار مصابيح LED على مدار عقود من الزمن. عندما تم طرح مصابيح LED لأول مرة في المملكة المتحدة، دفع المستهلكون ما يصل إلى 9 جنيهات إسترلينية لكل لمبة-وهو أمر لم يكن من الممكن تصوره اليوم، حيث أصبح سعر مصابيح LED التي تبلغ جنيهًا إسترلينيًا واحدًا شائعًا الآن. انخفضت الأسعار بسرعة كبيرة لدرجة أن سعر المصباح قد يقل جنيهًا إسترلينيًا واحدًا في عام واحد فقط.
وقد أدى هذا الانخفاض في الأسعار إلى تغذية نمو مصابيح LED بطريقتين رئيسيتين: أولا، تجعل الأسعار الحالية مصابيح LED في متناول جميع المستهلكين تقريبا، مما يعزز المبيعات والاختراق؛ ثانياً، تعمل التكاليف المنخفضة على تقليل العائد على الاستثمار، حيث تشير بعض التقديرات إلى أنه يتراوح بين 3 إلى 4 أشهر. في بعض الحالات، يمكن أن يصل عائد الاستثمار إلى 525%، على الرغم من أن هذا يعتمد على متغيرات مثل الاستخدام وتكاليف الكهرباء.
كما لعبت التشريعات والتوجيهات الحكومية الواضحة بشأن الكفاءة والجودة والتخلص التدريجي-دورًا رئيسيًا. لتسريع اعتماد مصابيح LED، أدخلت الحكومات في جميع أنحاء العالم تدابير مثل الحد الأدنى من معايير الجودة والكفاءة. أدت هذه السياسات إلى التخلص التدريجي من المصابيح غير الفعالة وتحويل القدرة التصنيعية إلى مصابيح LED، مما أدى إلى خلق النطاق اللازم لخفض التكاليف بسرعة. وبموجب قواعد الاتحاد الأوروبي، يمكن أن يمثل عام 2021 نهاية مبيعات المصابيح المتوهجة والهالوجين في المملكة المتحدة.
كما أدى الطلب المتزايد من جانب المستهلكين على التقنيات التي يسهل الوصول إليها لتوفير التكلفة-إلى دعم مصابيح LED. تتيح مصابيح الإضاءة للأشخاص تقليل الاستهلاك (عن طريق استبدال المصابيح-قصيرة العمر) وتقليل الانبعاثات بدون معرفة متخصصة أو استثمارات كبيرة. بالمقارنة مع الهالوجينات، تتفوق مصابيح LED من حيث التكلفة: تدوم مصابيح الهالوجين حوالي 2000 ساعة (حوالي عامين من متوسط الاستخدام)، بينما تدوم مصابيح LED 25000 ساعة-مما يوفر توفيرًا طويل الأمد-ويقلل من النفايات. يوفر اعتماد مصابيح LED الكاملة للأسرة المتوسطة 40 جنيهًا إسترلينيًا سنويًا. بالنسبة إلى المستهلكين والشركات والحكومات على حدٍ سواء، فإن توفير التكاليف-المقترن بانخفاض أسعار مصابيح LED-يجعل مصابيح LED هي الاختيار الافتراضي.
النطاق والأدلة
أطلقت الشركة المصنعة الأمريكية Fairchild Optoelectronics منتج إضاءة LED في السبعينيات، لكن مصابيح LED ظلت عناصر متخصصة باهظة الثمن لعقود من الزمن.
في عام 2006، تحولت شركة Philips Lighting (التي كانت تستمد حوالي ثلثي مبيعاتها من المصابيح المتوهجة) إلى إنتاج مصابيح LED واسعة النطاق؛ تمت إعادة تسميتها الآن بـ Signify، وهي من بين أكبر 5 شركات مصنعة لمصابيح LED على مستوى العالم بإيرادات سنوية تصل إلى 6 مليار جنيه إسترليني تقريبًا.
تدوم مصابيح LED حوالي 25000 ساعة، مما يوفر-توفيرًا طويل الأمد للمستهلك.
وبدأت البرازيل وفنزويلا في التخلص التدريجي من المصابيح غير الفعالة في عام 2005؛ وتبع ذلك الاتحاد الأوروبي وأستراليا وسويسرا في عام 2009.
بدأت الولايات المتحدة عملية التخلص التدريجي-في عام 2007 (تم تعليقها من قبل إدارة ترامب في عام 2019).
في عام 2018، شكلت الإضاءة حوالي 13% من الاستخدام العالمي للكهرباء و5% من انبعاثات الكربون العالمية السنوية.
اليوم، تبلغ تكلفة مصابيح LED \\(2–\\)5، وتستخدم طاقة أقل بنسبة 90% من المصابيح المتوهجة (بما في ذلك الهالوجينات)، وأقل بنسبة 60% من مصابيح الفلورسنت القديمة.
ارتفعت مبيعات مصابيح LED من 37% من مبيعات الإضاءة العالمية في عام 2018 إلى 46% في عام 2019.
لدى معظم الحكومات والشركات الآن سياسات لتعزيز اعتماد مصابيح LED، مدفوعة بتوفير التكلفة والطاقة.
سينهي توجيه الاتحاد الأوروبي مبيعات المصابيح المتوهجة والهالوجين بحلول عام 2021.
يمكن أن يؤدي التحول العالمي إلى مصابيح LED{0}عالية الكفاءة إلى خفض 1.4 مليار طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، مما يلغي الحاجة إلى 1250 محطة طاقة جديدة.
تشير تقديرات وزارة الطاقة الأمريكية إلى أن مصابيح LED يمكن أن تقلل من استخدام طاقة الإضاءة الوطنية بنسبة 29٪ بحلول عام 2025، مما يوفر للأسر ما يقرب من 80 مليار جنيه إسترليني.
في المملكة المتحدة، سيؤدي اعتماد مصابيح LED المنزلية على نطاق واسع إلى خفض 2 مليار جنيه إسترليني من فواتير الطاقة ومنع 8 ملايين طن من انبعاثات الكربون.
يوفر اعتماد مصابيح LED الكاملة للأسرة المتوسطة في المملكة المتحدة حوالي 40 جنيهًا إسترلينيًا سنويًا.
تم نشر دراسة الحالة هذه في الأصل على موقع Nestaموقع إلكتروني هنا.
معًا، نجعل الأمر أفضل.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co.,Ltd
جوال/واتساب :(+86)18673599565
بريد إلكتروني:bwzm15@benweilighting.com
سكايب: بينويلايت88
الويب:www.benweilight.com
إضافة: مبنى F، منطقة يوانفين الصناعية، لونغهوا، منطقة باوان، شنتشن، الصين
