低碳经济与半导体照明
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作者: 易继先
2009年8月30日,国务院正式批准了《中国图门江区域合作开发规划纲要――以长吉图为开发开放先导区》,这标志着以长吉图为开发开放先导区的中国图门江区域合作开发上升为国家战略,并被赋予了沿边开放先行先试的使命。吉林省被推到了实施国家大战略的前沿,可以预见这一区域经济将成为改革开放后30年一个崭新的增长点。如何面对这一千载难逢的机遇和挑战,真正担当起先行先导的作用,是摆在我们面前当务之急的任务。半导体照明在低碳经济中扮演重要角色,为吉林省发展新能源经济尤其是发展以低碳排放为特点的节能减排产业,创造了巨大的机遇,在实现节能减排的同时又培育了新的经济增长点。半导体照明已被国家确认为继白炽灯、荧光灯后照明光源的又一次革命。
一、关于低碳经济
低碳经济指改变高碳排放的发展模式,实现绿色的低能耗、低污染、低排放的可持续健康发展。纵观历史,每次全球性的金融危机都会伴随着重大的技术革命,目前很多人认为以新能源为代表的低碳技术将引发第四次科技革命,带动低碳经济相关的产业集群实现高速持续发展。
低碳经济实现方式可概括为两种:一是改变能源使用结构,二是提高能源使用效率。
改变能源结构是指降低对化石能源的依赖,提高一次能源使用中太阳能、风能、核能、生物质能、水能等非化石能源的占比,达到减少碳排放的目的。其中,太阳能、风能和核能将是未来发展的重点。目前市场普遍认为在即将公布的新兴能源发展规划中,太阳能、风能和核能的计划装机容量将在2020年分别达到20百万千瓦,150百万千瓦和75百万千瓦,分别是现在的100倍、12倍和8倍。在此过程中,多晶硅、高效太阳能电池片、光伏设备、太阳能热水器、风力发电机系统的设计和制造等行业都将继续以较快的成长速度发展。此外,水力发电设备、生物燃料的作物养植与提取、各类非化石能源发电站的专业运营和配套服务等,都将在低碳经济中得到非常好的发展机遇。
提高能源使用效率是指在工业和生活的各个环节中使用节能技术,减少能源使用而实现碳减排。笔者认为智能电网、清洁煤技术、新能源汽车和LED(发光二极管)将是未来发展的重点。
LED是未来最具发展潜力的节能照明设备,根据国家半导体照明研发及产业联盟的统计和预测,到2010年,我国半导体照明市场总体规模将达到1000亿元左右,2015年达到5000亿元以上。除了上述技术之外,碳捕捉与封存技术、余热余压发电技术、废弃物回收技术以及新型保温隔热材料和地源热泵等行业及相关产业链也将受益于低碳经济的发展。
综上所述,与低碳经济相关的新能源、智能电网和其它节能减排产业将在未来具备较高的投资价值。在行业方面,建议关注风电、光伏、核电、特高压、无功补偿、高压变频、新能源汽车、LED等。
二、关于半导体照明(LED)
1.背景
2006年年初,国务院发布了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》,把“高效、节能、长寿命的半导体照明产品”列入我国中长期规划中的第一重点领域(能源)和第一优先主题,这一决定引起了国内外有关机构及企业的广泛关注。2006年10月,国家“十一五”863计划半导体照明工程重大项目正式启动,至此,我国半导体照明产业进入研发、生产的实质性阶段,为企业的自主创新、实现跨越式发展创造了重大的历史性机遇,并为此确定了以下目标:
(1)重点围绕半导体普通白光照明的目标,强调创新性和原创产品,突破白光照明技术的部分核心专利,实现重点跨越。
(2)强化技术集成,围绕重大战略产品,产、学、研上下游联合攻关,解决制约产业发展的共性关键技术。
(3)实施产业技术联盟与人才培养基地建设战略,建立完善的技术创新体系与特定产业集群,提升产业持续创新的能力,最终形成有自主知识产权和中国特色的半导体照明新兴产业。
2009年9月22日,国务院六部委以发改环资[2009]2441号文件,向全社会发布国家半导体发展指导意见,确定了半导体照明节能产业的健康有序发展。
2.传统照明现状
我国传统室内照明以U型节能灯、日光灯管为主,约占总照明设备的80%,白炽灯泡约占20%。灯具每年产值约在1500亿元人民币,出口约500亿元人民币,生产基地主要分布在珠三角的中山、佛山,约占60%;长三角的宁波、常洲、上海,约占20%。作为传统灯具的白炽灯,由于功耗大(灯泡在工作状态表面温度达150度),光通量小,将在2012年全部退出照明市场。而U型节能灯及T5、T6灯管将成为主流照明光源,但2012年后它的市场份额将逐渐被半导体照明挤占。以U型节能灯、日光灯管为主的室内照明,虽然它的光通量有很大的提高,但其缺点也是显而易见的:
(1) 它的表面工作温度为70度左右(小功率半导体照明表面工作温度不超过35度),由于发热产生的功耗仍较大,因此,普通节能灯的光效只能达到50%～70%。
(2) 它的照射方向需要反射装置来改变,由反射产生的光损耗达30%。
(3) 由于光源外型单一,必须用灯罩、壳体及格栅才能达到美观及安全的效果,这样又产生了30%～50%的光损耗。
(4) 它的气体发光及整流器的供电原理,决定了在工作状态下会产生频闪及噪音,使灯下的工作人员极易产生眼疲劳。
(5) 荧光灯在工作状态下会产生紫外线,长期在这种灯下工作易引发白内障。
(6) 废弃的灯管对环境会造成污染。
(7) 普通节能灯的显色指数不超过70%。
3.半导体照明
LED作为第四代光源的代表已被国内外所确认。它的特点是:
(1)由于是芯片发光及固体照明特性,光源中无灯丝、无玻璃体、耐冲击,不易损坏。
(2)直流供电,没有频闪,芯片光源不产生紫外线,是纯正的健康光源。
(3)小功率光源工作温度低,既节能又安全。
(4)寿命长,可回收,无污染,是真正的环保光源。
(5)由于点光源的特点及色温的可选择性,不但给灯具设计师提供极大的想像空间,也给人们的生活提供了一种崭新的视觉享受。
目前半导体照明的关键元件半导体芯片的生产地主要集中在美国、日本、我国的台湾地区等地,主要产品为美国科锐、日本日亚、中国台湾晶元。而封装企业大部分在中国的珠三角和长三角地区,半导体照明的生产企业也集中在上述地区。2008年国内半导体室内照明的产值不足1亿元,目前国内外半导体照明企业生产研发的产品主要集中在1W～5W大功率LED和道路照明方面,其中以大功率为主的LED路灯的生产和研发已初具规模,并且已经开始在一些城市中应用。国家科技部刚刚公布了“十城万盏”半导体路灯推广计划,把大连、青岛、天津等10个城市列在其中。科技部部长万钢在2009年3月举办的中国北京国际节能减排博览会上表示,2012年前在中国十几个大城市大规模推广半导体室内照明。《国家半导体功能性照明节能产业发展意见》指出,2015年前半导体照明将替代20%的现有照明,在景观装饰照明市场中占有率达到70%。
4.半导体照明市场前景
根据公布的数据,2009年吉林省实现销售电力约356亿度电,照明用电约为120亿度,按节电80%计算是100亿度,如果节约1度电相当于减排1公斤CO2,那么节省100亿度电,相当于减排1000吨CO2,从这一点看,使用半导体照明产品不但大幅度地降低了用电支出,同时,也有效地减少了CO2等有害气体的排放量。仅省内更换LED室内照明,节约电费约100亿元,按可比价格计算,可实现产值200亿元人民币,增加上万个大学生就业机会;可带动光电子芯片制造、模具加工、注塑及工业设计创意以及物流等相关产业的发展。
如果把半导体照明产业作为优先发展产业,充分发挥吉林省光电产业优势,借助长吉图开发、开放先导区战略,建立完善的以市场需求带动设计、研发、生产一条龙的产业链,通过大力推广使用半导体照明来带动产业发展,5年内至少可以带来全省500亿元的GDP增加。在为东北亚各国的低碳发展起到示范作用的同时,真正确立吉林省以低碳经济为特色的长吉图先导区的重要位置。
三、大力发展清洁能源产业
从吉林省的工业基础、科研实力及自然条件来分析,均具备发展清洁能源产业的优势。
1.新能源汽车
新能源汽车将是未来汽车发展的方向,根据《汽车产业调整和振兴规划》提出的发展目标,到2011年我国要形成50万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能,新能源汽车销量占乘用车销售总量5%左右,未来这个比例还会不断升高。吉林省是汽车大省,抓住机遇,适时而上,必将在新一轮汽车产业升级中稳操胜卷,实现跨跃式发展。
2.核能、风能
吉林省具有广阔的平原及丰富的水资源。松花江、嫩江、鸭绿江流域是建设核电站的良好地域;而与内蒙古接壤的白城、松原及长春西部是发展风电的绝佳地带。尽早制定规划,早日开工建设,使吉林省尽早成为东北亚地区名副其实的以水电、核电、风电为主、独具特色的清洁能源生产基地及低碳经济示范区。
3.生物质能源
秸杆是吉林省主要的农作物废弃料,资源丰富,年年剩余。目前,吉林省农村秸杆利用效率低,还停留在自然焚烧阶段,而且有很大一部分秸杆废弃在田地里。把这些废弃物变成生物质能源是当务之急。如何科学规划、合理利用是摆在我们面前的首要任务。
综上所述,吉林省作为中国图们江区域合作的开发、开放先导区,在战略实施中必须抓住“先”字,敢做低碳经济模式的实践者,勇担低碳经济发展模式的领导者,承担起东北亚区域新低碳经济领路者的重任。
(作者单位:长春亿达科技发展集团有限公司)
(责任编辑:文峰)
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