LED aydınlatmanın bir sonraki dalgası: Daha akıllı, dairesel ve daha verimli

Dünya Elektrik Çağı'na girerken aydınlatma, enerji kullanımımızın en görünür ve yaygın kısımlarından biri olmaya devam ediyor.

IEA, binalardaki ve dış mekan uygulamalarındaki aydınlatmanın genel aydınlatma elektrik talebinin çoğunluğunu oluşturduğunu tahmin ediyor. 2024 yılında, küresel elektrik talebinin yaklaşık %8'i (veya yaklaşık 2.200 terawatt saat (TWh)) sanayi ve tarım hariç binalardaki ve dış mekan uygulamalarındaki aydınlatmaya atfedilmiştir. Bu rakamlar mevcut en son verileri yansıtmakta ve bu yorumda sunulan analizin kapsamını tanımlamaktadır.  Sektörden ve uzmanlardan tahminler1 Son yıllarda endüstriyel aydınlatma da dahil olmak üzere aydınlatmaya yönelik küresel elektrik tüketiminin 2 500 ila 3 500 TWh arasında olması.

Son yirmi yılda, ışık yayan diyotun (LED) hızlı kullanımı sayesinde aydınlatmada büyük verimlilik kazanımları görüldü. Tipik bir halojen lamba watt başına yaklaşık 20 lümen üretir2 (lm/W), kompakt floresan lamba (CFL) ise yaklaşık 50 lm/W'a ulaşır. Bu arada, LED'ler bugün ortalama 100 lm/W'a yakın satılıyor; bazı birinci sınıf ve profesyonel LED'ler ise 200 lm/W'ı aşıyor. Güçlü politikalar ve inovasyonla desteklenen LED'ler, küresel pazarlara hakim olmalarına yardımcı olan uzun ömürleri ve düşen maliyetleriyle son yılların en büyük enerji verimliliği başarı öykülerinden biri haline geldi. Verimlilik kazanımları, enerji güvenliğinin iyileştirilmesine, enerji faturalarının azaltılmasına ve daha yüksek emisyonların önlenmesine katkıda bulunmuştur.

Ancak küresel LED dönüşümü henüz bitmedi ve ikinci bir dağıtım dalgası şekilleniyor. Daha parlak alanlara ve aydınlatılmış altyapıya olan talep dünya çapında artmaya devam ederken, alımlar bölgeler arasında dengesiz olmaya devam ediyor. Dahası, halihazırda kurulu olan LED'lerin ilk nesli kullanım ömrünün sonuna yaklaşıyor ve LED'in benimsenmesinin daha yüksek performansa, daha uzun kullanım ömrüne ve daha akıllı sistemlere odaklanan bir sonraki aşaması için bir fırsat yaratıyor.

Küresel LED'in benimsenmesi üç hızla ilerliyor

LED'lere küresel geçiş, hükümet politikaları tarafından güçlü bir şekilde desteklendi. Minimum Enerji Performansı Standartları (MEPS) – artık 110 ülke – ve etiketleme şemaları temel etkenler olmuştur. Enerji verimliliği yükümlülüğü planları, örneğin beyaz sertifikalar ve yenileme programları da LED'in benimsenmesini teşvik etmeye yardımcı oldu. Ayrıca uluslararası anlaşmalar gibi Cıva Minamata Sözleşmesi150'den fazla Tarafla birlikte floresan aydınlatmadan uzaklaşmayı daha da hızlandırıyoruz. Çin şu anda dünyanın en büyük floresan lamba üreticisidir ve yakın zamanda onayladı Üretim ve ihracatın cıva içermeyen LED alternatiflerine doğru kaydırılmasına da yardımcı olacak Sözleşmeye uygun önlemler.

Bu küresel politika ortamında üç farklı bölgesel benimseme modeli ortaya çıktı:

• Öncüler: Çin ve Hindistan şu anda sırasıyla %85 ve %75'i aşan pazar paylarıyla küresel LED'in benimsenmesine öncülük ediyor. Bu başarı büyük ölçüde destekleyici düzenlemeler ve büyük ölçekli kamu programlarından kaynaklanmaktadır. Hindistan'da, toplu satın alma planları kapsamında UJALA programı, LED fiyatlarını keskin bir şekilde düşürdü ve özellikle evlerde ve sokak aydınlatmalarında olmak üzere mevcut lambaların ülke çapında toplu olarak değiştirilmesini sağladı. Çin'de zorunlu standartlar, etiketler ve hızlı kentsel dönüşümler LED'in yaygınlaşmasında benzer bir rol oynadı.
• Güçlü benimseyenler: Avrupa ve Kuzey Amerika da yüksek politika desteği ve güçlü pazar alımı gösteriyor ancak lamba değiştirme oranları daha yavaş ve stok payları Çin ve Hindistan'a göre %10-20 daha düşük. Bu kıtalar, LED'ler maliyet açısından rekabetçi hale gelmeden önce zaten büyük ölçüde verimli CFL'lere ve iyileştirilmiş halojen aydınlatmaya dayanıyordu; bu da geçiş yapma isteğini azaltıyordu.
• Yetişme: Afrika, Güneydoğu Asya ve Latin Amerika'nın büyük bölümünde LED satış payları artık %50 ila %85 arasında değişiyor, ancak poliçe kapsamı eşitsiz kalıyor. Bölgesel girişimler Güney Ve Doğu Afrika Ve ASEAN Koordineli standartların ilerlemeyi nasıl hızlandırabileceğini gösterin. Latin Amerika'nın Arjantin, Brezilya, Bolivya ve Şili gibi bazı bölgelerinin yanı sıra Birleşik Arap Emirlikleri de akkor lamba satışlarını ortadan kaldırma veya bunların ithalatını yasaklama konusunda ilk adım atanlar oldu.

Binalardaki aydınlatma daha fazla verimlilik kazanımı için potansiyel bir yol sunuyor

Dünya çapında inşaat alanı son on yılda %20'nin üzerinde arttı, ancak bina sektöründe aydınlatma için elektrik kullanımı, büyük ölçüde yüksek verimli aydınlatma teknolojilerinin hızla yayılması nedeniyle nispeten istikrarlı kaldı. Sonuç olarak, ekonomik ve demografik büyümenin etkisiyle alan soğutma ve veri merkezleri gibi diğer son kullanımlarda talep arttıkça binaların toplam elektrik tüketiminde aydınlatmanın payı düştü. Aydınlatma artık verimlilik kazanımlarının zemin alanı ve nüfus artışını büyük ölçüde dengelediği tek büyük bina son kullanımıdır.

Günümüzde binalardaki aydınlatma enerjisi talebinin çoğunluğunu hizmetler sektörü temsil etmektedir. LED'ler yeni binalarda yaygındır, ancak tavana erişim, kabloların yeniden döşenmesi veya yeni armatürlerin kurulması gibi sorunlar nedeniyle karmaşık olabileceğinden yenilemeler genellikle gecikir. Bu nedenle, tek başına aydınlatma müdahaleleri yerine genellikle büyük yenileme ve yenileme faaliyetleriyle birlikte yürütülürler. Örneğin Avrupa Birliği'nde, Ulusal Binaların Yenileme Planları binalarda enerji verimli iyileştirmeler yaparak, ulusal iklim ve enerji stratejilerinin bir parçası olarak aydınlatma yenilemelerini destekleyebilir.

Konut aydınlatması sektörler arasında en yüksek LED benimseme oranına sahiptir. İnsanlar eski ampulleri arızalanıncaya kadar değiştirmeyi geciktirme eğiliminde olduklarından, evlerde değiştirme işlemleri temel olarak kullanım ömrü sonu kaygılarından kaynaklanmaktadır; bu da satın alınabilirlik ve ürün bulunabilirliğini şekillendiren seçeneklerle mümkün olmaktadır.

Binalarda iç mekan aydınlatmasının elektrik talebindeki payı, 2014 ve 2024

 

Elektrik payıSatış payı2014 ve 2024

• Nihai elektrik talebinde
• Binalarda elektrik tüketimi
• LED'lerin ortalama pazar payı

 

Kaynaklar

Binalarda seçilmiş son kullanımların elektrik tüketimi, 2014 ve 2024

TWh

Su ısıtmaAlan soğutmaAlan ısıtmaİç mekan aydınlatması0700140021002800

IEA. Lisans: CC BY 4.0

• 2014
• 2014-2024 büyümesi

Aydınlatmadaki bu iyileştirmeler halihazırda binalardaki önemli miktardaki elektrik talebini önlemiştir. Aydınlatma teknolojisi verimliliği (lm/W) ve pazar payları son on yılda dünya çapında sabit kalsaydı, yıllık konut aydınlatma elektrik tüketimi bugün 500 TWh'den fazla daha yüksek olacaktı; bu da kabaca Güney Kore'nin toplam elektrik talebine eşdeğerdi. Benzer şekilde, hizmetler sektöründe iç mekan aydınlatma elektrik tüketimi yaklaşık 800 TWh daha yüksek olacak ve bu da Afrika genelindeki toplam elektrik tüketimini aşacaktır. Bir araya getirildiğinde bu, binalardaki iç mekan aydınlatması için yaklaşık %70 daha fazla elektrik tüketimi anlamına gelecektir.

Daha fazla iyileştirmeye kolaylıkla ulaşılabilir. Ortalama LED verimliliği 2015'ten bu yana kabaca iki katına çıktı ve mevcut en iyi ürünler artık 230 lm/W'a ulaşıyor; bu da halojen lambaların verimliliğinin neredeyse on iki katıdır. Ancak birçok bina hâlâ yıllar önce kurulan orta sınıf ürünlere güveniyor ve bu da önemli bir verimlilik potansiyelini henüz kullanılmamış durumda bırakıyor. Aynı zamanda daha yoğun aydınlatma kullanımı ve metrekare başına daha fazla lamba kullanılması bazı kazanımları dengeleyebilir.

LED'ler tüm sektörlerde daha geniş elektrifikasyonu desteklerken verimlilik fırsatları da sunuyor

Aydınlatma, elektriğin diğer kullanımlar için serbest bırakılmasını sağlayarak ve daha geniş elektrifikasyonu destekleyerek tüm sektörlerde verimlilik artışı fırsatları sunmaya devam ediyor. Daha fazla verimlilik iyileştirmesi için iki alan öne çıkıyor:

• Gelişmekte olan ekonomilerin çoğunda düşük penetrasyon: Afrika, Orta ve Güney Amerika ile Asya-Pasifik'in büyük bölümünde (Hindistan ve Çin hariç), LED penetrasyonu hâlâ nispeten düşük. Yalnızca konut sektöründe, dünya çapındaki lambaların %30'u henüz yenilenmedi. Bu, doğrudan yüksek verimli LED teknolojilerine geçiş yapma fırsatı yaratıyor.
• Erken nesil LED'lerin kullanım ömrü sonu değişimi: 10-15 yıllık kullanım ömrüne sahip erken nesil LED'ler kullanım ömrünün sonuna yaklaşıyor. Konut lambalarının neredeyse %15'i artık bu kategoriye giriyor ve bu da onları daha verimli ve potansiyel olarak daha akıllı sistemlerle değiştirme fırsatı yaratıyor.

Bölge başına, LED'e yükseltilebilen veya kullanım ömrünün sonuna yaklaşan konut lambalarının toplam stoğu, 2014

 

Endeks (1 = 2014'teki lamba sayısı)

Toplam lamba sayısıYükseltilebilir lambalarLED

IEA. Lisans: CC BY 4.0

• Dünya
• Kuzey Amerika
• Avrupa
• Diğer Asya Pasifik
• Çin
• Hindistan
• Orta ve Güney Amerika
• Afrika
• Dünyanın Geri Kalanı
• LED

Bölge başına, LED'e yükseltilebilen veya kullanım ömrünün sonuna yaklaşan konut lambalarının toplam stoğu, 2024

Endeks (1 = 2014'teki lamba sayısı)

Toplam lamba sayısı Yükseltilebilir lambalar LED'in kullanım ömrü sona eriyor LED

IEA. Lisans: CC BY 4.0

• Dünya
• Kuzey Amerika
• Avrupa
• Diğer Asya Pasifik
• Çin
• Hindistan
• Orta ve Güney Amerika
• Afrika
• Dünyanın Geri Kalanı
• LED

Dış mekan kamu aydınlatması, özellikle koordineli sokak aydınlatması iyileştirmeleri yoluyla, genellikle hızlı geri ödeme sağlayan LED yükseltmeleri için ek fırsatlar da sunar. Ancak parçalı mülkiyet, eski demirbaşlar ve sınırlı satın alma ve kurumsal kapasite devam ediyor yavaş LED dağıtımı.

Özel sektöre ait diğer dış mekan aydınlatmaları da merkezi programlardan yoksun olabilir. Engeller esas olarak ön maliyetlerle veya eski donanımlar, ekranlama ve optikler gibi tasarım kısıtlamalarıyla ilgilidir.

LED verimliliği kazanımlarının bir sonraki aşamasını yakalamak tasarım, performans ve maliyete bağlı olacaktır

Bir sonraki aydınlatma verimliliği iyileştirme dalgasını yakalamak üç prensibe bağlıdır:

• Uzun ömür ve döngüsellik için tasarım: Verimlilik artık tek başına yeterli değil; Yükseltilebilirlik ve döngüsellik, yaygın LED verimliliği kazanımlarının sağlanması açısından giderek daha önemli hale geliyor. Sürücüler, optikler ve kontrol üniteleri gibi ayrı bileşenlerin değiştirilmesine olanak tanıyan modüler aydınlatma sistemleri, atık ve yaşam döngüsü maliyetlerini azaltabilir. Onarılabilirlik aynı zamanda ürün ömrünü de uzatabilir; yenileme ve yeniden kullanma (örneğin temizleme, cilalama ve bileşen değiştirme) malzeme talebini azaltabilir. Geri dönüşüm aynı zamanda LED tedarik zinciri esnekliği açısından da önemli olmaya devam ediyor. AB Döngüsel Ekonomi Yasası aydınlatma ürünlerine yönelik hedefler. Verimlilik kazanımları, birlikte çalışabilirliği ve onarımı sınırlayan, standart dışı bileşenlere veya gömülü yazılıma dayanan daha karmaşık, satıcıya bağımlı sistemler tarafından dengelenmemelidir. Yapışkan LED şeritler gibi bazı ürünlerin onarılması veya geri dönüştürülmesi özellikle zordur, bu da döngüsellik endişelerini artırmaktadır.
• Sistem düzeyinde performansı artırın: Lamba verimliliği hikayenin yalnızca bir kısmıdır. Halihazırda olgunlaşmış ve uygun maliyetli olan doluluk ve gün ışığı sensörleri gibi kontroller, özellikle konut dışı binalarda önemli miktarda ek tasarruf sağlayabilir. Bina yönetimi platformlarıyla entegrasyon, öngörücü bakım, uyarlanabilir ve harekete duyarlı aydınlatma ve ayrıntılı kullanım analizleri. Doğru akım (DC) sistemleri LED ışıkların geleneksel alternatif akım yerine DC elektrik kullanarak çalıştığı bu sistem, yerinde yenilenebilir enerji bulunan binalarda enerji dönüşümü kayıplarını daha da azaltabilir. Ancak parçalanmış akıllı aydınlatma protokolleri, faydaların sınırlanması riskini taşıyor. Diğer tüketici elektroniklerinin aksine, akıllı ampullerin çoğu hâlâ özel merkezlere bağlı.
• Yaygın benimsenmeye olanak sağlayın: Uygun fiyat, LED'in yaygınlaşmasının önünde önemli bir engel olmaya devam ediyor. Her ne kadar LED fiyatları son yıllarda keskin bir şekilde düşmüş olsa da, gelişmiş kontrollere sahip sınıfının en iyisi ürünler hala temel modellerden birkaç kat daha pahalı olabiliyor. Düşük gelirli bölgelerde, yüksek ön maliyetler, ömür boyu önemli tasarruflara rağmen benimsenmeyi yavaşlatabilir. Diğer pazarlarda ise düşük veya sübvansiyonlu elektrik fiyatları yatırım sinyalini zayıflatır. Yeni iş modelleri – dahil düşük faizli finansman Ve Hizmet Olarak Aydınlatma – mali engellerin azaltılmasına yardımcı olabilir. Aynı zamanda, verimlilik iyileştirmelerinin pazara ulaşmasını sağlamak için performans standartlarının sıkılaşmaya devam etmesi gerekiyor.
• Yeni başlatılan girişimler gibi girişimler yoluyla küresel işbirliği SEÇ Projesi Zambiya'da ve uzun süredir devam eden IEA 4E Teknoloji İşbirliği Programı En iyi uygulamaların ve performans kriterlerinin yayılmasını destekler. IEA 4E girişimlerinden biri olan Aydınlatma ve Kontrollerde Akıllı Sürdürülebilirlik Platformu, aydınlatma pazarlarında verimliliği artırabilecek bilgiler geliştirmek için küresel paydaşları bir araya getiriyor. Son olarak, akıllı teknolojiyi, döngüsel tasarımı ve yenilikçi finansmanı birleştiren daha geniş kapsamlı öncü projeler neyin mümkün olduğunu gösterebilir ve belediye ve belediyelerde daha geniş pazar benimsenmesini hızlandırabilir. bina düzeyindeki projeler.

IEA'dan Sophie Attali; IEA 4E TCP'den Kevin Lane, Michael Scholand ve Georges Zissis; ve Signify'dan Paolo Ceccherini ve Deepak Joshi bu yoruma katkıda bulundular.