加快LED技術創新是當務之急

自2010年6月底開始，中國市政工程協會城市道路照明專業委員會針對“十城萬盞”工程LED路燈的實際應用情況，在21個試點城市路燈管理部門進行了摸底調查。

調查顯示:“十城萬盞”18個城市共裝LED路燈10.57萬盞;規格品種多達42個

人物簡介 張華，現任中國市政工程協會城市道路照明專業委員會副秘書長;《城市照明》編委會主任、總編;《照明工程學報》編輯委員會編委;市政金杯示范(路燈)工程評審委員會主任。

“十城萬盞”工程實施一周年來，LED路燈在城市照明行業的實際應用情況如何?半導體照明是否能夠替代傳統的高壓鈉燈?自2010年6月底始，中國市政工程協會城市道路照明專業委員會針對“十城萬盞”工程LED路燈的實際應用情況，在21個試點城市進行了摸底調查。

那么，調查的結果究竟如何?近日，本刊記者就此獨家專訪了中國市政工程協會城市照明專業委員會副秘書長張華。

《十城萬盞參考》:今年6月底開始，中國市政工程協會城市道路照明專業委員會就“十城萬盞”LED路燈的應用情況，在21個試點城市進行了摸底調查。從反饋的信息看，21個城市LED路燈應用的大致情況如何?

張華:自2010年6月底調查以來，已有18個城市路燈管理部門返回調查表，占21個試點城市的85.7%。應用投資及實際應用情況大致如下:

城市照明行業屬于公益性事業單位，日常運行維護費、電費僅靠財政撥款，新建工程都有政府投資，目前全國百余個城市安裝試用的部分LED路燈基本上都是免費試用。經調查顯示，21個城市中，揚州、濰坊、寧波、哈爾濱、福州等70%的城市是財政撥款，其中，深圳有一個項目簽訂了能源管理合同(EMC)，綿陽與兩家公司簽訂了EMC合同，南昌正在與相關部門商洽EMC模式管理，還有部分城市或廠商免費試用或自籌資金。

據調查數據顯示，18個城市路燈管理單位自2009年至2010年6月共安裝LED路燈10.57萬盞，其中:道路照明9.42萬盞，占已安裝總數的89.12%;景觀照明工程1.15萬盞，占已安裝總數的10.88%。在道路照明9.42萬盞LED路燈中，濰坊市就有5.76萬盞，占總數的61%。

《十城萬盞參考》:LED路燈的規格和品種，與LED路燈后期的維護有著密切的關系。各城市使用的LED路燈在規格、品種和價格情況怎樣?對日常維護有何影響?

張華:現在，各城市應用的LED路燈的規格、品種繁多，共有42個品種規格。而傳統的高壓鈉燈的規格只有70W、100W、150W、250W、400W、1000W系列。LED路燈各生產廠家各搞一套，在產品規格的替代性上和光學、光效模式的兼容性上都不符合標準化、通用化的要求，給日常維護帶來極大不便。

據調查，LED路燈的價格大致如下，48W/2100元、80W/3100元、100W/4400元、150W/5200元、180W/5500元、200W/6400元、280W/8120元、360W/10600元。

LED路燈價格昂貴，以高壓鈉燈250W為例進行比較，光源電器、壓鑄鋁燈具(進口)每套1500元，光源壽命25000h。200W 的LED路燈每套6400元，是高壓鈉燈的4.2倍，使用壽命50000h(即可使用12.5年)。在這12.5年期間，高壓鈉燈的光源電器只需更換兩次，需1000元左右(含人工費、臺班費)，燈具還可以繼續使用。而LED路燈必須整體全套更換，即使200WLED路燈光效已達到250W高壓鈉燈的水平，可節約50W功率，每年可節電200度，每度電價為1元，12.5年可節約電費2500元，可LED路燈一次投資比高壓鈉燈多4900元。

《十城萬盞參考》:近年，大功率LED路燈技術進展如何?從調查情況看，LED路燈的發光效率如何?

張華:應該說，LED照明技術的發展是很快的。三年前，LED路燈的光效基本上是在40lm，這兩年，據我們掌握的情況，LED路燈的光效達到了80lm左右。此次調查顯示，在42個LED路燈規格中有一盞80W達到90.6lm/W，有一盞150W達到102.66 lm/W。最低的發光效率只有44.3lm/W，大多數的發光效率在75～85lm/W之間。

但也要看到存在的問題，目前生產LED路燈的企業很多，市場很亂，搞建筑的、搞綠化的，都在生產LED路燈，導致產品質量良莠不齊。而行業中真正的半導體照明企業相對比較正規，他們生產的LED路燈，質量相對好一些，光效能達到90甚至100lm。但是從深圳這次報來的情況看，光效并沒有超過100lm。

現在，到底LED路燈的質量如何，都是企業報到路燈管理部門，再由路燈管理部門報給我們，并不是檢測機構現場測試的。另外，路燈行業沒有辦法測試LED路燈的光效，只能測試照度或者是亮度，即測試在實際應用當中，LED路燈的照度、亮度有多少，而發光效率等參數，都是廠家自己報來的數據。

《十城萬盞參考》:要真正充分發揮半導體光源長處，二次光學系統設計方案至關重要。目前應用的LED路燈二次光學系統是否合理?

張華:調查情況顯示，LED路燈二次光學系統不夠合理。LED路燈的配光技術已有較大發展，已不再是在平板或V型上排列數十顆LED來配光。從廠商提供的配光曲線圖看，配光還不夠完全合理，最大光強方向0°～50°以內，比國際標準規定的截光型燈具0°～65°還要小，造成燈下地面特別亮，在30m間距的道路上安裝均勻度不太好。

道路照明設計計算通常根據燈具光度測試報告中提供的利用系數曲線圖、等照度曲線圖、等光強曲線圖、亮度輸出曲線圖、(相對)等亮度等光度數據進行計算。目前為止，尚未見到哪一個廠商提供這樣全的光度數據。LED路燈只是靠單個1～3W集成起來，自身帶有小型反光器或透鏡，數十顆排列在燈具內，其整體燈具的利用系數不可能比高壓鈉燈燈具的利用系數高，在發光效率相同的情況下，LED路燈計算的平均照度(亮度)值就相應偏低了。

《十城萬盞參考》:作為光源顯色性的度量指標，LED路燈顯色指數具體如何?

張華:LED路燈顯色指數(Ra)普遍在65、75、85之間，色溫(K)在3600～6000左右。

對顏色識別要求較高的商業中心或步行街，居住區人行道選用高色溫的LED路燈比較適宜，因為高色溫LED光源顯色性好。作為快速路、主干道路，偏黃色光的高壓鈉燈對看清前方路燈障礙物效果比高色溫白光略優。白色的LED發光表面看上去給人視覺的確比高壓鈉燈要亮些，但是機動車駕駛員在行駛過程中明顯感覺高壓鈉燈比白光LED路燈要亮得多。特別是對有霧、多塵、蒙蒙細雨的環境條件下，高壓鈉燈較有優勢。根據國外研究結果表明，低色溫環境給人心理上的安全感高于高色溫環境。

從科學發展的角度看LED路燈和中間視覺，大家知道，采用光電探測器模擬人眼的光譜靈敏度測量計算燈具(光源)的光效、色度、配光曲線、事實上只能在暗視覺環境下測量。在我國城市道路照明設計標準和相關政策里，并沒有對該理論應用的相關規定，這就意味著，城市道路照明工程在設計中不會考慮中間視覺狀態下光源發光效率的變化對設計的影響。我國的道路照明設計標準基本上是參照CIE等國際標準，中間視覺函數至今沒有被CIE所接受。當還沒有被科學家找到比原光譜靈敏度測量更合乎邏輯、統一的評價測量方法之前，無需再做爭論。

《十城萬盞參考》:溫家寶總理在哥本哈根氣候變化大會上做出承諾，到2020年碳排放量減少40-45%。現在國家各部委，都在力推實現節能減排的目標。在這樣一個大的趨勢下， LED節能技術是否可以在道路照明上廣泛應用?

張華:發光效率達不到的話，是無法實現節能的目標的。從發光效率分析，LED芯片的發光效率還遠不如高壓鈉燈;即便LED燈具的高效率可以彌補光效的不足，但現階段的LED實際利用光效，還是低于高壓鈉燈。還有，目前超強光高壓鈉燈已經普遍使用，而在許多資料中，還以普通高壓鈉燈作為比較，這是不可取的。

很多廠商以所謂的實際應用案例來證明LED路燈節電在30%、50%甚至80%都有。據我們了解，主要是將新裝的LED路燈與已安裝運行多年的高壓鈉燈比，與該條道路原本功率過大、照度超過國家設計標準的進行比較，然后號稱LED路燈比高壓鈉燈節約用電百分之多少，這樣的結論難以令人信服。實際上，現階段LED路燈還沒有達到宣傳的節能效果，甚至是不節能(相對于高壓鈉燈)的。所以，以LED路燈比高壓鈉燈節電為依據，大規模應用是缺乏依據的。

《十城萬盞參考》:“擴大半導體照明市場規模，拉動消費需求，促進產業技術研發與創新能力的提高，迅速提升我國半導體照明產業的整體競爭力”是“十城萬盞”工程的初衷。如何使這一初衷變為現實?請您談談您對“十城萬盞”工程的期許及建議。

張華:科技部最早擬定的“十城萬盞”推進方式是，試點—示范—推廣，如果按這種方式推進，我認為是可取的。按照這個思路，現在仍應是試點階段。

LED路燈是否能夠取代高壓鈉燈，取決于LED路燈的性能是否超過了高壓鈉燈，是否具備長期的成本效益。目前，在技術層面上尚未萬事俱備。

總體上看，LED路燈必將為人工照明帶來一次新的革命，成為全面超越現有光源的一種新型光源，具有非常好的發展潛力和市場前景，但目前大規模應用于城市功能性道路照明，還沒有達到媒體所宣傳的節能效果，還有待于進一步完善提高。

推進“十城萬盞”工程，應該堅持循序漸進的規律。當務之急是敦促科研單位和相關企業加快LED技術的創新步伐，盡快提高LED路燈的產品質量，降低產品成本，這是LED路燈企業健康發展的根本。誠如是，則LED廣泛應用于城市道路照明指日可待。