路燈將進入LED時代

　　從散發高熱量的白熾燈到高壓鹵化物燈，再到LED，未來的路燈也許只需要幾片發光的樹葉。
　　
　　每當夜幕降臨，北京就亮起了萬盞明燈，寬闊的長安大街更是籠罩在一片金色光芒之中，這光來自20世紀60年代的一種光源——高壓鈉燈。鈉蒸汽路燈那黃色的光芒已經遍及世界各地，不過這一都市景觀即將消失，就要被LED燈取代。
　　
　　從白熾燈到高壓鈉燈
　　
　　在20世紀60年代之前，黑暗的都市被溫暖的白熾燈和發白的水銀蒸汽燈照亮。這種白光有把人變得像吸血鬼的效果，把紅色變成黑色，讓白色的皮膚產生沒有血色的恐怖。但是大體來說它和普通白光差不多。
　　但是經過70年代的能源革命之后，高壓鈉燈掌管了夜晚。高壓鈉燈消耗的能量只有汞燈的一半，而且使用壽命更長，達到1.6萬小時。發出黃色光的高壓鈉燈顯色性不好，在它的照耀下分不清黃和白，也分不清紅和藍，但是它的發光效率要比其他燈高得多，即使考慮到熱損失的影響，高壓鈉燈的實際光效也差不多3倍于高壓汞燈，大約等于白熾燈的10倍。
　　從節約能源的角度考慮，各大城市的交通部門和城市規劃部門都使用了高壓鈉燈。我國上世紀70年代初開始研制高壓鈉燈，1974年國慶前夕就在首都試用。在美國，紐約和洛杉磯被橘黃色的光籠罩，世界上最繁忙的港口加州的長灘也流動著金色的光暈，在英國則更甚，85％的路燈是高壓鈉燈。
　　黃疸似的鈉燈成了夜景攝影師的強大敵人，對攝影師來說高壓鈉燈光是最丑陋的光。一位好萊塢電影攝影師的評價是“來自地獄的光，毀掉了夜晚的美麗”。鈉燈的黃光讓顧客感到不舒服，也間接影響到商場的生意。后來，大多數商場都使用更加昂貴的金屬鹵化物燈，金屬鹵化物燈是在高壓汞燈基礎上添加各種金屬鹵化物制成的一種光源。
　　與高壓鈉燈相伴的最大問題是光污染。一份有關人工夜空顏色的論文寫道：人類通過高壓鈉燈把自己包裹在一片黃霧之中。現在我們也許有機會擺脫鈉蒸汽燈了，甚至可能抵制越來越多的光污染，夜晚的顏色又要改變了。
　　
　　LED：節能時代的選擇
　　
　　在未來10年內，美國的3700萬個路燈將改裝LED燈，這一次變革的背后推動力還是節省能源。倫斯勒理工學院照明研究中心的主任馬克·瑞亞說，美國還沒有趕上潮流，LED是大勢所趨。他預言，LED比高壓鈉燈節約10～20％的能量，在一兩年后將能提高到節省40％的能量。
　　與安裝LED熱潮相匹配的則是世界各國的“廢止白熾燈”行動。2009年9月1日，歐盟開始明令廢止使用100瓦以上的白熾燈，2010年9月1日，歐盟開始廢止75瓦的白熾燈，2011年歐盟還將繼續廢止60瓦、40瓦和25瓦的白熾燈。依照歐盟方面統計，白熾燈替換項目可為歐洲家庭每年節約50歐元電費，為歐盟每年節約100億歐元能耗。
　　歐盟取而代之的是鹵素燈。前文的高壓鈉燈即是鹵素燈的一種，也是白熾燈的一個變種，里面通常含有納、碘和其他化學成分，對環境仍有一定影響，且耗電量仍然不菲。預計到未來必須要進一步替代為LED燈。
　　科學研究表明，LED照明不僅環保，而且安全。它不含玻璃、燈絲或汞，所以不會發生由于鹵素或高強度電流(HID)而導致燈具爆炸的情況。同時，其成本低，不會受到由于鈉蒸汽單元而帶來的汞處理限制。新型LED路燈的真正潛力并不僅僅來自節約能源，它還可以進行“自動控制”，不像鈉燈，LED燈可以調節，能變成不同的顏色，很容易變暗，可以瞬間開啟和關閉。
　　大規模的路燈升級改造項目已經在紐約、安克拉治(美國阿拉斯加州最大城市)、圣何塞(加利福尼亞州西部城市)和匹茲堡等多個美國城市展開。洛杉磯的20萬盞路燈將有14萬盞改造成LED燈，投入的資金達到5700萬美元。
　　中國國家科技部和財政部于2008年底拋出的“十城萬盞”LED照明推廣計劃。21個城市、上萬盞LED路燈，這一宗大單項目的總價值至少超過1000億元人民幣，而科技部還計劃批復50個城市，預計200萬盞燈將換成LED燈。為此國際照明三大巨頭飛利浦、GE以及德國西門子旗下的歐司朗，從2008年以來，開始在中國開展短兵相接式的對壘戰。
　　
　　未來街道的燈源
　　
　　從環境上來說，造個路燈提供夜間照明是個很簡單的事情。但是它們設計笨重，而且是城市能源開支的大頭，大部分路燈都照著空蕩蕩的街道——所以如今，通過在設計上進行某些改進，加裝感應器，路燈已經減少了很多白白投向夜空的光束。
　　這還不夠，路燈從誕生以來就是對自然界的一個污染源。生物學家們越來越意識到，路燈的光干擾到了夜行生物。如今設計的路燈，光線也盡量收攏，投向下方，不至于為夜鳥帶來麻煩。
　　除了在設計上集中路燈的照明光束，讓光線得到最大的利用，還有很多減少光污染和節約能源的設想。這些構想已經逐漸變成了現實。
　　比如“渦輪機路燈”，這種路燈能夠利用風的能量照亮我們的道路，也被稱為風能路燈，利用汽車在高速公路上快速跑動時帶動起來的流動空氣產生能量，再將這部分能量用于點亮路邊的路燈。這個理念目前還是備受爭議，有人質疑汽車跑動帶來的流動空氣真的能夠提供足夠的能量使路燈亮起來么?但由于這個做法成本較低，所以在一些風力充足的地區已經開始利用這種裝置。
　　不遠的將來，樹木或許會自己發光。來自臺北的中央研究院和臺南的國立成功大學的科學家已將發光的海膽形金色納米微粒(生物發光二極管，即生物LED)，植入植物的葉子，這能使葉子放出紅色光暈，為行人點亮道路而無需耗電。
　　和許多發明一樣，這也是個意外，當研究者們試圖撇開有毒而昂貴的熒光粉制造與LED燈一樣有效的光源時偶然發現的。形似海膽的金納米顆粒植入虎耳的葉子中使葉綠素發出一種微紅色冷光。作為額外的回報，其發出的冷光能使葉子內的葉綠體進行光合作用，使街道被照亮的同時又能吸收掉更多的二氧化碳。
　　科學家已在《納米日志》上刊登了他們關于生物LED的論文，他們希望經金色納米微粒處理的樹可制造足夠的光以替代電氣路燈。但目前而言，科學家的測試項目僅限于一種叫虎耳草的水生植物。一名來自美國馬里蘭州大學的科學家說，進一步工作后，實驗可能擴展到適于做行道樹的陸生植物。
　　生物LED有一天可能替代路燈，但是我們還有很長的路要