吳鳴鳴 楊鶴 國家半導體照明工程研發及產業聯盟
為了進一步改善歐洲照明現狀,提高能效減少能源消耗,并維持歐洲LED照明產業在世界范圍內的領先地位,歐盟于2013年底推出了“SSL加速計劃SSL-erate”。通過這個為期3年的促進項目,進一步提高LED照明技術水平,使其能夠為不同應用用戶提供高品質的照明。
對于光品質的要求終于被歐盟提上了日程,總的來說,歐盟LED產業的首要目標是為歐洲市場提供高品質的LED產品。LED產品品質涉及很多方面,包括產品安全性、適用性、可靠性、使用壽命等,其間又涉及到各種不同的標準和規則。目前在大多數情況下,LED照明產品品質是否達標,只能通過產品生產商自己聲明的數據指標來判定是否滿足CE標準。
歐盟認為應當通過有效的市場監管機制,保證市場上所有LED產品滿足歐盟《生態設計(EcoDesign)》最低標準。同時LED業界也希望能夠有系統規范的產品品質標準,以增進消費者對LED產品的了解和信任,或基于之前照明產品品質標準,或建立全新的產品品質標準體系。系統化的標準體系,將有助于消費者更容易進行對比,選擇自身需要的LED產品。生產企業有義務提供新產品的各項性能數據,這些數據需要能滿足相應的標準要求,包括低壓器件指導方針(安全性方面)、EcoDesign規則(最低性能要求方面)和能效標識(能效與成本方面)等。在某些特定應用領域,會特別要求采用性能指標相同的產品。
歐盟對于制定LED產品適用的品質規范標準有明確的方針要求,不能簡單的引進美國“能源之星”標準,而是要建立歐洲自身的品質標準體系。需要各方面協同合作,共同建立LED燈具品質標識體系,并將其納入產品綜合品質規劃方案。
2014年4月1日,歐盟正式啟動了照亮民眾計劃。將“以人為本”作為照明發展的中心,積極推廣LED照明創新與合作。將今后LED照明的重點研發領域,設為中老年人看護、醫療保健、教育等人性化高需求領域,光品質、人性化成為新技術發展核心。
歐盟正在面臨前所未有的人口結構變化,老年化、低出生率、家庭結構變化、移民等問題凸顯。鑒于其在歐盟階層和國家階層的顯著性影響,歐盟不得不重新審視和修改現有的相關政策。
近期歐盟研究結果表明,由照明所產生的人體生物效應,能改善人體感知能力,增強人體靈敏程度,從而提高工作效率。并且能通過在白天激發人體生物系統,提高夜間休眠效率,實現人體日夜生物節奏的協調穩定,能更進一步作用于社會健康體系。對于中老年人看護的研究表明,根據晝夜節律有效改進照明系統的周期性變化,有助于中老年人日間活動和夜間休息,降低夜間看護成本,并同時提高生活品質。這可以通過調節LED照明條件來滿足人體所需,包括調節光譜、光照的空間分布、光照強度等,使其達到最優化效果,符合特定的應用需求。當然最大化LED照明能效也是LED照明研究的關鍵課題之一。
通過對LED照明所產生的相應人體生物效應的研究,可以從一定層面確立歐洲LED照明產業的領先地位。在歐盟今后的研究過程中,通過優化LED照明技術,以實現有特定生物照明需求的有效照明。這方面的研究,不僅能提高LED技術水平,改進LED照明系統,還有助于解決人口結構變遷、公共財政、健康保健等社會問題,并進一步鞏固歐洲科技水平的領先地位。
歐盟在半導體照明產業發展上以促進技術進步為重點,以市場應用為導向調整產品結構,其相關政策扶持方向是從技術研發到實際應用逐步轉移,其應用推廣也是從公共照明到家居照明逐次推進。歐盟的半導體照明產業發展模式和政策導向對我國的啟示頗多。

歐盟的總體科技優勢體現在科技人才濟濟、研究機構眾多、基礎設施雄厚、一體化優勢突出。如在“彩虹計劃”、“OLLA項目”、“OLED100.eu計劃”中,都有來自歐盟各國的多家企業和研究機構參與。由于聯盟中包含多種高品質的技術,使得關鍵技術的優化成為可能。而Philips和Osram這些參與項目研究的照明產業巨頭會確保研究成果在最短時間內轉化為真正的產品。2009年,歐洲第七個研發框架計劃將半導體照明技術列入優先發展主題,并投入4000萬歐元建設半導體照明共性技術研發平臺。
在市場應用方面,由于歐洲人環保和節能意識比較成熟,對環保產品的接受程度較高,各國政府還在LED燈的應用領域紛紛推出了補貼計劃,因此,LED照明產品的應用普及和推廣率較高。歐洲的一些主要國家的超市已經開始大批量銷售10W以下的LED燈泡和射燈類產品。但是,歐盟各國由于利益和出發點不同,造成很多標準和規范出臺遲滯,因此歐洲市場準入標準和技術門檻相對寬松。
隨著歐盟2009年3月通過了有關淘汰白熾燈的法規,傳統照明巨頭Philips、Osram加快了在LED照明領域的布局,他們通過高度垂直整合的主要策略,實現規模龐大的產能,并利用專利手段保護其核心技術在世界范圍內布置了嚴密的專利網,以高附加值占據著歐洲市場的主導地位,與亞洲的Nichia和TG、美國的Cree共同形成三足鼎立的產業分布與競爭格局,壟斷了高端產品市場。
在業務范圍上,Philips和Osram各有專長,在特色照明技術方面技術領先。譬如汽車外部照明以飛利浦流明主導、汽車內飾指示與照明以Osram光電半導體主導。在2014年法蘭克福照明展上,兩個照明巨頭大規模推出其系列應用產品,并開始了歐洲LED照明市場渠道的建設和推廣。
歐盟各國均十分注重提高能源使用效率和節省能源,這種努力幾乎深入到經濟和社會生活的每個角落,包括開發及應用高效節能的照明產品。如Philips公司就一貫致力于提高照明解決方案的環保性,幫助減少二氧化碳排放和減少擴建電廠的需求,而該公司領先的光輸出、功效和熱能管理就是在此方面長期努力的直接結果。一些自發節能和綠色組織,如新英格蘭光污染咨詢組織,自1993年成立以來一直向公眾普及和推廣室外夜間照明有效節能知識,積極宣傳和提倡使用低流光燈具,對增強人們的節能意識發揮著重要作用。
為了驗證半導體照明的生態效益對于達到2020年歐洲節能目標的促進作用,歐洲委員會信息協會(INFOSO)還會舉辦半導體照明研討會,驗證半導體照明在實際通用照明條件下中的應用情況,證明半導體照明的經濟效益和投資回報。
為了規范半導體照明燈具市場、促進其有序發展,歐洲半導體照明工業界成立了兩個聯盟:歐洲光源公司聯盟(ELC)和歐洲國家燈具制造者聯盟(CELMA)。這兩個聯盟一起致力于在教育市場推動半導體照明產品,支持半導體照明產品標準和法規的制定,保證半導體照明產品的質量。如ELC推出了半導體照明燈具標準,制定了半導體照明燈具安全標準和性能標準,提出了燈具的測量方案及其他半導體照明相關產品的設計標準。
此外,歐洲傳統照明巨頭與LED業者的融合呈深層面、多維度開展的狀態,Philips、Osram都是Zhaga Consortium和AG-DALI體系的成員,Zhaga Consortium是包括ABL、Cooper、Osram、Panasonic、Philips、Schreder、Toshiba、TRILUX和Zumtobel等在內的九家照明行業巨頭于2010年初成立的合作組織,旨在促成LED照明產品標準化。通過定義各種專用光機接口數據,最終實現扎嘎聯盟內不同制造商產品之間的互換和兼容。AG-DALI是在德國電力電子制造商協會章程的基礎上發展起來的,旨在促進“數字可尋址照明借口”(DALI)技術的應用和發展。兩方面力量采取融合、積極合作的態度來面對日益增多的挑戰。
公共照明是照明用電較多的應用領域,而且公共照明示范效果顯著,政府較易介入,一直是各地區示范應用的首選領域,歐盟也不例外。在歐盟實施的“照亮城市”試點項目以路燈、市政建筑照明等公共照明為主。這與我國實施的“十城萬盞”半導體照明應用示范工程不謀而合。
中國于2009年啟動的“十城萬盞” 半導體照明應用示范工程,同樣是以城市為實施主體,同樣以公共照明為重點,同樣以LED路燈為首推,同樣推薦采取EMC模式。據CSA Research調研統計,目前“十城萬盞”已經實施了超過3500項示范工程,應用1200萬盞燈具,實現年節電24億度,其中道路、景觀等市政照明項目數量占比超過70%。同時,2013年LED應用試點工程采用EMC模式的項目數量大幅增加,占項目總數的比例由2012年的7.60%上升到目前的22.3%。從公共照明到家居照明逐步推進,這是大多數地區推廣LED照明采取的方式。
CSA Research發布的LED燈具出口數據顯示,目前歐盟已經成為中國LED照明產品最大的出口市場。預計在未來3到5年內,歐盟地區將迎來LED照明產業高速發展的新時期。同時,歐盟作為半導體照明節能產業最發達的地區之一,其產業和政策發展的經驗也值得我們去思索和借鑒。