中国工程院信息电子学部、中国科学院半导体研究所院士陈良惠最近在南昌半导体照明产业发展论坛上指出,在当前世界和我国能源形势日渐严峻,特别是国内较大面积的电力资源紧缺的背景下,固态照明节电是最有效的环保工程和节电手段,仅用三峡工程5%的投入发展固态照明,就能再造一个“绿色三峡工程”。
固态照明就是用固态的发光作为照明光源,有望成为照明光源的固态发光目前主要是半导体发光二极管(LED)和有机发光二极管(OLED)。专家认为,基于以下三点因素考虑,固态照明是最有效的环保工程和节电手段。
首先,能源形势严峻,节能迫在眉睫。据陈良惠院士透露,世界能源正面临危机,按目前的开发速度,煤炭仅可供应169年,天然气仅可供应65年,石油仅可供应到2050年。而中国的能源形势更加严峻,据《1997年世界能源统计评论》估计,中国的煤炭在88年内、石油和天然气资源分别在20.2年和49.3年内都将面临枯竭。与此同时,2003年我国已出现24个省市拉闸限电。今年入夏以来,一些省市缺电形势仍在加剧,电荒正在全国更大范围内扩散。
其次,火力发电污染大,环保用电是大势所趋。中国已是仅次于美国的第二大发电大国,据统计,2003年,全国发电量为1.91万亿千瓦时(度),其中约80%为火力发电;我国的火力发电每年需要燃烧大量的原煤和石油,同时产生大量的粉尘和二氧化碳、二氧化硫等气体,造成严重的空气污染和环境污染。而减轻发电污染,保护环境越类越被世界各国所重视。
第三,其他发电方式工程资金投入大、时间长。由于以上两种原因,我国已开始开发太阳能、风能、地热、核能和水力发电等绿色能源,但大多资金投入较大、所需时间较长。例如三峡工程,1994年正式动工,总工期17年,全部完建约需要20年,全部静态投资1000亿元,动态投资2000亿元,建成后年发电量846.8亿度。
按国家统计数据和统计方法,照明用电约占我国全部用电量的12%。陈良惠院士这样算了一笔账:2003年,全国照明用电共2292亿度。按照每年增长5%计算,到2010年,照明用电可达3225亿度以上。假如到2010年有三分之一以上的白炽灯被固态照明技术所取代,那么一年可节约照明用电1000亿度,节省0.5亿吨原煤,减少约667万吨废气及尘渣排放量。因此用10-15年时间,投资50亿至100亿元发展固态照明产业,相当于仅用三峡工程5%的投入,就能再造一个“绿色三峡工程”。
由于固态照明的预期市场魅力无法抗拒,因此各国纷纷启动国家项目给予引导和支持。目前,美、日、欧盟皆由官方成立专案,编列预算与计划推行白光发光二极管照明。日本的“21世纪光计划”,载明从1998年到2002年耗费50亿日元推行白光照明;美国的国家半导体照明计划则是从2000年到2010年,耗资5亿美元开发半导体照明;欧盟的彩虹计划已在2000年7月启动。我国国家科技部也及时与世界同步,联合其他部委于去年6月正式紧急启动了“国家半导体照明工程”。
据专家们透露,在美国能源部设立的半导体照明国家研究项目中,给固态照明描绘了美好的前景:2010年有55%的白炽灯、荧光灯被取代,2025年使美国照明用电(现为6000亿度)减少一半;从2000年到2020年,使用固态照明可累计减排2.58亿吨碳污染物,少建133座100万千瓦的电站,节约开支1150亿美元,形成每年500亿美元的光源产业,还带来数以百万计的高质量工作机会。日本计划2006年用半导体灯大规模取代白炽灯,节电相当于一两座核电站的发电量,每年可以节省10公斤以上的原铀消耗。