一、照明是永恒的阳光产业
人类从最初诞生起，就对光有着自然的需求和渴望。无论社会发展到何种程度，人们对光的需求是一直存在的。因此，可以这么说，照明行业是永恒的阳光产业。白炽灯的发明，是照明历史上的一座里程碑，它打开了电气照明的大门。随后，荧光灯、高强度气体放电灯的不断涌现，不仅满足了人们对光的基本需求，更创造出了许多美轮美奂的场景，满足了人们对生活更美好的追求。2009年我国光源和照明企业数量达到一万多家，产值达2500亿元人民币。同年全球该领域产值1600亿美元，我国出口141亿美元，占不到10%.。随着半导体技术的不断发展，固态发光器件作为新一代光源逐渐走入了人们的视野，并在照明界掀起了一场革命。新型的LED光源以其效率高、寿命长等优点，得到越来越多人的青睐;同时，它也引发了照明的一场探讨：未来的照明产业将走向何方?
二、全球探讨光源研发方向
1. 欧洲光源市场的现状和发展趋势
表1所示为欧洲市场2007年的销售情况的统计。从表中可以看出，白炽灯的年销售量是19亿只，几乎占据了所有光源销售量的半壁江山。而到2009年，白炽灯的年销售量达到了25亿只。尽管白炽灯在数量上非常庞大，但人造光的主要来源还是荧光灯和气体放电灯。这是因为白炽灯的效率较低。截至2009年，LED照明产品还没有真正进入照明市场。
表1 2007年欧洲光源销售情况
随着LED逐渐进入照明市场，传统光源一统天下的局面受到了挑战。LED光源寿命长，效率高，已经开始在某些领域逐渐代替传统光源，特别是白炽灯。白炽灯效率低，能耗大，大量的使用白炽灯会给环境带来不利的影响。因此，欧洲和美国已经立法，开始逐步淘汰白炽灯。图1所示为Osram公司对未来几年照明行业发展形势的预测。从图中不难看出，截至2013年传统光源在照明产品中的总比重将由2007年的56%下降到32%;而LED产品将由2007年的3%上升到22%。
图1 Osram公司对未来几年照明行业发展形势的预测
图2 所示为Philips公司对未来照明行业发展情况的预测。据分析，从现在到2020年，欧洲光源市场将以每年6%的增长速度，估计LED光源在2020年会占到整个市场份额的1/3左右。
图2 Philips公司对未来照明行业发展情况的预测
2. 我国对照明产业发展的预测和规划
据预测和规划，2015年我国照明产业的产值将达5000亿人民币，出口达250亿美元，外销达到总产值的30%。到2015年和2020年我国照明产业的节能光源分别达到70%和90%，目前是50%。预计在今后5-10年内照明产业还是以传统光源为主角。到2015年照明产业的采标率和合格率都达到80%。照明产业的集中度大幅提高，到2015年，节能灯由前20家企业产量由目前占到总产量60%提高到80%，2020年再上升到90%。百亿销售额的企业2015年将有3-5家，2020年更进一步达到10家。产品结构调整，2015年白炽灯产量将减少到现有产量的50%，而节能的传统和LED光源，以及配套的电子化和电器控制装置使用比例会大幅度上升。我国的发展政策是鼓励企业兼并，重组和扩大规模，加强自主品牌建设，以及产业向中西部地区转移，同时更加注重环境保护，提倡低汞或无汞工艺，全面开展废弃光源的回收工程。将CDM和LED光源列为优先开发新产品，其中包括与LED相配套的灯具电器产品，使之兼具功能性和装饰性，尤其在性价比改善上要下大功夫。
三、传统光源面临挑战剖析
LED的异军突起给了传统光源很大的挑战，但由于目前LED的成本还较高，距离大规模走进人们的生活还有一段距离，所以如何改进传统光源，降低其可能带来的污染，提高其效率，是光源行业必须思考和面对的一个重要问题。目前，关于传统光源的发展有两个热门问题：(1)节能灯的汞污染危害该如何认识和正确应对;(2)陶瓷金卤灯(CDM)的发展。
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(1)关于节能灯的汞污染危害
节能灯主要依靠电子激发汞产生253.7nm的紫外线，再由荧光粉转换来发出可见光，因此每支节能灯中都充有汞。汞是一种有毒有害物质，当空气里汞蒸汽超过0.35微克/立方米或汞污染了水源，再通过鱼虾等水产品食物链被人食用后，都会导致人体中枢神经受损，轻者步行困难，弱智，重者神经错乱，直至死亡。因此，必须重视降低灯内汞的充入量研究和废弃节能灯的回收工作。尽管节能灯中填充了汞，但对于其汞污染应当客观认识。因为全球每年排放2000吨汞污染，主要来自煤燃烧，金属冶炼和城市垃圾烧毁。我国约占1/3，约700吨。而节能灯即使按每支5mg的汞，每年废弃10亿支，产生的汞污染为5吨为0.7%。如按每只灯充入1mg汞水平，则产生的汞污染为1吨为0.14%。我国发电70%是靠火力，现燃烧1kg煤可发3度电，会释放0.22mg汞污染，我们使用9瓦节能灯代替60瓦白炽灯，在节能灯8千小时寿命里，可省电408度电，即少燃烧136kg煤，少释放30mg汞污染。全国年产38亿支节能灯，如全部取代白炽灯可节电和少烧煤，从而减少114吨汞污染;而按每只节能灯充入1mg计算，“仅”会产生3.8吨汞污染。如上所述，采用节能灯代替白炽灯，实际上可以大大降低汞的排放，从而缓解汞污染带来的问题。另外，照明与光源产业已着手低汞和无汞节能灯的研制，若能成功推广相关产品，则可以更进一步降低汞污染。
(2)关于陶瓷金卤灯(CDM)的未来发展
陶瓷金卤灯是在高压钠灯，石英金卤灯的基础上发展起来的新型光源，其最大的特点是光色稳定，显色性好，寿命长。它也被看作是未来光源的主要发展方向之一。
陶瓷金卤灯与石英金卤灯的最大区别在于采用多晶氧化铝陶瓷代替石英作为放电管材料。陶瓷放电管的耐受温度比石英管约高300°C，而且，陶瓷放电管比石英管的耐侵蚀能力更强。因此，陶瓷金卤灯在工作时其内部的等离子体温度更高，这使得陶瓷灯的性能比石英灯有了很大提高。陶瓷金卤灯最初诞生的时候，面临一些关键的技术问题，例如陶瓷管的成形，陶瓷与电极的封接等。随着近几年技术以及工艺的快速发展，上述问题得到了较好的解决，陶瓷金卤灯的应用场合越来越多。表2所示为石英金卤灯与陶瓷金卤灯的性能对比情况。从表中不难看出，无论是在寿命还是在光效方面，陶瓷金卤灯都更优于石英金卤灯。
表2 石英金卤灯与陶瓷金卤灯的性能对比
在技术方面，陶瓷金卤灯的各方面优势还在挖掘中。例如，飞利浦公司在研制非饱和汞蒸汽的陶瓷金卤灯。初步的实验结果显示，采用非饱和填充不仅可以降低汞的填充量，更可以提高灯的性能。非饱和填充的陶瓷金卤灯在光通维持率、光色变化等各方面均比以往的饱和填充的陶瓷金卤灯更有优势。复旦大学电光源研究所的相关研究表明，在60% 调光深度下，调光对陶瓷金卤灯的光效、显色指数、色温的影响不大，因此对小功率陶瓷金卤灯进行调光是可行的。这一研究结果为日后绿色节能照明的发展增添了基石。另外，关于陶瓷金卤灯电弧管、电极以及封接工艺的研究都取得了很多进展，未来有理由相信陶瓷金卤灯会在照明领域得到更广泛的推广应用。
四、LED的现状及发展趋势
LED作为照明光源的研发主要是近十几年里取得显著成果，如图3所示，LED光源在不到十年的时间内，市场LED光源产品光效已经提高到超过100 lm/W;同样的进步，荧光灯用了60年。因此，LED的发展潜力是十分巨大的!图4所示为LED与传统光源照明的成本比较。随着更多厂家和研究单位投入LED的研发和生产，其成本还会大幅下降，从而为今后LED产品的大面积推广奠定了基础。目前，很多厂家已经推出多种代替白炽灯的LED灯泡，预计在不久的将来，这种高效率、长寿命的光源将越来越多地取代白炽灯，走进千家万户。
中国要从光源生产大国走向强国行列，要在照明产品市场的世界品牌中占有一席之地，就首先在研发上狠下功夫，要拥有核心技术上的自主知识产权，这样我们才能从“中国制造”走向“中国智造”，真正向光源强国迈进，尤其是LED光源的研制和发展，我们应认识到LED照明产业的发展是“光明无限，危机四伏”，必须清醒的看到其道路是艰巨和曲折的，但LED产业的前景是辉煌的，让我们携手齐进，共同为照明事业振兴繁荣而奋斗!
