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绿色照明如何影响及推动LED照明行业?

发表时间:2022-04-01 17:30
文章附图

“绿色照明”由美国环保局(EPA)在1991年首先提出“推出绿色照明工程”的概念,随后马上得到联合国的支持和许多国家的重视,由此引发的LED照明竞赛拉开帷幕。

从政策与技术方面积极推进绿色照明目标与工程项目的落地,是国家推进既定目标使用的主要手段。

2003年英国政府通过《能源白皮书》鼓励民众使用LED照明,当地照明企业也积极参与研发、生产LED照明产品。2000~2006年欧洲推出“绿色照明计划”,于是淘汰高耗能产品,欧盟到2009年9月起禁止使用大瓦数的白炽灯灯泡,并于2012年全面禁止白炽灯灯泡。而早在1997年,美国就以通过绿色照明项目实现节能70亿千瓦时,后来该项目于1998年并入“能源之星”(Energy Star)建筑节能计划中。

我国“绿色照明”从工程起步到设定行业规范

中国为全球最大的发展中国家,也是世界上第二大能源的生产国和消费国。随着经济的持续发展,进而对能源的消耗急剧增加。电力工业的快速发展致使电力供应出现不足,如不久前的局部地区断电限电,以及用电效率低的新能源发电、弃电、输送电力中的电损等,这种情况将在今后一段时间内继续存在。因此,推动产业链的技术发展,实施高效照明,是改善紧张的供电不足的主要途径之一。

我国绿色照明“八五开始,九五起步”。1996年印发了《中国绿色照明工程实施方案》,这一计划的主要目的是为了节约能源,健康照明。当时的白炽灯和高压钠灯仍占市场的主要地位。而当时的LED照明为新兴产业,处于产业发展初期。当时的LED封装技术主要由台湾地区的企业把控,后来因LED有着环保、节能、高显色性、长寿命等特点,逐步被市场所接受,吸引越来越多的商家加入这个行业。

LED应用于照明行业大致在2006年左右,主要以LED的球泡灯和路灯替换白炽灯和高压钠灯。但真正让LED照明进入上升期的是后来的成本下降,主要由于设备的更新制造以及LED封装技术自动化提升了产品的质量以及稳定性。LED灯珠由最早几块钱一颗LED灯珠降到了几角甚至几分,并且有很多厂家可根据不同客人使用领域而采取不同制造方案,促进LED照明向民用领域渗透,到目前为止已实现近60%-70%替代。

LED步入成熟期之前,因其进入门槛较低,出现了许许多多的LED照明小作坊。这些小作坊在技术与制造工艺上为了追求与大企业的同等成本甚至更低,以至价格的高低并不能代表质量的优良,造成LED照明市场混乱。而后国家推出3C认证标准,以及绿色照明的环保政策,规范了LED照明行业,促使企业转向对技术与设备的提升上。

“绿色照明”如何影响及推动LED照明行业?

信息来源:由TrendForce集邦咨询收集整理

宏观时代背景下的“绿色照明”

那么从宏观角度看“绿色照明”推出的时代背景,四点原因:

首先,人口的持续增长导致一次能源消费量不断上升;其次,由于各国的经济发展不同造就了不同的能源消费增长模式,发达国家因进入后工业化社会,经济向低能耗、高产出的产业结构发展,能源消费增长速率明显低于发展中国家;其三,地区能源消费结构差异化明显;最后,疫情及政治原因的不可控性,能源贸易及运输压力增大。

同时,全球气候变化日趋严重,而气候引发的自然灾害愈演愈烈,人民环保意识也日趋增强。由此一个多元化、清洁化、高效化、全球化和市场化趋势发展的“绿色经济”,成为打破能源困局的突破口。

一全球两大洲奠定自由贸易与绿色照明发展

20世纪90年代,一全球性两个大洲贸易格局形成,先是以美国为首的北美第一产业与第三产业的自由贸易协定,紧接着欧盟经济市场一体化形成,最后是世界贸易组织(WTO)成立。

三个圈子形成后奠定了世界自由贸易的基础与区域垄断的格局形成。而1997年各国签订的《京都议定书》进一步推进了绿色照明的发展目标与任务,并且鼓励支持了LED照明技术的研发创新。

2007年美国的次贷危机与反倾销政策,打击了刚处于发展期的照明行业,使得出口锐减。但中国照明企业卧薪尝胆,引进先进设备与研发新技术,在2013-2016年间使得LED芯片国产替代率上升,且中小功率产品性价比大幅提升,终于赶上LED芯片的第二轮上升周期。中国正由此从贴牌代工逐渐实现全产业链国产化。

“绿色照明”如何影响及推动LED照明行业?

“绿色用电”

上个世纪90年代初由美国国家环保局提出“绿色照明”概念。其包括高效节能、环保、安全以及舒适四个指标。高效节能顾名思义保证足够照明情况下消耗尽可能少的电能,从而减少电厂的排污物,达到环保目的。光照清晰柔和且不产生紫外线,防晕光及光污染等为达到安全和舒适的目的。

从宏观角度看,绿色用电的具体实施可分两方面,一方面降低能耗,另一方面研发新技术、新产品。全国用LED替代白炽灯,可节能约41.67Mtce(2018),可见其节能成效显著。随着技术的发展,如今的LED照明已发展到成熟后期,开拓新应用成为必然性,如智慧照明的跨行业结合,如不同应用场景下的照明系统与大数据结合。

从微观上讲,企业淘汰旧产能,研发新节能产品的速度以及长远目标的可行性决定其未来发展。科技不断进步,市场日新月异,对于照明行业来说,墨守成规,不及时割肉甚至不关注市场预期变化,就容易被时代所淘汰。速度就是效率,有时候就是胜出的关键,这需要企业时刻了解世界局势,以及政府的产业规划,从而及时甚至超前进行决策调整。

各国从政策上推动绿色照明

自疫情爆发后,各国家积极推动绿色照明计划,大部分国家都制定了硬性的法律法规以及目标完成标准。其中典型的是欧洲、中国及其他部分国家实施的能源标签降级以及产品信息透明化。能源标签降级避免了因技术发展而导致的以往“AA”、“AAA”、“5A”等的混乱标注的标签出现。同样的QR code 更方便使用者与其他关联行业对产品信息的充分了解,从而使产品信息化让消费者的自主选择性更强。其次对有毒有害污染严重的产品及材料的全面禁止,如日本禁止进出口含汞产品。

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图片来源:European Commission, 中国能效标识网

“绿色照明”对LED照明行业的影响,可从原材料、设备、技术以及应用场景的变更或是扩展这四个方面来看。

“绿色照明”影响了未来材料与设备的选择

一般衬底材料有氮化镓衬底、硅衬底和蓝宝石衬底。2011年6月,中国首颗超百公斤蓝宝石晶体在江苏扬中问世后成为主流衬底材料之一,目前在外延片生产成本中,蓝宝石衬底占20%。蓝宝石的竞争对手硅衬底导热性更好、发光面积大更大。

从节能高效的要求来看,未来的原材料选择上更倾向于发光效率更高、光照光亮可调控、产品使用更换频次短等。因此,硅衬底以至于碳化硅衬底,在未来解决成本问题后,将是LED照明上游行业的蓝宝石衬底的劲敌。

目前世界上主流芯片设备为MOCVD。主要生产商有德国爱思强AIXTRON、美国维易科Veeco、中国中微公司等。从2009年开始,中国大陆各地政府对于LED芯片制造厂商采购MOCVD设备予以补贴,随后,大批LED芯片企业对MOCVD设备的需求暴增。

据TrendForce集邦咨询旗下光电研究处LEDinside统计,截止2012年年底,中国MOCVD设备数量已经超过900台,且2015-2019年,全球MOCVD设备市场规模呈现快速增长态势,全球LED芯片产能逐步向中国大陆地区转移,现阶段中国已成为全球最大的LED芯片制造国。

“绿色照明”对技术方面的影响

政策修正行业方向,技术推动产业发展。IOT与5G网络的崛起,带动LED照明走向跨产业结合的数字化技术领域。传感器的广泛应用与大数据的云端化促使智能系统成为近几年下游企业的发展重点。在数据化时代,5G网络加上传感器的应用可对用户的信息、产品使用环境、用户行为进行分析,通过设置智能系统使得照明更具效率化、人性化,同时也更节省无必要的能源消耗。

此外,政府在智慧化城市、智慧工程项目的大力推进,将提升智慧照明市场需求。2017年全球智慧照明市场进入高速发展阶段,市场规模接近46亿美元,TrendForce集邦咨询预估2022年全球智能照明市场规模为81.9亿美元。

“绿色照明”对应用场景的影响

智慧照明

随着城市化进程加快,城市公共照明设施需求和建设规模逐年提升,同时城市公共照明对能源消耗也日益加大。在能源可持续发展的时代当下,节能减排、效率照明、提高路灯及其他户外照明的寿命,降低维护和管理成本,也是城市智慧化的主要需求。

如在交通照明方面,智慧照明系统只要视频监控到路面有车辆行驶,就可以根据实时车流量及车辆行驶方向来调节路灯亮度,并且可以自由编组控制路灯,经过测试节电率最高可达80.5%。

植物照明

随着地球生存环境的不断恶化,和节能减排在农业上逐渐得到重视,模拟日光的植物照明近几年呈现爆发式增长,且行业关注度逐渐提升。虽然主要推动因素是北美医用与娱乐大麻市场的快速增长,但从长远来看,LED照明应用在蔬菜、药材等领域的应用空间要比大麻多得多。

根据TrendForce集邦咨询最新研究数据显示,2022年全球LED植物照明市场规模成长10.4%达到18.5亿美金。去年上半年植物照明市场发展放缓,主要受到疫情影响的海运方面的延期及运费价格增长,其次是电源IC的短缺以及其他政治因素。

“绿色照明”推动跨行业合作,企业积极布局智慧照明领域

企业积极推进绿色智慧照明,通过合作进行资源优化配置、扩大经营规模,在激烈竞争的市场环境下,可快速达到预期目标获得竞争优势,同时借助合作伙伴的资源与优势,快速布局新兴应用场景及串联相关产业链。

2021年照明企业纷纷与互联网公司、智慧照明云平台企业以及其他科技企业合作,分别在智慧照明下的细分场景展开合作,如利亚德、佛山照明在智慧城市、智慧教育及智慧办公领域的布局,以及华体科技聚焦智慧路灯上,而UL的发展方向之一为人因照明等。

“绿色照明”如何影响及推动LED照明行业?

“绿色照明”推动智慧照明,国家在智慧照明上的规划

《国家“十二五”科学和技术发展规划》力挺LED照明,为进一步推进“绿色照明”,在2012年10月1日,按功率大小分阶段逐步禁止进口和销售普通照明白炽灯。目前,“十四五”规划和2035年远景目标主要内容可分为数字化应用和绿色经济。

对于LED照明行业来说,数字化应用主要是在智能家居方面将智慧照明进一步融合完善,产品种类以及照明系统的适配性进一步增强。而绿色经济则是在能源的可持续发展下来发展绿色智慧照明,统一建立行业标准,确保产品的高效节能。

疫情进一步推动LED行业整合

2020年,大浪淘沙致使部分企业无法应对突如其来的疫情影响而退出市场,LED芯片产业进一步整合。在产的LED芯片厂家约14家,仅前三家营收占比就高达67%,分别是三安光电、华灿光电以及乾照光电。

中国照明市场虽然发展迅速,竞争激烈,但市场需求巨大,且发展环境良好,仍是大型厂商布局的重点市场。如2016年,因GE Lighting的战略调整退出亚洲照明业务后,又在2021年重返中国舞台。

我国的资金补贴

根据国家的产业计划,技术的研发与突破成为政府鼓励重点,特别是LED产业已逐步进入成熟阶段。数据显示,2021年前三季度,前37家LED A股上市企业获得政府补贴,共计超13亿元人民币。其中,公牛集团在2021年前三季度获得补贴最多达到8.34亿元人民币,同期净利润高达22.1亿元人民币。

“绿色照明”如何影响及推动LED照明行业?

“绿色照明”推动产业结构调整

政府资金进入后,LED行业先后涌入大批企业,在补贴退却后的2011年进入新一轮的洗牌阶段。据统计,2011年全国已经有10%~20%的LED相关企业倒闭,其中珠三角占了绝大部分。

从2011年下半年开始,全球LED行业包括中国市场在内已发生近20起重量级并购。一些资金雄厚且长远目标明确的企业,如GE、欧司朗、德国LayTecAG公司以及日本远藤照明等国际大厂都已开始收购,尤其是欧司朗、飞利浦等在内的一些国际照明大厂就已通过一系列并购做出了更多布局。而到2012年企业分布高度集中,珠三角占比近9成。

2020年疫情后的产业格局发生调整,例如LED产业上游,晶棒厂商MONO、蓝宝石平片生产商晶安以及PSS厂商中图在各自环节分别排名第一,占据竞争主导地位。

“绿色照明”对市场规模的推动

LED照明行业发展迅速,从芯片端看,中国大陆GaN Wafer产量在2019年为 282.56万片。值得注意的是,疫情并没有影响GaN Wafer企业,甚至到 2020年产量直接翻超10倍,骤升到2912万片,2021年更是上升至 3944万片。

上游的产量暴涨,代表着下游的需求暴增。从灯具产品来看,2021年前三季度,中国照明产品出口总额为469.99亿美元,同比增长达32.68%(中国照明电器协会),其中LED灯泡出口数量最多,达到45.49亿件,出口金额也达到了33.86亿美元。从市场渗透率来看,LED照明从2021年渗透率就接近60%,未来LED照明渗透率将持续增长。

“绿色照明”如何影响及推动LED照明行业?

“绿色照明”在”十四五“期间得到进一步的推动,并给予具体的、可落地实施的指导。指导企业依靠科技进步提高能源效率,走高效、清洁化的能源利用道路,并且结合我国的数字化经济目标,促进产业融合,从而使得照明行业的生产“绿色”,应用“更绿色”。

换句话说,“绿色照明”的出现可以说是LED照明的奇点,如果说白炽灯代替燃油灯是行业升级2.0的话,LED照明就是进入3.0时代。且政府明确规定,2025年使节能目标要在2020年基础上下降13.5%,所以预期未来3年关于“绿色照明”的行动,将愈演愈烈。(文:LEDinside Hannah)


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