조명의 진화: 백열등에서 LED까지
백열 전구전기를 이용할 수 있는 사람들의 삶과 일에 혁명을 일으켰지만, -대부분의 에너지를 열로 낭비하는-전기의 비효율성은 1970년대 석유 파동이 일어나기 전까지는 의문의 여지가 없었습니다. 이에 대응하여 정부는 에너지 효율성을 장려했고 필립스(Philips)와 오스람(Osram)과 같은 업계 리더들은 낭비적인 전구를 단계적으로 없애기 위한 법률의 지원을 받아 대안에 막대한 투자를 했습니다.
첫 번째 대안은 기존 백열등보다 에너지 효율성이 5배 더 높은-소형 형광 전구(CFL)였습니다. 그러나 소비자들은 거친 파란색-백색 빛과 느린 예열-을 싫어했습니다. 할로겐 전구는 일시적으로 대체품으로 사용되었지만 백열등보다 약간 더 나은 효율을 제공했습니다. 그러다가 LED가 게임의 판도를 바꾸게 되었습니다.-
LED는 신속한 채택과 탄소 배출 감소에 큰 잠재력을 갖고 있습니다. 즉각적으로 빛을 생성하고 자연광의 색상 스펙트럼과 일치하며 최대 95%의 에너지를 열로 낭비하는 백열등과 달리 -최소한의 열을 발생시킵니다. 미국 회사인 Fairchild Optoelectronics는 1970년대 초에 LED 제품을 출시했지만 LED는 수십 년 동안 값비싼 틈새 품목으로 남아 있었습니다. 2000년이 되어서야 산업화된 국가와 개발도상국 모두 최소 성능/효율성 표준을 설정하고 비효율적인 전구를 단계적으로 폐기하기 위한 확정 기한을 정하고 판매가 서서히 저에너지 옵션으로 전환되었습니다.{7}}
당연히 LED 채택 속도와 규모는 정책, 경제, 에너지 접근의 큰 차이로 인해 국가마다 다릅니다. 2015년까지만 해도 많은 소비자들은 여전히 기존 전구를 고수하며 할로겐/백열등 대체품이 부적절하다고 생각했습니다. 그러나 최근 몇 년 동안 눈에 띄는 개선이 이루어졌습니다.LED 품질, 디자인, 가격, 기능성 등을 모두 갖춘 제품으로 빠른 흡수를 촉진하고 있습니다. 오늘날 LED는 \\(2~\\)5의 비용이 들고, 백열등(할로겐 포함)보다 90% 더 적은 에너지를 사용하며, 기존 형광등보다 60% 더 적은 에너지를 사용합니다. 2019년에는 전 세계 조명 판매량의 약 46%를 차지했는데, 이는 2018년 37%에서 증가한 수치입니다.
LED 채택을 위한 정부의 추진
정부는 2005년 브라질과 베네수엘라에서 시작된{0}}비효율적인 전구-LED 성장의 핵심-을 단계적으로 폐지하기 시작했습니다. EU, 호주 및 스위스는 2009년에 자체적으로 LED 사용을 단계적으로 중단했습니다.-현재 대부분의 정부와 기업은 비용 및 에너지 절약 이점을 활용하여 LED 사용을 늘리는 정책을 가지고 있습니다.- 미국은 2007년부터 비효율적인 전구를 단계적으로 중단하기 시작했으며(트럼프 행정부는 2019년에 이를 중단했지만), EU 지침은 2021년 말까지 백열등 및 할로겐 판매를 중단할 예정입니다.
LED 성장의 관련성 확대
LED는 얼마나 강력하고 개입주의적인 정부 정책이 비효율적이고 낭비적인 제품을 제거할 수 있는지를 보여줍니다. 그러한 정책이 없다면 업계는 오래된 조명 기술을 포기할 동기가 부족할 것입니다. 중요한 점은 이 법안이 일반적으로 업계에서 솔루션을 개발할 수 있도록 하는 특정 기술이 아니라 효율성 요구 사항에 초점을 맞추고 있다는 것입니다.{2}} 그 결과 할로겐과 백열등이 꾸준히 감소하여 기업과 소비자 모두에게 비용 절감 효과를 가져왔습니다.
LED는 이미 조명의 총 에너지 사용을 줄이고 있습니다. 2018년 조명은 전 세계 에너지 소비의 약 13%를 차지했으며 현재 채택률을 기준으로 하면 2030년까지 이 비율은 8%로 떨어질 것으로 예상됩니다. 그러나 에너지 효율성은 종종 신재생 기술로 인해 가려지므로 지속적인 지원이 필요합니다. IEA는 2015년 이후 글로벌 에너지 효율성 향상이 둔화되었지만 효율성은 여전히 총 에너지 사용을 줄이는 데 중요하다고 지적합니다.
조명은 현재 전 세계 전력 수요의 13%, 연간 전 세계 탄소 배출량의 5%를 차지합니다(맥락에 따르면 국제 해운은 1.7%를 배출합니다). 조명 관련 배출량을 줄일 수 있는 잠재력은 여전히 큽니다.-일부 추정에 따르면 전 세계적으로 고효율 LED로 전환하면 CO2를 14억 톤까지 줄일 수 있고 1,250개의 새로운 발전소가 필요하지 않으며{9}탄소 감소 및 공기 질 측면에서 큰 승리를 거둘 수 있습니다.
LED는 또한 대담한 비즈니스 결정이 어떻게 신속하게 성과를 거두는지 강조합니다. 제조업체는 비효율적인 조명을 LED로 전환하기 위해 위험을 감수했습니다. 2006년에 Philips Lighting은-백열등으로 매출의 거의 2/3를-얻고-대신 LED 생산 규모를 확대하기로 결정했습니다. 이 급진적인 움직임은 회사 내부와 주주들의 강한 반대에 직면했지만 성공했습니다. 현재 Signify로 명명된 이 회사는 연간 매출이 약 £60억에 달하는 세계 5대 LED 제조업체 중 하나입니다.
또한, 조명 전환은 탄소 배출을 줄이기 위한 개별 조치의 중요성을 강조합니다. 수십억 명의 사람들이 선택하는 작은 선택이라도 환경 및 재정적으로 막대한 영향을 미칩니다. 저축을 소비자에게 전달하면 자본주의 시스템의 변화를 촉진하는 데 도움이 됩니다. 효율성과 환경적 이점 외에도 LED는 소비자의 비용을 절약합니다. 미국 에너지부는 LED가 2025년까지 국가 조명 에너지 사용량을 29% 줄여 가구의 전기 요금을 약 800억 파운드까지 절약할 수 있을 것으로 추정합니다. 영국에서는 가정용 LED를 널리 사용하면 에너지 비용을 20억 파운드 절감하고 800만 톤의 탄소 배출을 방지할 수 있습니다. 영국에서 LED로 전환하기 위한 초기 투자금은 단 3~4개월 만에 상환되며, 완전 채택 시 각 가구는 연간 ~£40를 절약할 수 있습니다.
맥락과 배경
전구의 기원은 Ebenezer Kinnersley가 열선에서 백열을 시연했던 Volta보다 빠른 1761년-으로 거슬러 올라갑니다. 그러나 Thomas Alva Edison이 거의 2세기 동안 시장을 지배할 전기 램프에 대한 특허를 낸 것은 1879년이 되어서였습니다. 그는 작동하는 제품을 개발하기 위해 영리하게 다른 발명가로부터 특허를 구입했습니다.
백열전구는 전기를 사용하는 사람들의 삶과 일을 변화시켰습니다. 19세기와 20세기의 지배력은 경쟁 부족과 비용 하락에서 비롯되었습니다. 에디슨은 "오직 부자만이 촛불을 태울 수 있다"고 유명하게 말했습니다. 20세기에는 인공 조명 사용이 18세기보다 10만 배나 늘어났습니다.
그러나 효율적이고 오래 지속되는-전구를 개발하는 것은 쉽지 않았습니다. 1920년대에는 "피버스(Phoebus)"라는 제조업체 카르텔(오스람, 필립스, GE 자회사 포함)이 이전보다 수명이 짧은 전구를 만들기 위해 공모했습니다.
21세기-로 접어들면서 LED의 압도적인 우월성이 분명해진 후 LED 제조 방식으로의 전환은 놀라울 정도로 논란의 여지가 있었지만{2}}대량의 에너지 절약에 대한 약속은 승리했습니다. LED 지지자들이 기대했던 것보다 시장 침투가 느렸기 때문에 정부는 채택 속도를 높이고 LED 생산 규모를 확대하며 비효율적인 전구를 단계적으로 제거하기 위해 개입했습니다. 정부에는 추가 인센티브가 있었습니다. 공공 조명 비용이 지방자치 예산의 상당 부분을 차지했습니다. 예를 들어, 공공 조명은 미국 의회 전기 요금의 20~40%를 차지합니다.
바라던 대로 엄격한 정부 법률과 효율성 표준으로 인해 LED 가격이 하락하여 수십억 달러에 달하는 가격이 책정되고 시장 점유율이 높아졌습니다. 20년이 넘는 시간 동안,LED 전구비용은 20배 이상 감소했고, 광속(조명 품질)은 40배 향상되었습니다. 이는 소비자의 비용을 절약했을 뿐만 아니라 정부가 탄소 배출을 줄이는 데도 도움이 되었습니다.
예를 들어 인도의 LED 시장은 2014년 연간 판매량 500만 개에서 2018년 6억 7천만 개로 5년 만에 130-배 성장했습니다. 이제 LED는 연간 30테라와트-시간의 에너지를 절약해 2,800만 인도 가정 또는 덴마크 전체에 1년 동안 전력을 공급할 수 있습니다. 같은 기간 동안 LED 전구 가격은 2014년 £4.50에서 2019년 £0.78로 떨어졌습니다. 또한 LED는 그리드 전기가 부족한 인도에서 태양광 가정용 조명을 더 저렴하고 효율적으로 만들었습니다.
인도와 같은 더운 기후에서 LED는 추가적인 이점을 제공합니다. 즉, 건물을 시원하게 유지합니다. 백열등은 에너지의 95%를 열로 낭비하므로 이미 더운 날씨에 공간을 불편하게 만들고{2}}종종 비효율적이고 오염을 유발하는 AC에 의존하게 됩니다. 반면 LED는 열로 에너지 손실이 거의 없어 사람과 공간이 불필요하게 가열되는 것을 방지합니다.
LED 우위를 위한 활성화 요소
LED 성장의 핵심 요인은 원가 하락이었다. 조명 제조 및 대규모 생산의 혁신 덕분에 LED 가격은 수십 년 동안 급락했습니다. 영국에서 LED가 처음 출시되었을 때 소비자는 전구당 최대 £9를 지불했습니다.-현재는 상상할 수 없는 수준이며, £1 LED가 일반적입니다. 가격이 너무 빨리 떨어져서 단 1년 안에 전구 가격이 1파운드 낮아질 수 있었습니다.
이러한 가격 하락은 두 가지 방식으로 LED 성장을 촉진했습니다. 첫째, 현재 가격으로 인해 거의 모든 소비자가 LED에 접근할 수 있게 되어 판매 및 보급률이 향상되었습니다. 둘째, 낮은 비용으로 인해 투자 수익(ROI)이 단축되며 일부 추정치는 3~4개월입니다. 어떤 경우에는 ROI가 525%에 도달할 수 있지만 이는 사용량 및 전기 비용과 같은 변수에 따라 달라집니다.
효율성, 품질, 단계적 폐지에 관한 명확한 정부 법률과 지침도{0}}큰 역할을 했습니다. LED 채택을 가속화하기 위해 전 세계 정부는 최소 품질 및 효율성 표준과 같은 조치를 도입했습니다. 이러한 정책은 비효율적인 전구를 단계적으로 폐지하고 제조를 LED로 전환하여 신속하게 비용을 절감하는 데 필요한 규모를 창출했습니다. EU 규정에 따르면 2021년은 영국에서 백열등과 할로겐 전구가 판매되는 마지막 해가 될 수 있습니다.
접근 가능한 비용 절감-기술에 대한 소비자 수요가 증가함에 따라 LED도 지원되었습니다. 전구를 사용하면 사람들은 전문적인 지식이나 큰 투자 없이도 수명이 짧은 전구를 교체하여 소비를 줄이고 배출량을 줄일 수 있습니다. 할로겐에 비해 LED는 비용 측면에서 우수합니다. 할로겐은 최대 2,000시간(평균 사용 기간 약 2년) 지속되는 반면, LED는 25,000시간 동안 지속되어-장기적인-비용 절감 효과를 제공하고 낭비를 줄입니다. 전체 LED를 채택하면 평균 가구당 연간 £40를 절약할 수 있습니다. 소비자, 기업 및 정부의 경우 이러한 절감 효과와-LED 가격 하락이 결합되어-LED가 기본 선택이 되었습니다.
범위 및 증거
미국 회사인 Fairchild Optoelectronics는 1970년대에 LED 제품을 출시했지만 LED는 수십 년 동안 값비싼 틈새 품목으로 남아 있었습니다.
2006년에 Philips Lighting(당시 백열등 매출의 약 2/3를 얻음)은 대규모 LED 생산으로 전환했습니다. 현재 Signify로 명명된 이 회사는 연간 매출이 60억 파운드에 달하는 세계 5대 LED 제조업체입니다.
LED는 최대 25,000시간 동안 지속되므로-장기적인 소비자 절약 효과를 제공합니다.
브라질과 베네수엘라는 2005년부터 비효율적인 전구를 단계적으로 폐지하기 시작했습니다. 2009년에는 EU, 호주, 스위스가 뒤를 이었습니다.
미국은 2007년부터{2}}단계적 폐지를 시작했습니다(2019년 트럼프 행정부에 의해 중단됨).
2018년 조명은 전 세계 전력 사용량의 약 13%, 연간 전 세계 탄소 배출량의 5%를 차지했습니다.
오늘날 LED는 \\(2~\\)5의 비용이 들고, 백열등(할로겐 포함)보다 90% 더 적은 에너지를 사용하며, 기존 형광등보다 60% 더 적은 에너지를 사용합니다.
LED 매출은 2018년 전 세계 조명 매출의 37%에서 2019년 46%로 증가했다.
대부분의 정부와 기업은 비용과 에너지 절약을 목표로 LED 사용을 늘리는 정책을 가지고 있습니다.
EU 지침은 2021년까지 백열등 및 할로겐 판매를 종료할 예정입니다.
전 세계적으로 고효율- LED로 전환하면 CO2를 14억 톤까지 줄일 수 있으며, 1,250개의 새로운 발전소를 피할 수 있습니다.
미국 에너지부는 LED가 2025년까지 국가 조명 에너지 사용을 29% 줄여 가구를 약 800억 파운드까지 절약할 수 있을 것으로 추정합니다.
영국에서는 가정용 LED를 널리 사용하면 에너지 비용을 20억 파운드 절감하고 800만 톤의 탄소 배출을 방지할 수 있습니다.
전체 LED를 채택하면 평균 영국 가구의 연간 £40를 절약할 수 있습니다.
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