嚴宏敏 陳大華 章道波
(1.江蘇天楹之光光電科技有限公司,江蘇南通 226600;2.復旦大學電光源研究所,上海 200433)
李克強總理2013年5月出訪歐洲第一站瑞士時,在《新蘇黎世報》發表文章稱:“中國正在積極穩妥地推進城鎮化,數億農民轉化為城鎮人口會釋放更大的市場需求”[1]。這句話既宣布了城鎮化建設是我國當前的重大戰略部署,也正式向世界傳達了中國推進城鎮化、促進經濟結構轉型的決心和信心。眾所周知,自十六大以來,我國已進入城鎮化的高速跑道。所謂城鎮化,是指伴隨著國家或地區科學技術進步、生產力發展以及產業結構的調整,居住在農村的人口向城鎮遷移,并大量向城鎮二、三產業轉移,致使城鎮數量增加,城鎮規模擴大的歷史進程。城鎮化水平是一個國家社會進步和文明發達的重要標志,是結構優化在地域空間上的升級和實現工業化、現代化發展的客觀反映。
工業化是城鎮化的主導力量,社會經濟的發展是城鎮化的原動力。從國際視域上看,一些西方國家早已實現了高度的城鎮化。在20世紀中葉,經濟發達的國家城市人口占全部人口比例分別為:美國72%,英國87%,聯邦德國79%,荷蘭86%,加拿大77%,澳大利亞83%,日本65%。我國城鎮化進程起步較晚、水平不高,但進展迅速。據我國近20年六次人口普查顯示,城鎮化水平依次為:12.84%,17.58%,20.43%,25.84%,35.39%,49.68%。在2012年下半年中國社科院《城市藍皮書》公布的數據顯示,“2011年中國城鎮人口達到了6.91億,人口城鎮化率達到51.27%”[2]。據北京新華網報導,2010年5月19日在“人口研究前沿與展望國際研討會”上,人口與發展研究中心主任姜衛平提到,根據相關數據及決策支持系統(PADIS)預測,2040年前后我國人口總量約在14.7億左右。2030年中國城鎮人口將升至8.6億,2050年為10.6億左右。在人口空間分布上,在大都市、中等城市、小城鎮以及在農村居住者均為25%,未來中國城鎮化率基本目標將達到75%(西部60%、中部70%、東部80%),會形成超大、特大、大、中、小城市和小城鎮及居民點的均衡格局,小城鎮數量達到20000個,城市1000個左右[3]。城鎮化的中國國際貿易往來不斷增強,比如落實中德城鎮化伙伴關系、世界銀行與IMF研討中國城鎮化問題等,為更廣泛的國際化合作提供了良好機遇。
經濟的騰飛使得農業人口急劇下降,專家認為,超過50%的人口城鎮化率轉點之后,中國城鎮化的加速將步及緩升階段,未來的發展重心是提升城鎮化質量,其中大力發展城鎮第三產業、拓寬都市圈產業鏈、構筑新的經濟增長中心、保持經濟持續發展等,是未來建設的總趨勢。從某種角度來講,工業化主要創造供給,而城鎮化則是創造需求。據測算,將一名農民轉化為城鎮人口,該居民消費擴大3.6倍,城市化提高1個百分點,能使最終消費率提高1.6%。收入5000元/月的人,可能月支出4000元到全部,也就是消費比例80%以上;而收入500萬元/月的人,至多每月消費40或50萬元,消費比例還不到10%[4]。因此,在社會總量一定時,城鎮化能使貧富差距縮小,從而拉動消費。毫無疑問,城鎮化是保持中國經濟可持續發展的最大內需和持久動力。
人類生存的三項最基本需求是空氣、水和光。空氣和水都是自然賜予我們的有限資源,但除太陽外,光則可由人類照明行業來創造。每當夜幕降臨后,地球既是萬家燈火的世界,更是人工照明藝術的空間。無數人在白天工作忙碌之余,憑著照明特有魅力而消除了疲勞、豐富了生活。光在道路照明中,有著極重要的作用:保證行者的交通安全、引導行車路線、減輕司機駕車疲勞等。光的裝飾作用很明顯,以創造氛圍和色彩來營造空間氣氛。室內,光可以烘托和影響人們的情緒,適度喜悅的光能鼓舞和激發人情,弱光使人平靜溫暖,暖光讓人顯健康生動,青綠色的光給人涼爽舒適的感覺,而如霓虹燈、聚光燈則又烘托了活躍的氣氛和熱鬧的繁華。商業活動中,巧妙的光既可引來顧客的關注、辨別商品,又能借光營造商品個性和展示品牌文化、吸引顧客目光,還可引導顧客對不同商品的重點關注,突出商品質量、品質、形狀、光澤,刺激購物欲望。另外,在影視攝影中,照明是影視造型實現的重要手段和技術,它既是畫面成像的手段,又使造型形成藝術,光線在廣告畫面和戲劇舞臺表現上,有其它造型元素不可替代的作用。
與城市環境交融最緊密的就是光,光使城市的美好夜晚得以夢景幻化,光景交織的建筑輪廓、華彩四溢的照明工程設計……,光影不僅是現代城市文化內涵的視窗,也是透視城市歷史文化底蘊的鏡頭,不同的城市在各異的光影中彰顯出獨特的城市個性。而游走其中的人們,則沉浸在優雅的引人入勝的光文化氛圍中,身心舒展、精神快樂,情操在潛移默化中得到熏染,必能激發生活熱情,提高幸福指數,最終激勵社會和諧安定,文明有序。這是光為城市精神文明帶來的隱形資產。光與社會、與民眾、與媒體、與景觀的互動映襯,使城市照明工程注入了文化理念,提高到了營造城市文化、城市藝術、城市經濟三位一體、交融互滲的高度。正由于城市照明蘊含著豐富的文化內涵,才使得它的藝術附加值、科技含量均遠遠超出照明燈具本身的意義。也正因為照明在城市有如此諸多的特殊作用,所以在城市景觀打造方面,照明行業有著巨大的經濟市場,我們常稱這種經濟為現代眼球經濟。
城鎮化使城市空間逐漸擴大,大量農民到城鎮工作而生活逐漸城市化,這不僅刺激了城市房地產開發的繁盛,而且由于農村占地面積的不斷縮小,又促成了農業現代化的高效生產。新型的農村城鎮也在完成農村土地置換后,舊貌換新顏。新型城鎮化的“新”,體現在城鄉一體、城鄉統籌、情感互動、生態宜居、節約集約、和諧發展等方面。如溫州市龍港199村合并為新型城鎮的農民新居的模式,在中國可謂比比皆是。這些城鎮化的農村新居與舊農村最大的區別是光更加絢爛,無論是家庭照明或是街道照明,都較舊居有較大的區別,除了物質水平提高之外,公共設置的夜景照明工程更加完善,視覺和生活享受的光亮已與城鎮完全相同,因此城鎮化中照明作用的重要性已成為人們的共識。
照明行業的作用不僅體現在科學技術制造光源照亮工作和生活場所,創造舒適愉快的環境和良好的視覺方面,而且也在為我國GDP貢獻著巨大的能量。近十幾年來,我國照明行業保持了快速、穩定、持續發展的態勢。2011年我國照明產品出口額達223.4億美元,創歷史最高紀錄,見圖1和圖2,進口也達到29.4億美元。各種數據顯示,2011年照明行業為我國GDP貢獻約1%。2012年全行業銷售額已超過4600億人民幣,出口額已達360.4億美元。

圖1 2000年—2011年我國照明產品出口情況Fig.1 Export of lighting products in China,2000-2011

圖2 2000年—2011年我國照明行業銷售情況Fig.2 China’s lighting industry sales,2000-2011
伴隨著城鎮化進程,環境污染和能源消耗問題日益嚴重,自20世紀70年代發生世界能源危機之后,國際社會保護環境和節能減排呼聲日益高漲。由于能源和環境是關系到社會可持續發展及人類生存繁衍的關鍵,如何打造“綠色城市”,已是未來城市建設發展急需解決的重大課題。在城市用電總量中,照明用電占有相當大的比例,2012年我國照明用電量約占全社會用電總量的13.79%。隨著城市照明需求的不斷攀升和電力供應的日趨緊張,如何節能降耗,提高資源利用率,是近數十年來照明技術一直追求的目標。其中降低照明用電是直接節約用電的有力措施,于是,以“節能、環保、綠色和低碳”為主題的綠色照明工程,很快在世界各地得到積極響應。
據2012年有關統計可知,“LED維持在20%左右的增長速度,產業規模約為1900億元”[5]。另外,隨著城鎮新增人口的不斷加大,固定資產投資需求也會飛速增加。據統計數據預測,在未來十年內,我國農村城鎮化人口數量約有4億左右,如果將農民工市民化的固定資產投資人均按10萬元計算,那么投資需求至少新增40萬億元,其中肯定包含有對照明需求的投資。LED的平均盈利水平高于傳統行業,隨著性能提升和產品價格降低,可以大膽地預測,未來十年內,隨著城鎮化進程的不斷加快和城鄉基礎建設的大幅度提升,LED產業將會迎來突飛猛進的飛躍式發展,在我國城鎮化進展目標實現之際,照明內需有望對我國GDP作出突破2.5%的貢獻。
4.1.1 理性關注LED的發展
從照明光電源發展史來看,白熾燈生存了近百年,但它能耗大、壽命短。熒光燈效果很好,卻因含有害汞而影響環境。半導體發光二極管 (LED)以其節能、環保、高效、長壽命、能量轉化效率高、易于控制等優越性、實用性特點,異軍突起,不僅有替代白熾燈 (鹵鎢燈)或其它低效照明產品的趨勢,且已全面進入照明領域,發展勢頭迅猛,市場潛力巨大。東莞、大連、深圳、廈門、惠州、佛山等地已出臺相關扶持新政策,均將LED產業作為支柱型產業全面推進。國內LED企業也迅速崛起,紛紛展開爭奪LED市場的攻勢。
LED已被公認是繼白熾燈作為人類現代文明里程碑以來,又一次劃時代科技革命的源動力。在國內LED已有廣闊的用途:信號燈、景觀照明、汽車照明、太陽能照明、特種照明、超市冰柜照明、大屏幕顯示、數碼相機及手機等小尺寸背光源,而建筑景觀照明是應用最大的領域。緊隨納米技術的不斷成熟,利用生物電子技術和計算機控制技術,與LED照明技術進行結合,LED的照明產品會更智能化和人性化。2013年10月上海復旦大學利用屋內可見光傳輸網路信號的技術,實驗上已成功實現只要在室內裝上附加一微芯片的LED光源,就能無需WIFI達到上網的要求,顯然這能更符合人們現代生活的需求[6]。隨著LED照明產業如雨后春筍、全面開花,近年全國LED生產企業多達6千余家。然而競爭形勢嚴峻,深圳鈞多立實業有限公司成立不足二年,曾被業界評為“中國深圳行業10強企業”,但在2010年10月8日宣告破產,同年十月,深圳另外80多家LED企業也轟然倒塌。據2011年光源市場資料顯示:截止2011年底,光源價格降幅為30%左右,雖然市場容量擴大了,但60%封裝企業并未贏利,2013年8月又傳來深圳億光公司和中山雄紀公司二家年產值過億的LED照明企業倒閉的消息[7]。造成這種結果的原因是多重的,LED產品前景是廣闊的,但產品本身尚處于更新完善階段,不僅技術生產如組裝技術等環節存在規范問題,就是更新對接也存在諸多影響因素。因此,企業若不加分析地一哄而上,就很難保證LED產業的持續健康發展。
4.1.2 標準和專利是LED產品的生命線
LED進入普通照明領域尚處在起步階段,因此,目前建立健全LED及其相關標準的標準體系至關重要。任何產業都有三個發展階段:最低層面是制造,第二層面是服務,最高層面是標準。所謂二流的企業只搞產品,一流的企業制定標準。因為標準是影響產業發展的關鍵,所有與產品推廣和招標采購事宜等相關條款都會受到標準的制約。現在LED照明技術與產業已進入到了標準化時期,目前國際上LED標準不斷制定和公布,如國際電工委員會有“光源和照明裝置的光生物學安全標準”IEC62471文件,我國也有與之相應的GB/T20145—2006安全標準。許多照明公司在LED照明產品目錄扉頁上首先提到這個標準。但從目前已經制定的LED及相關標準來看,照明用LED本身及其最終應用產品的標準數量非常少,因此,要建立健全LED及其最終應用產品的標準體系,還是任重而道遠的。
此外,目前國外LED企業收入中,標準專利收入的份額也不小。從國際LED照明產業布局上看,目前高端產品市場主要由美國、西歐、東亞等少數國際公司操控,LED產業的核心專利技術也由科銳、飛利浦、日亞和歐司朗等大公司占有。從總數量上看,全球LED專利已有20多萬,而我國還占不到10%,專利已經成為企業巨頭們維護既有產業格局的有效武器。事實上,一些國外大企業既在專利數量上勝出,又在品質上居高。專利儲備的缺乏,使我國企業產品在市場競爭中處于被動地位,同時那些后起廠商及發展潛力較大商家,也不可避免地面臨著知識產權抄襲等侵權風險,極大地制約我國LED行業的發展。
4.1.3 創新是LED市場的生命線
創新是企業生命力的源泉,是產業的命脈。LED產品市場需求有力地刺激了產業規模的繼續擴大,產品性價比逐步提高、產品技術水平快速提升,LED技術創新使產業發展后勁十足。在LED產品樣式創新方面,日本不斷有新創新產品。2011年,松下公司推出了外形與傳統白熾燈相同的LED燈,這是款全透明玻璃燈 (單片燈絲、4.4瓦功率、長達4萬小時壽命),獲得日本優良設計金獎。目前,傳統光源樣式的LED新光源,如適應懷舊白熾燈和熒光燈的 LED球泡燈,以及 T5、T8管狀 LED燈,LED射燈和筒燈已如雨后春筍,花樣繁多,以優良的性能和廣闊的應用前景,不斷滿足市場需要。事實上,我國LED產業發展受阻的深層原因就是低端產品比重大、缺乏核心技術、行業盲目投資、缺少競爭力強的大企業等,其中缺乏產品創新是企業面臨最嚴峻的問題。
4.2.1 客觀理性對待傳統光源
作為新一代的照明產品,LED照明正以蓬勃強勁的趨勢走向世界,普遍為全人類所接受,LED照明產品勢將以海量趨勢占領照明燈具市場。那么,傳統光源如節能燈的未來出路是什么呢?是否就是已步入暮年,毫無生機呢?實事并非如此。
傳統光源的技術研究從未停止過,比如美國Tonpanga公司研制的微波金屬鹵化物無極燈,外置式無極熒光燈等效電路模式、瞬時啟動的熒光燈中輝光放電模式的測量方法等。從中國照明電器協會公布的2012年傳統光源生產數量,可清晰證實:我國2012年生產傳統光源超過130億只,其中白熾燈38.5億只,熒光燈67億只 (見圖3、圖4),HID燈1.74億只 (HPS0.56億支,HPH0.63億支,HPM0.56億支),CDM655萬支,另外鹵鎢燈和汽車燈均超過12億只。

圖3 2012年我國照明熒光燈的年產量Fig.3 Annual production of fluorescent lighting,China,2012

圖4 2012年我國熒光燈品種分布Fig.4 Fluorescent species distribution in China,2012
據美國能源部發布新高速路LED照明的調查報告指出,“雖然LED照明比高壓鈉燈照明壽命長且成本低,但實際回報過程漫長,LED照明比高壓鈉燈照明節省了26%~57% 的能源,但是前期投入成本高,被測試燈具的普遍回報期限為8~16年”,這也是國內LED路燈生產廠家難以支撐的關鍵因素[8]。目前我國還沒有LED燈具的國家級統一標準,在本土LED燈具造型創新設計等方面能力也不足。因此,就目前發展現狀來講,我們要正確理性對待LED和傳統光源,排除盲目跟風現象,并需要政府在法規、政策、研發投入、標準和應用示范等多方面,加強扶持和引導,統籌規劃,使照明行業健康、合理、快速發展。
4.2.2 OLED技術的進展不容忽視
OLED是無需背光源,由自身發光的發光二極管陣列組成。因為它在通電之后自己會發光,可以省掉燈管的體積重量及耗電量,比LED液晶亮度高,厚度及操作電壓需求更低,反應快捷,色彩更好,而且可以彎曲,是今后替代LED液晶屏的適宜產品,而且在未來照明領域里,它很可能發展成為LED產品的最有力競爭對手。目前,世界OLED產業尚處在初期階段,我國發展OLED產業有良好的基礎,市場需求巨大,前景廣闊。據Nano Markets預測,未來市場對涉及OLED的所有材料的需求將呈現飛躍式增長,OLED市場將從2010年的4.2億美元成長至2015年的50多億美元,見圖5。對于OLED在顯示領域的應用,除了近70%的成本來源于驅動IC部分外,近10%則來源于材料成本;而在照明領域中的應用,到2015年OLED照明的成本有70%取決于OLED材料,它的市場前景很好,見圖6[9]。

圖5 OLED顯示市場的預測 (數據來源:Nano Marets,2009)Fig.5 OLED display market forecast Data sources:Nano Marets,2009

圖6 OLED照明市場的預測 (數據來源:ITRI/IEK,2009)Fig.6 OLED lighting market forecasts Data sources:ITRI/IEK,2009
4.2.3 視覺科學是照明市場和基石
人們都渴望在宜居城市享受自然生態的文明,隨著城市化進程和經濟的飛速發展,城市環境生態污染嚴重,居民幸福感逐漸缺失。所以,加大新型城鎮化建設步伐,提高城市生態品質,改善城市生活環境,減排節能是城市未來發展的主攻方向。隨著戶外活動的日益減少,人們對光線的需求更多會依賴于人工照明。早期的照明僅僅是為了滿足視覺的需要,隨著照明科技開發的不斷深入,照明健康已是科學追求的目標。
人眼的視覺靈敏度很高,光照可直接影響人類日夜交替的生理節奏,比如說,人在弱光照射下靈敏度提高,但辨別物體的顏色和細節功能下降。光照長期不足時,易造成生物鐘紊亂,嚴重者導致失眠或抑郁癥。這些健康醫學常識,要求新型光源要保證身體健康、交通安全、工作安全和工作效率、生活質量和業余享受等生理節奏的需求。為此,早有人提出以生物鐘效應為基本思路的新照明理念。比如,飛利浦公司已推出了18000K的熒光燈,這種燈富含480nm藍光,能有效影響生理節奏。可見,視覺科學是照明的理論和應用實踐的檢驗標準,照明與視覺科學研究在我國已提上議事日程,在國際照明界更早已達成共識,在未來照明行業開拓發展中,它將發揮特殊的無可取代的作用!
[1]李克強.中國城鎮化進展及其意義[J].瑞士新蘇黎世報,2013.
[2]劉茸.11年來中國城鎮化進展分析.人民網,2012.http://henan.china.com.cn/news/china/201210/C41894X30B.html.
[3]李睿.新型城鎮化的健康發展[J].城鎮建設,2013(4).
[4]羅蘭,柴秋實.國人為何喜歡攢錢:收入不確定性提高.中 財 網,2013.http://www.cfi.net.cn/p20130501000024.html.
[5]佚名.2013年城鎮化或引爆LED照明行業.建材網,2013.http://news.jc001.cn/13/0117/709007.html.
[6]馬亞寧,陸梓華.無需WIFI,點盞LED燈就能上網[J].新民晚報,2013,A1版.
[7]國家半導體照明工程研發及產業聯盟,2011年LED照明行業發展概況.新建設:現代物,2011.
[8]美國能源部,新高速路LED照明調查報.環球在線,2012.http://info.ledgb.com/detail-80966.html.
[9]國家發改委高技術產業司和中國材料研究學會,中國新材料產業發展報告2010.北京:化學工業出版社,2011.