Schyłek ery tradycyjnych żarówek - Wygaszanie żarnika
W niektórych krajach, np. w USA, dostrzeżono tę wielką zmianę od innej strony. Według danych publikowanych od kilku lat, skutkiem odejścia od tradycyjnych źródeł światła był spadek zapotrzebowania na energię elektryczną w amerykańskich domach. Nie stało się to samo z siebie. Zmianę stymulowały decyzje władz i nowe przepisy. Kongres amerykański ustanowił pierwsze krajowe standardy efektywności energetycznej żarówek w 2007 r. Począwszy od 2012 r. prawo wymagało, aby nowe żarówki zużywały 28% mniej energii niż istniejące, co w praktyce oznaczało koniec sprzedaży modeli tradycyjnych.
Nowe amerykańskie przepisy, uchwalone jeszcze w czasach Obamy, zakazujące sprzedaży żarówek, które emitują mniej niż 45 lumenów na wat mocy, mają sprawić, że po starych żarówkach zaczną również znikać halogeny, bo obecnie tylko kompaktowe żarówki fluorescencyjne (CFL) i LED mogą spełnić ten wymóg. Przepisy te miały zacząć obowiązywać od początku 2020 r., ale nie wiadomo, czy tak będzie, bo Departament Energii zapowiedział, że wycofa to rozporządzenie. Nie każdy podziela taką ostrożność. Cytowany w marcu przez „The New York Times”, Noah Horowitz z Rady Obrony Zasobów Naturalnych (Natural Resources Defense Council), powiedział, że „nie ma powodu, aby się cofać”, dodając, że przemysł oświetleniowy miał lata na przygotowanie się do następnej fazy zwiększania efektywności oświetlenia.
– Diody LED są już na półkach sklepowych – powiedział. – Działają świetnie, dłużej i zużywają o jedną szóstą mniej energii.'
Dekada zmian
W przypadku żarówek opartych na żarniku tylko niewielką część wytwarzanej energii udaje się wykorzystać. Większość światła emitowana jest w zakresie podczerwieni, której ludzkie oko nie widzi. To czyste straty. Żarówki tradycyjne mają też krótką żywotność. Wymiana starej lodówki lub zmywarki na energooszczędny model to cykl na dekadę, natomiast żarówki żarowe działają najwyżej rok, zanim ulegają zużyciu. Trudno więc dziwić się, że na rynku źródeł światła nastąpiła wielka zmiana (2).
Początkowo tradycyjne żarówki zastąpiła nowa generacja żarówek halogenowych. Później, wraz ze spadkiem cen, w ich miejsce zaczęły wchodzić wysokowydajne diody LED (3).
Zastąpienie próżniowej żarówki diodą LED daje natychmiastową oszczędność w zużyciu energii elektrycznej przekraczającą 80%. Nieco mniej, bo ok. 75% oszczędzają powszechne już na naszym rynku lampy fluorescencyjne CFL – i działają, jak twierdzą producenci, nawet do dziesięciu lat. LED-y mają móc funkcjonować nawet do 25 lat, ale ponieważ ich masowe wejście to dopiero kwestia ostatnich kilku lat, więc nie ma jeszcze rynkowych danych weryfikujących te zapewnienia.
Podobnie jak w USA, rządy państw na całym świecie przyjęły już wiele lat temu środki mające na celu stopniowe wycofywanie żarówek do oświetlenia ogólnego na rzecz bardziej energooszczędnych alternatyw oświetlenia. Przepisy dotyczące stopniowego wycofywania skutecznie zakazują produkcji, importu lub sprzedaży żarówek do oświetlenia ogólnego, przy czym korzystanie z już istniejących żarówek – które mają stosunkowo krótki okres użytkowania – zazwyczaj nie jest regulowane. Warto zaznaczyć, że wprowadzane powszechnie przepisy oparte są na normach wydajności, a nie na zakazywaniu użytkowania starych żarówek.
Niektórych może zaskoczy, że pionierami tego rodzaju działań były takie kraje, jak Brazylia i Wenezuela, które rozpoczęły stopniowe wycofywanie starych żarówek już w 2005 r., podczas gdy Unia Europejska, Szwajcaria i Australia zdecydowały się na ten krok dopiero od 2009 r. Z kolei Stany Zjednoczone, Kanada, Rosja czy Korea Południowa zaczęły wprowadzać przepisy efektywnie eliminujące próżniowe bańki w kolejnych latach.
Wszystkie państwa członkowskie UE zgodziły się na stopniowe wycofywanie żarówek do 2012 r. Na pierwszy ogień poszły żarówki nieefektywne energetycznie. Pierwszym typem, który zniknął, były żarówki nieprzezroczyste (matowe), wycofane z rynku we wrześniu 2009 r. Od września 2009 r. zakazy objęły żarówki przezroczyste o mocy ponad 100 W. Limit ten został obniżony do niższych poziomów mocy, a poziomy sprawności podniesione do końca 2012 r.
Część producentów i sprzedawców detalicznych znalazła lukę w nowych przepisach, dzięki której niektóre żarówki były nadal dostępne na rynku jako żarówki „odporne na wstrząsy”, przeznaczone wyłącznie do użytku przemysłowego. Wciąż można je zresztą kupić, np. w internetowych sklepach amerykańskich. Jeden z niemieckich importerów przeklasyfikował stare żarówki na „minigrzejniki”, sprzedawane pod marką „Heatballs”… Wkrótce jednak \ takie praktyki zostały zakazane.
Gdy ogłoszono nowe przepisy, w wielu krajach doszło do masowego wykupywania starych żarówek. Sprzedawcy detaliczni w Wielkiej Brytanii, Polsce, Austrii, Niemczech i na Węgrzech informowali o wzmożonych zakupach żarówek. W Niemczech sprzedaż wzrosła w 2009 r. nawet o 150% w porównaniu z 2008 r. Dwie trzecie ankietowanych Austriaków uważało, iż stopniowe wycofywanie żarówek jest „bezsensowne”, przy czym 53,6% sądziło, że ludzkie zdrowie jest zagrożone znajdującą się w energooszczędnych modelach rtęcią. Ówczesny prezydent Republiki Czeskiej Vaclav Klaus wezwał nawet ludzi do zgromadzenia zapasu żarówek tak, aby starczył na całe życie.
Przepisy europejskie były zwalczane za pomocą różnych argumentów, także politycznych. Wycofywanie starych żarówek określono mianem „socjalizmu żarówkowego”. Przeciwnicy wielkiej zmiany oświetleniowej argumentują, że konsumenci w UE preferują żarówki żarowe, a wiele osób skarży się na brzydotę nowych źródeł światła, w tym na zimne, płaskie i nienaturalne światło świetlówek CFL. Poważniejszym zastrzeżeniem było wspomniane stosowanie rtęci w tego rodzaju lampach, co zresztą zmusiło władze europejskie do wprowadzenia nowych norm dotyczących bezpieczeństwa i recyklingu CFL. W UE trwa obecnie proces eliminacji także lamp halogenowych.
Stare żarówki i nanotechnologia
Niezależnie od wszystkich tych sporów i kontrowersji epokę starej żarówki w próżniowej bańce uznaje się za zakończoną. Jednak czy naprawdę?
Specjaliści z Massachusetts Institute of Technology (MIT) postanowili niedawno zastosować specjalne nanofotoniczne filtry otaczające źródła światła razem z dobrze znanym żarnikiem z wolframu. Przez takie osłony przechodzą jedynie określone długości fal. Pożądane przez badaczy działanie polega w tym przypadku na przepuszczaniu zakresu światła widzialnego, a odbijaniu z powrotem w kierunku żarnika fal w zakresie podczerwieni. Jak opisywali prototyp w „Nature Nanotechnology” jego autorzy, sprawność takiej żarówki potrafi LED-y bić na głowę.
Uczeni piszą w opracowaniu, że sprawność świetlna konwencjonalnych żarówek wynosi 2-3%, w przypadku świetlówek (w tym CFL) waha się w granicach 7-15%, dla większości kompaktowych diod LED (4) mieści się w przedziale 5-15%, a tymczasem żarówki ze starym, dobrym wolframowych żarnikiem i nanofotoniką mogą sięgnąć nawet poziomu 40%. Byłby więc to nie tylko sposób na powrót do „ciepłego” światła starej żarówki, ale również przełom w wydajności!
Na odpowiedź, czy będziemy mieć „żarówkę 2.0” w nanotechnologicznej odsłonie, trzeba jeszcze zaczekać. Obiecująca nadzwyczajną sprawność świetlną i naturalne światło technologia FIPEL (od skrótu angielskiego terminu field-induced polymer electroluminescent technology) była opisywana przez „MT” już ponad pięć lat temu i jak na razie nic nie wiadomo o jej sukcesach na rynku. Faktem jest zmierzch starej żarówki i ekspansja CFL, a ostatnio lamp LED-owych. Warto jednak przyglądać się innowacjom, by nie przeoczyć nowej rewolucji.
Mirosław Usidus
