Вопрос экономии электроэнергии становится одним из ключевых для мировой экономики. На уличное освещение в российских городах приходится около 40% от общего энергопотребления города. А при переходе на новые светодиодные технологии освещения эта цифра уменьшается в несколько раз. Такие данные приводили участники дискуссии на Петербургском экономическом форуме.
Светодиодные технологии Philips позволили сделать облик зданий более современным
Фото: Phillips
5% на свет
В середине XIX века появился первый электрический источник света — всем известная лампа накаливания. Принцип ее действия прост: нить накала, через которую проходит электрический ток, нагревается до температуры, настолько высокой, что начинает светиться. Эта простота и относительная дешевизна прибора позволили поставить его производство на поток. И сначала мало кто задумывался о том, что 95% энергии, которую потребляет лампа накаливания, идет вовсе не на свет, а на нагрев.
В 30-е годы ХХ века, перед Второй мировой войной, появляется новый класс источников света — разрядные, в том числе одна из их разновидностей — люминесцентные. Такая лампа заполнена смесью газов и содержит ртуть. Сначала разряд тока в газовой среде приводит к появлению УФ-излучения, а затем оно преобразуется в видимый свет благодаря люминофору — веществу, нанесенному на внутреннюю поверхность лампы.
"По сравнению с лампами накаливания их энергоэффективность была выше примерно в пять раз",— говорит Сергей Сизый, ведущий светодизайнер отдела разработки светотехнических решений компании Philips. Эти лампы, будучи усовершенствованными в 1970-е годы (увеличились светоотдача и индекс цветопередачи, появился компактный вариант лампы), получили широкое распространение в быту и потребляли гораздо меньше энергии, чем их предшественники. Именно поэтому компактные люминесцентные лампы стали называть энергосберегающими.
Но при всех своих достоинствах они не были лишены и недостатков, причем весьма серьезных. Во-первых, содержат ртуть, что небезопасно и при их эксплуатации, и при утилизации. Во-вторых, при включении не сразу разгораются.
И вот наконец в 1960-е годы прошлого века американец Ник Холоньяк впервые сконструировал светодиоды, которые стали новым, третьим классом источников света. Немалую роль в этом сыграли исследования, проведенные в 20-х годах ХХ века советским ученым О. В. Лосевым. Кстати, до 1970-х годов американские ученые так и называли светодиоды — losevlight.
По сути, светодиод — это полупроводниковый прибор, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока. "Первые светодиоды использовались только для индикации из-за своей малой мощности и низкой энергоэффективности. Они подходили для использования разве что в электронных часах",— рассказывает господин Сизый.
Первый скачок в развитии светодиодной технологии произошел в начале 1990-х, когда благодаря изобретению японскими учеными синего светодиода появилась первая возможность получить источники белого света. А сегодня говорят уже не о том, что светодиоды — это технология будущего, а о том, что это технология настоящего. Например, в таких сферах, как театральное и архитектурное освещение, светодиоды уже вытеснили традиционные источники света. А в освещении офисов, магазинов и наших домов это произойдет в ближайшее время, считают в Philips.
Основное преимущество светодиодных ламп перед осветительными приборами других типов — продолжительность службы. Лампа накаливания служит до 1 тыс. часов, а затем перегорает; люминесцентная лампа живет около 15 тыс. часов, после чего тоже перестает работать. А светодиоды служат от 50 тыс. до 70 тыс. часов и после окончания этого срока продолжают работать — правда, света дают уже на 30% меньше, чем в активном периоде. Кроме того, светодиоды обладают рядом других преимуществ. Среди них — высокая светоотдача, компактность, легкая управляемость, отсутствие ультрафиолетового и инфракрасного излучения.
В неверном свете фонаря
Свет городских фонарей долгое время был рыжим, поскольку в них использовались натриевые светильники, которые искажали цвета до неузнаваемости. Конечно, ни один искусственный источник света не сравнится с солнечным светом, при котором человек различает цвета идеально. Но если сравнить по этому параметру натриевые и светодиодные светильники, то индекс цветопередачи первых — от 20% до 40%, а вторых — 80-90%.
Переход на белое освещение улиц начался в Европе в последние два десятилетия. "В России этот процесс немного задержался",— говорит Сергей Сизый. Но благодаря светодиодным технологиям теперь меняется облик и наших улиц.
Однако световая концепция города предусматривает не только замену уличных фонарей — в ней также идет речь об архитектурном освещении, которого в городских планах раньше просто не было. Да, освещались отдельные дома, но исключительно по желанию их владельцев. Кстати, именно поэтому часто начиналась гонка за яркостью, когда собственники соседних зданий наращивали мощность световых приборов, чтобы выделяться на фоне конкурентов, и ничуть не заботились о том, как все это выглядит при взгляде на освещение улицы в целом. А ведь освещение фасадов — это неотъемлемая часть градостроительной политики и, безусловно, должно согласовываться с Генпланом развития города.
Московская световая концепция была принята еще в 2008 году, но из-за известных экономических событий реализация ее началась только в мае 2011 года.
"Москву разделили на зоны, и постепенно, одну за другой их переосвещают",— рассказывает Сергей Богданов, менеджер по развитию бизнеса в сегменте архитектурного освещения Philips. "Наша компания участвовала в тендерах, и мы выиграли Тверскую, проспект Мира и Новый Арбат".
Тверская уже готова, а еще в этом году осветят по-новому 275 зданий по Садовому кольцу. Если успеют и если хватит денег — в планах переосвещение всей Ленинградки. На 2014 год запланированы такие объекты, как ансамбль Кремля и Бульварное кольцо.
Дом как книга и телевизор
Современное оборудование позволяет реализовать много разных режимов архитектурного освещения — а не так, как раньше, когда максимум возможностей состоял в том, чтобы менять цвета стекол на светофильтре прожектора, отчего здание становилось то красным, то синим, то зеленым. Отличительная особенность светодиодной технологии в том, что между этими режимами легко переключаться. Например, все управление освещением парка имени Горького заведено на iPhone и с его помощью руководство может быстро менять и уровень освещенности, и световой сценарий в целом. "Например, в праздничные дни включается яркая подсветка всех цветов радуги, а в обычные дни уместны мягкие оттенки белого",— отмечает директор парка Ольга Захарова.
В Philips говорят, что новые технологии администрация городов встречает с пониманием и даже воодушевлением, ведь средства выделяются не на эксперименты, а на гарантированную экономию, а она достигается не только за счет более низкого потребления электроэнергии, но и благодаря многократному увеличению срока службы приборов. "Теперь не надо каждый год выделять дополнительное финансирование на вызов специалистов, которые меняют перегоревшие лампы",— говорит Сергей Богданов.
Но даже экономия не всегда главный козырь для городского руководства. Часто при реализации проекта переосвещения идут по пути улучшения уровня освещенности, а не снижения затрат. Например, Алексей Мокеев, заместитель директора муниципального казенного учреждения "Управление городскими сетями наружного освещения и инженерной защиты Нижнего Новгорода", рассказывает, что в 2010 году в городском парке "Черный пруд" было установлено 40 торшерных светодиодных светильников вместо тех 19, которые освещали сквер до этого. "В результате используемая мощность, а значит, и затраты не снизились",— отмечает господин Мокеев. Зато за три года проблем с оборудованием не возникало, поэтому в Нижнем продолжили устанавливать светодиодное освещение — в частности, оно теперь есть вдоль проезжей части реконструированной улицы Горького и на пешеходном мосту через Мещерское озеро.
Контрактная система
Но если бы не активная деятельность коммерческих структур, процесс переосвещения городов не пошел бы так быстро, как это происходит сейчас. Именно компании, пожелавшие заработать на новых технологиях, предложили муниципальным властям заключать энергосервисные контракты.
Суть их в следующем. Компания за свой счет устанавливает, например, в городском районе новое световое оборудование и в течение всего срока действия контракта (иногда их заключают на пять лет, иногда — на десять) получает от городской администрации плату за электричество в том же размере, что и раньше. Поскольку светодиодные технологии позволяют получать реальную экономию, компания все это время остается в прибыли. Местная власть тоже ничего не теряет, ведь плата за электричество осталась прежней, а новое оборудование не стоило городу ни копейки. Когда контракт заканчивается, оно остается в собственности города, а затраты на энергоресурсы резко падают. Выгодно всем.
В рамках дискуссии "Города как двигатели глобального роста" на ПМЭФ-2013 Арьян де Йонсте, глава Philips в России и СНГ, отметил: "По оценкам компании, полный переход на светодиоды поможет сберечь около €130 млрд — колоссальная цифра, сопоставимая с выработкой 640 электростанций среднего размера. Недавний пилотный проект в 12 крупнейших городах мира показал, что светодиоды дают экономию в 50-70% и достигают до 80% в связке с умным управлением светом. Светодиодная революция набирает обороты: 10% всего уличного освещения, устанавливаемого сегодня в мире, является светодиодным, и ожидается, что эта цифра вырастет до 80% к 2020 году".