“双碳”背景下半导体照明产业消费现状及发展建议

刘玉玲，赵成伟，刘少金，张朋

（1.江西省科学院科技战略研究所；2.中国科学技术发展战略研究院；3.北京大北农数字科技有限公司）

“双碳”战略背景下，实现照明系统的节能减排尤为重要。半导体照明作为节能环保、低碳消费的战略性新兴产业，是全球在照明领域碳减排的战略选择和经济选择。本文以半导体照明产业为切入点，论述了LED照明服务于“双碳”战略的现实意义，分析了该产业当前消费现状，以及节能发展需求，并具体从政策、平台、技术、标准等方面提出了可操作性的对策建议。

2021年中央财经委员会第九次会议强调，我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，这是党中央经过深思熟虑作出的重大战略决策，事关中华民族永续发展。2021年10月，国务院印发了《2030年前碳达峰行动方案》，提出了“碳达峰十大行动”，把节能降碳增效行动作为第二大行动，明确实施城市节能降碳重点工程，开展建筑、交通、照明、供热等基础设施节能升级改造。LED照明产业作为节能环保、低碳消费的战略性新兴产业，是全球碳减排的经济选择，是节能增效的重要抓手之一。通过发展LED照明产业提高能源效率，服务于国家乃至全球“双碳”战略目标，是我国实现碳达峰、碳中和事业中重要的一环。

以往的“双碳”战略研究大都侧重“双碳”目标下工业、建筑业、制造业等高能耗行业在生产端减排路径研究以及发展新能源的路径研究等，本文从半导体照明小角度切入，照明虽不属于高能耗行业，但照明耗电量不容小觑，占全社会的约14%。本文基于“双碳”战略背景，从半导体照明产业节能增效、降碳角度出发，分析该产业消费现状，提出对策建议，以丰富 “双碳”战略的实现途径。

一、LED照明服务于“双碳”战略的现实意义

LED照明对能源利用效率的提高和减碳具有现实意义。LED照明涉及到建筑、交通、汽车、家电等多个领域，当前，这些领域二氧化碳排放量较大，理应成为减碳的重点对象之一。国际能源署（EIA）《世界能源展望2019》提及可持续发展情景中与既定政策情景相关的CO2减排措施，如果要把全球温升控制在2度以内，2050年前全球二氧化碳排放需要减少40%～70%。如果全球温室气体排放从目前的330亿吨下降到2050年的100亿吨左右，则节能和提高能效相比于可再生能源、燃料替代、核电、二氧化碳捕获利用与封存（CCUS）等降碳途径（见图1），对全球二氧化碳排放的贡献最大（高达37%）。27个欧盟成员国要实现2050年净零排放的目标，需要达到每年3%的能源增长效率。

图1 能源系统减排二氧化碳主要途径分析

LED灯相对于传统照明，光效提高显著，总成本大大降低。在照明行业，能源效率与光效直接相关。以室内灯具为例，白炽灯光效约20lm/W(流明/瓦)，荧光灯光效约60lm/W～80lm/W，LED灯具光效约为110lm/W，可见LED灯能源效率明显高于前两者。从用电量来看，LED灯每日用电量约为荧光灯的50%，为白炽灯的10%；从投入成本来看，LED灯单个灯泡成本是白炽灯和荧光灯的约2.5倍，初始投资略高于荧光灯和白炽灯；从灯具寿命来看，LED灯寿命远高于前两者，是荧光灯寿命的12.5倍，是白炽灯寿命的50倍；从总成本（包括能源成本和灯泡成本）来看，LED灯是荧光灯的约50%，是白炽灯的约10%（见表1）。

表1 白炽灯、荧光灯、LED灯能源效率和寿命比较

LED照明节能降碳效果显著。十三五”期间，我国LED照明累计实现节电1.33万亿度，约相当于俄罗斯与法国两国2020年度用电量之和。根据国家半导体照明工程研发及产业联盟统计，2019年我国照明用电占全社会用电量的约14%。以相对于荧光灯的节能效率（50%）和销量渗透率（75%）测算得到，LED照明节电约3844亿度。2019年我国照明因使用LED照明而节约标准煤12 608.2万吨，减少碳粉尘排放10 455.6万吨，减排二氧化碳37 820万吨（依据每节约1度电，节约0.328千克标准煤，减少污染排放0.272千克碳粉尘、0.997千克二氧化碳）。预计“十四五”期间将累计节电1.48万亿度，减少碳排放13.42亿吨。

于珊（2021）等利用19处场地39处场所对LED照明产品在节能改造后的显著经济效益以及可行性进行了分析。在只替换了光源的条件下，19处受检场地改造后实际节能率占比大于50%的有43%，节能率占比在40%～50%的有31%。2018年清华大学建筑设计研究院对北京市“十三五”时期绿色照明工程项目出具的中期评估报告显示，200万只LED高效照明产品年节电2亿kWh，折合标准煤为2.4万吨，对北京市年照明用电降耗贡献2个百分点。200万只LED产品年减排二氧化碳17万吨(依据2010年中国省级电网平均二氧化碳排放因子，北京市0.8292 kgCO2/kWh 计算)。

二、LED照明节能发展现状

（一）产品渗透率升高，应用普遍化程度不断提高

LED照明的消费情况反应在LED照明产品的渗透率和消费上。“十三五“期间，我国LED照明产业市场渗透率增速明显，从2016年的42%增加到2020年的78%。国家半导体照明工程研发及产业联盟数据表明，2020年我国LED照明产品销量渗透率（LED照明产品销售量/照明产品销售量）超过75%，在用量渗透率（LED产品在用量/照明产品在用量）超过53%，是全球LED照明渗透率最高的国家。预计到2025年，LED照明产品的在用量将达到86亿只，在用量渗透率也将提高到63.5%，产品销量渗透率也将超过85%。从消费量来看，2017—2020年间，我国LED照明产品的表观消费量呈快速上升趋势，产销率基本保持稳定。经初步统计，2020年我国LED照明产品表观消费量达到154.59亿只/套，产销率保持在46%左右。

“双碳”战略要求LED照明产品的渗透率不断提高，普遍化程度越来越高。国际能源署（IEA）于2021年5月发布《2050年净零排放：全球能源行业路线图》，该报告建议LED灯泡的销量到2025年在世界所有地区“应该达到100%”。而当前国内需求市场较为稳定，需在进一步扩大内需的前提下把目光投向国外市场。

（二）产品出口增加，服务于全球“双碳”战略功能增强

我国是全球第一大LED照明产品出口国。2020年，我国LED照明产值规模在全球占比达71.4%，出口依存度超过50%。海关总署统计数据显示，近年来我国LED照明产品（包括LED球泡和灯管，固定式灯具，可移式灯具，未列名电灯及照明装置，圣诞树用的成套灯具）出口总额稳步增长，从2017年的296.2亿元增加到2020年的384.2亿元，2020年同比增加13.4%。2020年我国LED照明产品出口国家（地区）有205个。其中，美国为我国第一出口大国，出口额排名第一，为168.94亿美元，远超其他国家，占出口总额的25.63%。德国排名第二，出口额为30.18亿美元，英国排名第三，出口额为26.09亿美元。全球“双碳”战略拓宽了LED照明的国外市场消费潜力，同时也提高了对我国产品品质的要求。

（三）产品应用结构多元化，多领域形成低碳消费合力

CSA统计数据显示，2016－2020年我国LED照明应用市场结构基本保持稳定(见图2)。其中，通用照明和背光应用占比逐渐减少，而景观照明和显示屏占比逐渐增加。下游应用仍以通用照明为主，2016—2019年占比大体呈下降趋势，从47.6%下降到42.4%，而2020年受疫情影响，居民居家时间较长，家用照明增加，故通用照明占比有所回升达到46%；显示屏和景观应用占比平均保持在15% 左右；背光应用平均占比在9%上下波动；汽车照明占比在1.5%以上，比例较小，增长空间较大。

图2 2016—2019年我国LED照明下游应用市场结构

基于LED照明的应用结构，在“双碳”战略背景下，以“碳”为量化约束对LED照明产品消费品质提出了新的要求。LED照明产品通过在低碳建筑（外立面、室内照明等）、低碳交通（信号灯等）、节能家电设备（灯具、电视、电脑等）、文旅照明（灯光秀等）、汽车（照明灯等）等多个应用领域的应用，基于不同领域的低碳消费政策和消费标准，加之愈加细分的应用领域不断增加，需要形成政策合力，更好地实现“双碳”目标。

三、LED照明产业节能减排的对策建议

（一）出台LED照明节能专项政策

一是尽快出台关于促进LED照明产业节能发展行动方案，设立LED产业节能补贴专项基金，对消费者给予节能补贴。对于使用LED照明产品替代白炽灯的企业或组织，给予超额折旧补贴，激发大宗消费者购买LED照明产品的积极性。加强不同区域、范畴联动，促进LED照明节能改造工程。对中小企业给予加计扣除和暂缓缴税等政策的支持。对于满足政策相关条款条件的企业在申报政府奖励/补贴的申请材料和审批程序上最简化、兑现时间最短化。

二是加大宣传力度，营造舆论氛围。政府应切实发挥好宣传媒介的作用，搭建多渠道产业研讨平台，发挥新闻媒体的舆论导向作用，扩大LED企业品牌知名度，提高民众对LED产品的认知和应用自觉性。学习借鉴日本，对于普通消费者，实施环保积分制度，积分可以兑换节能家电等其他节能商品，并推出“即时兑换”制度，购买当场即可兑换。

（二）运用数字化技术提升产品智能控制能力

加强企业LED照明产品的智能控制技术研发，推动与物联网互联、5G等技术的融合，利用NBIoT物联网通讯协议或GPRS，与上端平台进行通讯，实时采集并显示产品工作状态、能耗情况等，实现动态弹性调整。促进产品节能性能升级。利用技术和平台优势，引导并激励消费者持续消费。企业建立LED照明产品“全生命周期”溯源系统，以二维码等形式展示产品的碳标识或者碳足迹信息，使消费者及时掌握LED照明产品消费信息，搭建废旧产品回收等数字化平台。

（三）加强技术规范和标准体系建设

加大对LED照明产业节能标准化发展的支持力度，鼓励LED照明龙头企业及相关研究机构参与LED标准制订工作。逐步形成具有我国特色的LED照明产品节能标准体系。根据逐渐兴起的各细分领域和跨界融合领域，尽快推出与国际标准接轨的更为细致的各场景应用标准，并推动我国优势技术发展成为国际标准。加强与“一带一路”沿线国家和地区在LED照明技术、标准等方面的交流与合作。结合“一带一路”照明市场标准及需求，以目标国标准为检测认证标准，定向生产高效照明产品，推广和照明应用工程实施相关的重要技术标准，同时促进中国LED照明标准在海外的接受和应用。

（四）拓宽海外推广覆盖面和营销渠道