Повышение конкурентоспособности отечественных светотехнических предприятий на основе обеспечения энергоэффективности источников света

Размещено на http://www.allbest.ru/

Повышение конкурентоспособности отечественных светотехнических предприятий на основе обеспечения энергоэффективности источников света

Статья посвящена проблемам энергосбережения, решение которых возможно путем вывода из производства низкоэффективных источников света и замены их на источники света высокой эффективности и энергоэкономичности, обеспечивающих высококачественное освещение. Данное решение, а также проведение стандартизации является основополагающими для повышения конкурентоспособности отечественных светотехнических предприятий.

В настоящее время, когда конкурентная борьба становится все более жесткой, светотехнические предприятия должны постоянно искать решения, позволяющие им сохранять и поддерживать определенный уровень конкурентоспособности. Для достижения этих целей, на наш взгляд, наиболее важным и эффективным инструментом является отказ от производства традиционных ламп накаливания и переход на изготовление ламп, характеризующихся высокой эффективностью и энергоэкономичностью.

В последние годы в отечественных средствах массовой информации неоднократно обсуждались вопросы о рациональном и эффективном использовании электроэнергии в системе освещения, являющейся одним из главных потребителей электроэнергии, об увеличении на рынке доли высокоэффективной светотехнической продукции. Для многих развитых стран мира сокращение потребления электроэнергии в освещении не является новым направлением ее применения. Благодаря постоянно проводимым мероприятиям по энергосбережению, ими достигнуты значительные успехи по снижению энергозатрат в условиях соблюдения норм освещения, хорошей цветопередачи источников света.

Современный отечественный светотехнический рынок отличается разнообразием источников света, в числе которых значительную часть составляют энергоемкие источники. Так, наибольший удельный вес (65-70%) в жилом освещении в нашей стране до сих пор занимают традиционные энергетически неэффективные лампы накаливания общего назначения, у которых 95% электрической энергии преобразуется в тепло и лишь 5% -- в видимое излучение. В секторе профессионального освещения используются прямые стандартные люминесцентные лампы, в уличном освещении -- дуговые ртутные лампы. Структура производства источников света отечественными предприятиями в 2008 г. представлена на рис. 1.

Рис. 1. Структура производства источников света отечественными предприятиями в 2008, в %

конкурентоспособность светотехнический рынок

Почти 80% российского рынка источников света составляют технологически устаревшие продукты. В то же время на зарубежном рынке лампы накаливания все больше вытесняются компактными люминесцентными лампами, которые наряду с экономией электроэнергии дают высококачественное освещение, лампами нового поколения на основе светодиодов, характеризующимися высокой эффективностью и энергоэкономичностью. В уличном освещении вместо дуговых ртутных ламп используются альтернативные, более эффективные металлогалогенные лампы, например, дуговые натриевые трубчатые лампы, обеспечивающие одновременно с экономией энергии повышение качества освещения.

В настоящее время в России, по разным данным, порядка 110 млрд кВт/ч. электроэнергии расходуется на освещение. Это около 14% всего того, что генерируется в стране. Практически освещение является крупнейшим однотипным потребителем электроэнергии. При этом на выработку единицы световой энергии в стране сегодня расходуется в 1,3-1,4 раза больше электроэнергии, чем в передовых странах. Светообеспечение на душу населения в России в 3,5-4 раза меньше, чем в США, Японии или ведущих странах Европы. В связи с этим, при наличии и широком применении современных энергосберегающих источников света необходимой номенклатуры и с соответствующими техническими характеристиками, можно через 5-6 лет получить великолепный результат, а именно сэкономить порядка 34 млрд кВт/ч. электроэнергии в год. Это даст возможность увеличить потребление световой энергии в 1,5 раза и расходовать на выработку одного мегалюмена часа 18 кВт/ч. электроэнергии, а не 28 кВт/ч., как это имеет место в настоящее время *. Наиболее энергоемкими сферами потребления электроэнергии на цели освещения в нашей стране являются промышленные и жилые помещения, на долю которых приходится более 70% всего парка эксплуатируемых светильников и соответственно самих источников света. В табл. 1 представлена структура парка светильников, находящихся в эксплуатации в различных типах осветительных установок.

Таблица 1. Парк светильников в различных типах осветительных установок

Из материалов табл. 1 следует, что наиболее эффективно задача энергосбережения в освещении может решаться, в первую очередь, в жилом и промышленном секторе путем широкого применения новых высокоэффективных источников света. В жилых помещениях -- это постепенная замена неэффективных ламп накаливания на люминесцентные лампы, в том числе на компактные люминесцентные лампы, которые в 5 и более раз эффективнее ламп накаливания.

В промышленных, общественно-административных, сельскохозяйственных помещениях, уличном освещении -- использование новых, более энергоэкономичных люминесцентных ламп мощностью 18-36 ватт взамен ламп мощностью 20 и 40 ватт; натриевых ламп высокого давления, обладающих более высокой световой отдачей, большим сроком службы и высокой стабильностью взамен ламп типа ДРЛ; широкое применение металлогалогенных разрядных ламп, имеющих высокие светотехнические характеристики (высокая световая отдача, большой срок службы, хорошая цветопередача) по сравнению с другими газоразрядными лампами высокого давления при одинаковой мощности.

На светотехническом рынке России имеет место разнообразие высокоэффективных источников света. Это серия компактных люминесцентных ламп с резьбовым цоколем Е27 и Е14 и встроенной электронной пускорегулирующей аппаратурой мощностью от 7 до 23 Вт, предназначенных для прямой замены ламп накаливания общего назначения мощностью 25-150 Вт в существующих осветительных установках жилых помещений *.

Таблица 2. Сравнительные характеристики КЛЛ мощностью 5-23 Вт (со встроенными ЭПРА, цоколем Е27) и эквивалентными по световому потоку ЛОН мощностью 25-100 Вт

ЛОН с криптоновым наполнением.

О значительных энергетических и экономических возможностях свидетельствуют данные табл. 2. В таблице приведены сопоставительные характеристики двух типов ламп: компактных люминесцентных ламп с резьбовыми цоколями и встроенными электронными пускорегулирующими аппаратурами; ламп накаливания общего назначения, эквивалентных по величине светового потока.

Таблица 3. КЛЛ со встроенными ЭПРА и резьбовыми цоколями

В табл. 3 представлены основные характеристики, области применения энергосберегающих источников света для замены существующих источников света в различных типах осветительных установок. Данные о реальной экономии (в стоимостном выражении) при замене в одной световой точке, например, в светильниках общего освещения на кухне, лампы накаливания общего назначения мощностью 100 Вт (криптоновая с Фл = 1500 лм) эквивалентной ей по световому потоку компактной люминесцентной лампой мощностью 23 Вт со встроенными электронными пускорегулирующими аппаратурами и цоколем Е27 при среднем времени суммарной работы 1000 часов представлены в табл. 4.

Таблица 4. Расчет экономии за срок службы КЛЛ мощностью 23 Вт при замене ею ЛОН мощностью 100 Вт в одной световой точке у частного потребителя

ЛОН с криптоновым наполнением.

Большой срок службы компактных люминесцентных ламп позволяет резко уменьшить затраты на обслуживание осветительной установки. Так, при средней годовой работе светильников в торговом зале магазина около 3600 часов, в случае замены ламп накаливания общего назначения на компактные люминесцентные лампы, интервалы между плановыми сменами источников света увеличиваются с 3,5 до 33 месяцев (2 года 9 месяцев). В бытовом секторе (при 1000 ч/год) интервалы увеличиваются, соответственно, с 11-12 до 109 месяцев (примерно 9 лет).

Проведенный фирмой «OSRAM» (Германия) прогноз показывает, что замена в домашних хозяйствах страны 35 млн ламп накаливания общего назначения мощностью 60 Вт на компактные люминесцентные лампы мощностью 11 Вт позволила бы за 10 тыс. часов сэкономить на электростанциях 5 млн т/год каменного угля. Это, в свою очередь, дало бы возможность существенно уменьшить выбросы двуокиси углерода в атмосферу.

Приведенные данные свидетельствуют о существенном потенциале экономии электроэнергии, который заложен в расширении применения компактных люминесцентных ламп, и о значительном вкладе в оздоровление окружающей среды в результате использования этого энергоэффективного источника света при массовом применении.

Мировой ежегодный прирост выпуска компактных люминесцентных ламп еще в середине 90-х гг. превысил 25%, а суммарный объем производства достиг 250 млн штук в год. В настоящее время эта цифра удвоилась.

Масштабная реализация использования новых энергосберегающих источников света в существующих осветительных установках требует много времени и значительного расширения производства новых ламп. Только для 10%-ной замены ламп накаливания общего назначения в жилых помещениях на компактные люминесцентные лампы необходимо 60 млн штук данных ламп. Между тем в настоящее время их производство ограничено 800-1000 тыс. штук. Подобная ситуация и с другими новыми лампами. Наряду с этим необходимо развивать разработку и производство новых светильников, в которых должны эксплуатироваться современные энергоэкономичные лампы.

В России проблемы энергоэффективного освещения решаются крайне медленно. В стране отсутствует собственное производство компактных люминесцентных ламп со встроенной электронной пускорегулирующей аппаратурой, кроме отдельных сборочных производств, на которые поставляются импортные комплектующие, в основном китайского производства. Единственный отечественный изготовитель компактных люминесцентных ламп по полному циклу -- Всероссийский научно-исследовательский институт источников света им. А.Н. Лодыгина в г. Саранске (в настоящее время -- ГУП Республики Мордовия «НИИИС имени А.Н. Лодыгина») и Московский электроламповый завод -- прекратили их производство, не выдержав конкуренции с китайскими производителями.

В настоящее время компактные люминесцентные лампы закупаются за рубежом. В результате отечественный рынок заполнили лампы энергоемкие и не всегда лучшего качества. К таковым можно отнести компактные люминесцентные лампы со встроенной электронной пускорегулирующей аппаратурой и цоколем Е27 производства фирмы «Megaman» (Китай). По результатам испытаний, проведенных в ГУП Республики Мордовия «НИИИС им. А. Н. Лодыгина», ряд ламп, в основном небольших мощностей, имели завышенные (почти в два раза) световые потоки и заниженные значения мощности. Другими словами, они имели более высокую световую отдачу (например, у ламп мощностью 11 Вт -- 68,7 лм/Вт вместо 42,9 лм/Вт) по сравнению с заявляемыми данными. Следовательно, от этих ламп нельзя ожидать установленного фирмой срока службы, т.е. данные лампы ненадежны в процессе эксплуатации. Аналогичная ситуация сложилась в отношении ламп большей мощности (от 55 до 150 Вт) и других типов ламп китайских фирм. Некоторые лампы импортного производства по результатам измерений имели световые потоки и световую отдачу в 1,5-2 раза ниже заявленных, из чего следует, что лампы не соответствуют критериям энергоэффективности *.

Данные результаты испытаний характерны и для компактных люминесцентных ламп основных отечественных производителей, использующих при изготовлении этих ламп материалы и комплектующие изделия китайского производства, а также для ламп типа ДНаТ, в которых используются поставляемые из Китая горелки.

В то же время в светотехнической отрасли имеются отечественные разработки перспективных энергоэффективных компактных люминесцентных ламп, люминесцентных ламп прямых в тонкой трубке типа Т5 (16 мм), натриевых и металлогалогенных ламп разнообразных областей применения, дающих освещенность высокого качества с большим сроком службы, значительную экономию электроэнергии в процессе эксплуатации (до 40% и выше). Имеются высококвалифицированные специалисты для проведения научно-исследовательских работ по дальнейшему совершенствованию этих перспективных энергосберегающих групп ламп, в частности, в области металлогалогенных разрядных ламп -- по доведению световой отдачи до 100-110 лм/Вт и срока службы до 15-20 тыс. час. против достигнутых на сегодняшний день 80-90 лм/Вт и срока службы 10-12 тыс. час. На сегодняшний день одной из основных задач в светотехнике является интенсивное развитие объемов производства этих групп ламп. Однако для выполнения этих работ потребуются сотни миллионов рублей. Своими силами светотехнической отрасли с выполнением стоящих перед ней задач не справиться, нужна поддержка со стороны государства в виде субсидий, льготных кредитов, налоговых платежей, прямых инвестиций. Одновременно с расширением производства энергоэффективных люминесцентных ламп необходимо решать проблемы, связанные с утилизацией использованных источников света, содержащих ртуть, с целью предотвращения причинения вреда здоровью людей, животных, природе.

В последнее время в соответствии с общемировыми тенденциями энергосбережения в промышленно развитых странах основная роль отводится светодиодным источникам света и светодиодным системам освещения. Согласно прогнозам экспертов эта продукция в ближайшие 10 лет будет постепенно вытеснять с рынка традиционные источники света.

Главными критериями, определяющими преимущественное использование светодиодных источников света в освещении, по сравнению с развивающимися перспективными энергоэффективными газоразрядными лампами, являются: низкое энергопотребление в процессе эксплуатации; огромный срок службы -- до 50-60 тыс. часов, что в 5-10 раз больше, чем у люминесцентных ламп; отсутствие пульсации световых параметров; возможность работы при низких температурах окружающей среды (-50 С -- +60 С), что особенно актуально для холодных и жарких районов нашей страны; стойкость к механическим воздействиям, высокий уровень безопасности (не содержат вредных веществ, ультрафиолетового или инфракрасного излучения, ртути, невзрывоопасны и т. д.). Это далеко не полный перечень преимуществ использования светодиодных источников света *.

В России в последнее время начали вестись работы по разработке и применению источников света на основе светодиодов, однако, очень медленно. До сих пор не выработан единый подход к определению технических показателей, важных для обеспечения требований потребителей, отсутствует единообразие в проведении оценки качества светодиодных источников света в системах освещения. Разработанная изготовителями нормативная документация в большинстве своем имеет общий недостаток -- содержит самые разнообразные требования, часто не отражающие функциональное назначение продукции.

Для развития светодиодных источников света в нашей стране в числе первоочередных задач, которые необходимо решать на сегодняшний день, должна быть разработка отечественного стандарта на эксплуатационные требования. По светодиодной продукции в части эксплуатационных требований пока существуют только проекты стандартов Международной электротехнической комиссии (МЭК).

В целом необходима существенная переработка всей нормативной базы, связанной с источниками света, с учетом современных достижений науки и техники в данной области в статусе национальных стандартов. С их помощью можно оказывать положительное влияние на занимаемое отечественной продукцией место на мировом рынке, служить барьером в проникновении низкокачественной и опасной продукции в нашу страну. Поэтому специалистам-светотехникам необходимо как можно быстрее решать задачи по устранению содержащихся в стандартах недостатков. В частности, это касается отсутствия в отдельных стандартах световых параметров и параметров стабильности, показателей энергоэффективности для определения класса энергоэффективности (соотношение лм/Вт) и маркирования продукции, принятых в качестве обязательных в странах Европейского сообщества и других промышленно развитых странах в соответствии с директивой Комиссии ЕС о маркировке энергоэффективности бытовых ламп. Страны ЕС на сегодняшний день в вопросах энергосбережения достигли больших успехов: запрещен ввоз продукции с низкими классами энергоэффективности F и G, реализуются программы вывода с рынка Европейского союза до 2016 г. традиционных ламп накаливания, признанных самыми энергоемкими изделиями в системе освещения.

Ориентируясь на международную практику, необходимо в обязательном порядке ввести методы подтверждения показателей энергоэффективности светотехнической продукции, а также ее оценку третьей стороной на этапе проведения сертификации. С нашей точки зрения, решению этих проблем может способствовать разработка комплексной Программы энергосбережения и повышения энергоэффективности в системах внутреннего и наружного освещения в рамках создаваемого проекта «Новый свет» на уровне Правительства России, который рассматривался на проходившем в сентябре 2009 г. совещании о состоянии и перспективах развития рынка энергоэффективных источников освещения.

В предлагаемой к разработке комплексной Программе, помимо требований по различным видам безопасности, по нашему мнению, должны содержаться требования к светобиологической безопасности. Оценка светобиологической безопасности необходима:

-- во-первых, ввиду все более широкого применения группы разрядных ламп ультрафиолетового излучения (эритемных, бактерицидных и т. п.), так как имеется высокая вероятность причинения вреда от ультрафиолетового излучения, особенно в диапазонах УФ-С и УФ-В с длинами волн 10-320 нм. Незначительные отклонения бактерицидного потока от установленных в нормативных документах значений из-за изменения условий эксплуатации могут приводить к ожогам кожи, повреждениям глаз людей и животных, гибели растений и т.д.;

-- во-вторых, при использовании источников оптического излучения, что особенно актуально в связи с развивающимся в нашей стране применением светодиодных источников света для освещения в быту и в различных отраслях промышленности, очень важна оценка воздействия излучения на глаза человека (опасность синего цвета от источников оптического излучения, от расстояния облучения и т. д.). Это особенно актуально при широкомасштабном применении освещения на основе светодиодов.

Следует обратить внимание на то, что предложения по совершенствованию деятельности в области стандартизации, возможно, были бы еще эффективнее и действеннее, если национальные стандарты, обеспечивающие научно-технический прогресс в нашей стране, действовали бы в статусе обязательных документов. Это относится не только к стандартам безопасности, которые должны сопровождать технические регламенты, но и к стандартам, устанавливающим эксплуатационные требования на продукцию, а также к техническим условиям, в соответствии с которыми выпускается до 80% продукции, и которые являются документом поставки конкретной продукции конкретного изготовителя на рынок. Обязательность документов обеспечивает неукоснительное следование изготовителями требованиям к лампам, установленным в стандартах, включающим их характеристики, методы испытаний, транспортирование, хранение и т. д., что должно положительно отразиться на их качестве, а также на соблюдении основных целей стандартизации.

В свою очередь, необходимо активизировать работу по проведению информационно-рекламных мероприятий с целью повышения уровня осведомленности потребителей о качестве и безопасности присутствующей на рынке светотехнической продукции. Необходимо больше рекламировать отечественных производителей, создающих безопасные и надежные светотехнические изделия *. Реклама должна располагаться во всех торговых точках, на отдельных сайтах в сети Интернет, где также возможно представить информацию о продукции, не соответствующей предъявляемым к ней требованиям, предостерегая потребителей от ее приобретения. Примером такой работы являются срочные меры, предпринятые ГУП Республики Мордовия «НИИИС им. А.Н. Лодыгина» совместно с Ассоциацией «Российский свет», по информированию заинтересованных организаций о появлении опасной светотехнической продукции низкого качества на отечественном рынке. В данном случае это осуществлялось путем направления писем-предупреждений Главам администраций различных регионов страны, в Ростехрегулирование, в Государственную думу, в таможенные органы, в крупные Торговые Дома страны.

В качестве общих рекомендаций предлагается создание системы широкой информированности общественности о качестве и безопасности светотехнической продукции. Это возможно через создание какого-либо единого информационно-консультационного центра по качеству и безопасности светотехнической продукции с использованием Интернета, который бы стал выполнять по указанным вопросам функции координатора действий органов по сертификации и испытательных лабораторий, в область аккредитации которых входит светотехническая продукция, а также вопросы, касающиеся:

-- актуализации знаний персонала,

-- введения в действие новых международных и национальных стандартов,

-- обсуждения возникающих конкретных ситуаций в сфере деятельности и т. д.

Кроме того, с целью повышения объективности принимаемых при проведении испытаний решений, испытания импортной продукции необходимо проводить в основном в испытательных лабораториях отраслевых институтов, где сосредоточены специалисты и ученые с базовым образованием, обладающие необходимыми знаниями испытываемой продукции, технологии производства, специфики применения светотехнической продукции, а также пониманием значимости обнаруживаемых дефектов и отклонений по сравнению с нормальным ее использованием.

Таким образом, на основе проведенного исследования, можно заключить, что светотехнической отрасли необходимо предпринимать реальные действия по переоснащению и расширению производства более совершенных энергосберегающих ламп, идущих на замену ламп накаливания общего назначения, чтобы избежать дефицита отечественных энергосберегающих ламп на рынке. Необходима переработка действующей нормативной документации на источники света применительно к современным направлениям развития светотехники.

В средствах массовой информации следует организовывать проведение разъяснительной работы обо всех преимуществах использования энергоэффективных ламп с точки зрения потребителя. Необходимо объединение усилий всех светотехнических структур в масштабе страны для оперативной выработки программ и практической деятельности по обеспечению развития светодиодной продукции в целях освещения, исходя из опыта передовых стран.

Только в этих случаях разработанный в стране план вывода ламп накаливания с отечественного рынка будет выполнен в сроки, намеченные Президентом России.

Литература

1. Айзенберг Ю. Б. Энергосбережение -- одна из важнейших проблем современной светотехники // Светотехника. -- 2007. -- № 6.

2. ГОСТ Р 51380-99 «Методы подтверждения соответствия показателей энергетической эффективности энергопотребляющей продукции их нормативным значениям. Общие требования».

3. ГОСТ Р 51388-99 «Информирование потребителей об энергоэффективности изделий бытового и коммунального назначения. Общие требования».

4. ГОСТ Р 60968-99 «Лампы со встроенными пускорегулирующими аппаратами для общего освещения. Требования безопасности».

5. ГОСТ Р 52706-2007 (МЭК 60064:1993) «Лампы накаливания вольфрамовые для бытового и аналогичного общего освещения. Эксплуатационные требования».

6. ГОСТ Р 52713-2007 (МЭК 60432-1:1999) «Лампы разрядные (кроме люминесцентных ламп). Требования безопасности».

7. Иткинсон Г. В. Состояние и перспективы разработки и производства светодиодов в России // Светотехника. -- 2007. -- № 6.

8. Федеральный закон «О техническом регулировании» № 184-ФЗ от 27 декабря 2002 года.

Размещено на Allbest.ru