Aquele momento da lâmpada: uma mudança rápida em direção a LEDs e soluções de iluminação ultra{0}}eficientes
A invenção da lâmpada incandescente provocou mudanças drásticas na vida diária e no trabalho das pessoas com acesso à eletricidade. No entanto, foi só nos choques petrolíferos da década de 1970 que surgiram questões sobre a eficiência de uma lâmpada que desperdiça a maior parte da energia sob a forma de calor. Os governos agiram para promover a eficiência energética, enquanto líderes industriais como a Philips e a Osram investiram fortemente em iluminação alternativa, apoiados por leis destinadas a eliminar gradualmente as lâmpadas ineficientes.
O primeiro resultado foi a lâmpada fluorescente compacta (CFL), que ofereceu cinco vezes a eficiência energética das incandescentes tradicionais. No entanto, os consumidores não gostaram do forte brilho azul-branco e do tempo lento de aquecimento-. As lâmpadas halógenas serviram brevemente como substitutas, mas apresentavam apenas uma eficiência ligeiramente melhor do que as incandescentes padrão. Depois vieram os LEDs, uma alternativa-revolucionária.
Os LEDs possuem um imenso potencial para rápida adoção e redução de emissões de carbono. Produzem luz instantaneamente, combinam com o espectro de cores da luz natural e geram muito pouco calor – ao contrário das lâmpadas incandescentes, que desperdiçam até 95% da energia na forma de calor. A empresa americana Fairchild Optoelectronics lançou umProduto de iluminação LEDjá na década de 1970, mas os LEDs permaneceram como itens de nicho caros por décadas. Só em 2000, quando tanto os países industrializados como os países em desenvolvimento introduziram padrões mínimos de desempenho e eficiência (juntamente com prazos firmes para a eliminação progressiva de lâmpadas ineficientes), é que as vendas mudaram gradualmente para opções de baixo consumo-de energia.
Naturalmente, a velocidade e a extensãoAdoção de LEDvariam de país para país, uma vez que as políticas, as economias e o acesso à energia diferem amplamente. Ainda em 2015, muitos consumidores hesitaram em abandonar as lâmpadas tradicionais, considerando inadequadas as alternativas aos halogéneos e às incandescentes. Mas, nos últimos anos, os LEDs tiveram melhorias notáveis em qualidade, design, preço e funcionalidade,-estimulando um rápido aumento na aceitação. Hoje, os LEDs custam \\(2–\\)5, usam até 90% menos energia que as lâmpadas incandescentes (incluindo halogênios) e consomem 60% menos energia que as antigas lâmpadas fluorescentes. Em 2019, os LED representavam cerca de 46% das vendas globais de iluminação, contra 37% em 2018.
Apoio governamental para adoção de LED
O governo-liderou a pressão para eliminar gradualmente as lâmpadas ineficientes – fundamental paraLIDERADOcrescimento – começou em 2005 no Brasil e na Venezuela. A União Europeia, a Austrália e a Suíça seguiram com suas próprias{2}}eliminações progressivas em 2009. Hoje, a maioria dos governos e empresas implementam políticas para impulsionar a adoção do LED, atraídas pelo seu potencial de economia-de custos e energia. Os EUA começaram a eliminar gradualmente as lâmpadas ineficientes em 2007 (embora a administração Trump tenha suspendido o esforço em 2019), enquanto uma directiva da UE acabará com as vendas de lâmpadas incandescentes e halógenas até ao final de 2021.
Relevância mais ampla da adoção de LED
A ascensão dos LED demonstra como políticas governamentais fortes e intervencionistas podem eliminar gradualmente produtos ineficientes e que geram desperdício. Sem tais políticas, as indústrias não teriam incentivos para irem além das tecnologias de iluminação ultrapassadas. Notavelmente, esta legislação centra-se normalmente em requisitos de eficiência em vez de exigir tecnologias específicas – permitindo que as indústrias inovem soluções. O resultado foi o declínio constante dos halogéneos e das lâmpadas incandescentes, gerando poupanças de custos tanto para as empresas como para os consumidores.
Os LED já estão a reduzir o consumo total de energia para iluminação: em 2018, a iluminação representou cerca de 13% do consumo global de energia e, às actuais taxas de adopção, espera-se que este valor caia para 8% até 2030. No entanto, a eficiência energética fica muitas vezes em segundo plano em relação às novas tecnologias renováveis e requer um apoio consistente. De acordo com a AIE, as melhorias globais na eficiência energética abrandaram desde 2015 – mas a eficiência continua a ser crítica para reduzir o consumo total de energia.
A iluminação é atualmente responsável por 13% da procura global de eletricidade e 5% das emissões globais anuais de carbono (para contextualizar, o transporte marítimo internacional emite 1,7%). Ainda há um enorme potencial para reduzir as emissões{4}}relacionadas à iluminação: algumas estimativas sugerem que uma mudança global durante a noite para LEDs de alta{5}}eficiência poderia reduzir 1,4 bilhão de toneladas de CO₂, eliminando a necessidade de construir 1.250 usinas de energia – uma enorme vitória tanto para a redução de carbono quanto para a qualidade do ar.
Os LEDs também destacamcomo decisões de negócios ousadas podem dar frutos rapidamente. Os fabricantes correram riscos ao transferir a produção de iluminação ineficiente para LEDs. Em 2006, a Philips Lighting (então obtendo quase dois{3}}terços das vendas de lâmpadas incandescentes) decidiu abandonar as lâmpadas incandescentes e aumentar a produção de LED – uma escolha radical que enfrentou forte oposição dentro da empresa e dos acionistas. A mudança acabou por ser um sucesso: agora renomeada como Signify, a empresa está classificada entre os cinco principais fabricantes globais de LED, com receitas anuais de cerca de 6 mil milhões de libras.
Além disso, a transição da iluminação sublinha a importância da acção individual na redução das emissões de carbono. Mesmo as pequenas escolhas pessoais, quando multiplicadas por milhares de milhões de pessoas, produzem enormes impactos ambientais e financeiros. Transferir as poupanças para os consumidores ajuda a impulsionar a mudança num sistema capitalista. Para além da eficiência energética e dos benefícios ambientais, os LED proporcionam poupanças de custos significativas: o Departamento de Energia dos EUA estima que os LED poderão reduzir o consumo de energia para iluminação nacional em 29% até 2025, poupando às famílias cerca de 80 mil milhões de libras nas contas de electricidade. No Reino Unido, a adopção generalizada de LED nas residências reduziria 2 mil milhões de libras nas contas de energia e evitaria 8 milhões de toneladas de emissões de carbono. O investimento inicial para mudar para LEDs no Reino Unido é normalmente reembolsado em 3 a 4 meses, e cada família poderia economizar em média £ 40 anualmente com a adoção total.
Contexto e histórico
As raízes da lâmpada remontam a Volta, até 1761, quando Ebenezer Kinnersley demonstrou a incandescência de um fio aquecido. Mas foi só em 1879 que Thomas Alva Edison patenteou uma lâmpada eléctrica que dominaria o mercado durante quase dois séculos – tendo astutamente adquirido patentes de outros inventores para desenvolver um produto funcional.
A lâmpada incandescente revolucionou a vida e o trabalho de quem tem eletricidade. O seu domínio nos séculos XIX e XX resultou da falta de concorrência e da queda dos custos. Como Edison previu: “Somente os ricos serão capazes de acender velas”; no século XX, o consumo de luz artificial era 100.000 vezes maior do que no século XVIII.
No entanto, o desenvolvimento de lâmpadas eficientes-de longa duração não tem sido fácil. Na década de 1920, um cartel de fabricantes chamado "Phoebus" (incluindo subsidiárias da Osram, Philips e General Electric) conspirou para produzir lâmpadas com vida útil mais curta do que as disponíveis anteriormente.
Avançando-para o século 21: depois que a esmagadora superioridade dos LEDs ficou clara, a mudança para sua fabricação foi surpreendentemente controversa, mas a promessa de economia massiva de energia acabou prevalecendo. A penetração no mercado foi mais lenta do que os defensores do LED esperavam, exigindo a intervenção governamental para acelerar a adoção, aumentar a produção de LED e eliminar gradualmente as lâmpadas ineficientes. Os governos tiveram uma motivação extra: os custos de iluminação pública consumiram uma grande parte dos orçamentos municipais. Por exemplo, a iluminação pública representa 20-40% das contas de electricidade dos conselhos municipais dos EUA.
Como pretendido, a legislação governamental rigorosa e os padrões de eficiência reduziram os preços dos LED, tornando-os acessíveis para milhares de milhões e aumentando a penetração no mercado. Ao longo de duas décadas, os custos das lâmpadas LED caíram mais de 20 vezes, enquanto o seu fluxo luminoso (qualidade de iluminação) melhorou 40 vezes. Isto não só economizou o dinheiro dos consumidores, mas também ajudou os governos a reduzir as emissões de carbono.
Na Índia, por exemplo, o mercado de LED cresceu 130- vezes em cinco anos: de 5 milhões de vendas anuais em 2014 para 670 milhões em 2018. Os LEDs agora proporcionam 30 terawatts-hora de economia anual de energia – o suficiente para abastecer 28 milhões de residências indianas ou todo o país da Dinamarca durante um ano. No mesmo período, os preços das lâmpadas LED caíram de cerca de £ 4,50 em 2014 para £ 0,78 em 2019. Os LEDs também tornaram os sistemas de iluminação solar doméstica mais baratos e mais eficientes na Índia, onde muitos não têm acesso à rede eléctrica.
Em climas quentes como a Índia, os LED oferecem um benefício adicional: ajudam a manter os edifícios frescos. As lâmpadas incandescentes desperdiçam 95% da energia na forma de calor, tornando os espaços desconfortáveis num clima já sufocante – muitas vezes forçando a dependência de aparelhos de ar condicionado ineficientes e poluentes. Os LED, por outro lado, perdem energia mínima na forma de calor, evitando o aquecimento desnecessário de pessoas e espaços.
Fatores habilitadores para o domínio do LED
Um dos principais impulsionadores do crescimento do LED tem sido a queda dos custos. Graças à inovação na fabricação de iluminação e à produção em{1}}grande escala, os preços do LED despencaram ao longo das décadas. Quando os LEDs foram lançados pela primeira vez no Reino Unido, os consumidores pagavam até £9 por lâmpada – algo impensável hoje em dia, sendo que os LEDs de £1 são agora comuns. Os preços caíram tão rapidamente que uma lâmpada poderia custar £ 1 a menos em apenas um ano.
Esta descida dos preços impulsionou o crescimento do LED de duas formas principais: primeiro, os preços actuais tornam os LED acessíveis a quase todos os consumidores, aumentando as vendas e a penetração; em segundo lugar, os custos baixos reduzem o retorno do investimento (ROI), com algumas estimativas colocando-o em 3–4 meses. Em alguns casos, o ROI pode atingir 525%, embora isto dependa de variáveis como utilização e custos de electricidade.
Legislação governamental clara e orientações sobre eficiência, qualidade e{0}retiradas progressivas também desempenharam um papel importante. Para acelerar a adopção do LED, os governos de todo o mundo introduziram medidas como padrões mínimos de qualidade e eficiência. Estas políticas eliminaram gradualmente as lâmpadas ineficientes e transferiram a capacidade de produção para LED, criando a escala necessária para reduzir rapidamente os custos. De acordo com as regras da UE, 2021 poderá marcar o fim das vendas de lâmpadas incandescentes e halógenas no Reino Unido.
A crescente demanda do consumidor por tecnologias acessíveis-de economia de custos também apoiou os LEDs. As lâmpadas permitem que as pessoas reduzam o consumo (substituindo lâmpadas-de curta duração) e reduzam as emissões sem conhecimento especializado ou grandes investimentos. Em comparação com os halogênios, os LEDs são excelentes em custo: os halogênios duram cerca de 2.000 horas (aproximadamente dois anos de uso médio), enquanto os LEDs duram 25.000 horas, proporcionando economia-de longo prazo e reduzindo o desperdício. A adoção total do LED economiza £ 40 anualmente para uma família média. Para consumidores, empresas e governos, estas poupanças de custos – aliadas à queda dos preços dos LED – fazem dos LED a escolha padrão.
Escopo e evidências
O fabricante americano Fairchild Optoelectronics lançou um produto de iluminação LED na década de 1970, mas os LEDs permaneceram como itens de nicho caros por décadas.
Em 2006, a Philips Lighting (então derivando cerca de 2/3 das vendas de lâmpadas incandescentes) mudou para a produção de LED em escala; agora renomeada como Signify, está entre os 5 principais fabricantes globais de LED, com receita anual de aproximadamente £ 6 bilhões.
Os LEDs duram cerca de 25.000 horas, proporcionando economia-ao consumidor a longo prazo.
O Brasil e a Venezuela começaram a eliminar gradualmente as lâmpadas ineficientes em 2005; a UE, a Austrália e a Suíça seguiram-se em 2009.
Os EUA iniciaram sua-eliminação progressiva em 2007 (suspensa pela administração Trump em 2019).
Em 2018, a iluminação foi responsável por cerca de 13% do consumo global de eletricidade e 5% das emissões globais anuais de carbono.
Hoje, os LEDs custam \\(2–\\)5 e utilizam 90% menos energia que as lâmpadas incandescentes (incluindo halogênios) e 60% menos que as antigas lâmpadas fluorescentes.
As vendas de LED aumentaram de 37% das vendas globais de iluminação em 2018 para 46% em 2019.
A maioria dos governos e empresas têm agora políticas para impulsionar a adopção do LED, impulsionadas pela poupança de custos e de energia.
Uma diretiva da UE acabará com as vendas de lâmpadas incandescentes e halógenas até 2021.
Uma mudança global para LEDs de alta{0}}eficiência poderia reduzir 1,4 bilhão de toneladas de emissões de CO₂, eliminando a necessidade de 1.250 novas usinas de energia.
O Departamento de Energia dos EUA estima que os LED poderão reduzir o consumo de energia para iluminação nacional em 29% até 2025, poupando às famílias aproximadamente 80 mil milhões de libras.
No Reino Unido, a adopção generalizada de LED em residências reduziria 2 mil milhões de libras nas contas de energia e evitaria 8 milhões de toneladas de emissões de carbono.
A adoção total do LED economiza cerca de £ 40 anualmente para uma família média no Reino Unido.
Este estudo de caso foi publicado originalmente no Nestasite aqui.
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