A evolução da iluminação: das incandescentes aos LEDs
A lâmpada incandescenterevolucionou a vida e o trabalho daqueles com acesso à eletricidade, mas sua ineficiência-desperdiçando a maior parte da energia na forma de calor-não foi questionada até os choques do petróleo na década de 1970. Em resposta, os governos promoveram a eficiência energética e os líderes da indústria, como a Philips e a Osram, investiram fortemente em alternativas, apoiadas por leis para eliminar gradualmente as lâmpadas inúteis.
A primeira alternativa foi a lâmpada fluorescente compacta (CFL), cinco vezes mais eficiente-em termos de energia do que as incandescentes tradicionais. Mas os consumidores não gostaram do forte brilho azul-branco e do aquecimento lento-. As lâmpadas halógenas serviram brevemente como substitutas, mas ofereceram apenas uma eficiência ligeiramente melhor do que as incandescentes. Então os LEDs surgiram como uma virada-no jogo.
Os LEDs têm um grande potencial para rápida adoção e redução das emissões de carbono. Elas produzem luz instantaneamente, combinam com o espectro de cores da luz natural e geram o mínimo de calor-ao contrário das lâmpadas incandescentes, que desperdiçam até 95% da energia na forma de calor. A empresa americana Fairchild Optoelectronics lançou um produto LED já na década de 1970, mas os LEDs permaneceram como itens de nicho caros por décadas. Foi só em 2000, quando tanto os países industrializados como os países em desenvolvimento estabeleceram padrões mínimos de desempenho/eficiência e prazos firmes para a eliminação gradual de lâmpadas ineficientes, que as vendas mudaram lentamente para opções de baixo-consumo energético.
Não é de surpreender que a velocidade e a escala da adoção do LED variem de país para país, devido a grandes diferenças nas políticas, nas economias e no acesso à energia. Ainda em 2015, muitos consumidores ainda se apegavam às lâmpadas tradicionais, considerando as alternativas halógenas/incandescentes como inadequadas. Mas os últimos anos trouxeram melhorias impressionantesem qualidade LED, design, preço e funcionalidade, estimulando a rápida aceitação. Hoje, os LEDs custam \\(2–\\)5, usam 90% menos energia que as incandescentes (incluindo halogênios) e 60% menos que as antigas lâmpadas fluorescentes. Em 2019, representavam cerca de 46% das vendas globais de iluminação, acima dos 37% em 2018.
Impulso governamental para adoção de LED
A iniciativa-liderada pelo governo para eliminar gradualmente as lâmpadas ineficientes-é fundamental para o crescimento do LED-começou em 2005 no Brasil e na Venezuela. A UE, a Austrália e a Suíça seguiram com suas próprias{5}}eliminações progressivas em 2009. Agora, a maioria dos governos e empresas têm políticas para aumentar o uso de LED, atraídas por seus benefícios de economia-de custos e energia. Os EUA começaram a eliminar gradualmente as lâmpadas ineficientes em 2007 (embora a administração Trump tenha suspendido isto em 2019), enquanto uma directiva da UE acabará com as vendas de lâmpadas incandescentes e halógenas até ao final de 2021.
Relevância mais ampla do crescimento do LED
Os DEL mostram como políticas governamentais fortes e intervencionistas podem eliminar produtos ineficientes e desperdiçadores. Sem tais políticas, as indústrias não teriam motivação para abandonar tecnologias de iluminação obsoletas. É importante ressaltar que essa legislação geralmente se concentra em requisitos de eficiência, e não em tecnologias específicas,-permitindo que as indústrias desenvolvam soluções. O resultado foi o declínio constante dos halogéneos e das lâmpadas incandescentes, trazendo poupanças de custos tanto para as empresas como para os consumidores.
Os LED já estão a reduzir o consumo total de energia da iluminação: em 2018, a iluminação representou cerca de 13% do consumo global de energia e, às atuais taxas de adoção, espera-se que este valor caia para 8% até 2030. No entanto, a eficiência energética é muitas vezes ofuscada pelas novas tecnologias renováveis e necessita de apoio constante. A AIE observa que os ganhos globais de eficiência energética abrandaram desde 2015, mas a eficiência continua a ser crítica para a redução da utilização total de energia.
A iluminação representa atualmente 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 para LEDs de alta{5}}eficiência poderia reduzir o CO₂ em 1,4 bilhão de toneladas, evitando a necessidade de 1.250 novas usinas de energia-uma enorme vitória para a redução de carbono e a qualidade do ar.
Os LEDs também destacam como decisões de negócios ousadas compensam rapidamente. Os fabricantes correram riscos ao mudar de iluminação ineficiente para LEDs. Em 2006, a Philips Lighting,-que então recebia quase dois{4}}terços das vendas de lâmpadas incandescentes,-decidiu aumentar a produção de LED. Esta medida radical enfrentou forte oposição dentro da empresa e por parte dos acionistas, mas foi bem sucedida: agora denominada Signify, a empresa está entre os cinco principais fabricantes globais de LED, com cerca de 6 mil milhões de libras em receitas anuais.
Além disso, a mudança na iluminação enfatiza a importância da ação individual para reduzir as emissões de carbono. Mesmo as pequenas escolhas, 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. Além da eficiência e dos benefícios ambientais, os LED poupam o dinheiro dos consumidores: 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 utilização generalizada de LED em casa 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 reembolsado em apenas 3–4 meses, e cada família poderia economizar cerca de £40 anualmente com a adoção total.
Contexto e histórico
As origens da lâmpada datam de 1761,-antes de Volta, 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. Ele habilmente comprou patentes de outros inventores para desenvolver um produto funcional.
A lâmpada incandescente transformou 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 disse Edison: “Somente os ricos poderão acender velas”; no século XX, o uso de luz artificial era 100.000 vezes maior do que no século XVIII.
No entanto, desenvolver 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 GE) conspirou para fabricar lâmpadas com vida útil mais curta do que antes.
Avançando-para o século 21: depois que a esmagadora superioridade dos LEDs ficou clara, a mudança para produzi-los foi surpreendentemente controversa-mas a promessa de economia massiva de energia venceu. A penetração no mercado foi mais lenta do que os defensores do LED esperavam, por isso os governos intervieram para acelerar a adoção, aumentar a produção de LED e eliminar gradualmente as lâmpadas ineficientes. Os governos tiveram um incentivo 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 esperado, leis governamentais rigorosas e padrões de eficiência reduziram os preços dos LED, tornando-os acessíveis para milhares de milhões e aumentando a quota de mercado. Ao longo de duas décadas,Lâmpada LEDos custos caíram mais de 20 vezes, enquanto o fluxo luminoso (qualidade da 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 economizam 30 terawatts{7}}horas de energia anualmente, o suficiente para abastecer 28 milhões de residências indianas ou toda a Dinamarca durante um ano. No mesmo período, os preços das lâmpadas LED caíram de ~ £ 4,50 em 2014 para £ 0,78 em 2019. Os LEDs também tornaram a iluminação solar doméstica mais barata e mais eficiente na Índia, onde muitos não têm eletricidade na rede.
Em climas quentes como a Índia, os LED oferecem um benefício extra: mantêm os edifícios frescos. As lâmpadas incandescentes desperdiçam 95% da energia na forma de calor, tornando os espaços desconfortáveis em climas já quentes,-muitas vezes forçando a dependência de ACs ineficientes e poluentes. Os LED, por outro lado, perdem pouca energia na forma de calor, evitando o aquecimento desnecessário de pessoas e espaços.
Fatores habilitadores para o domínio do LED
Um factor-chave no crescimento do LED foi 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 de décadas. Quando os LEDs foram lançados pela primeira vez no Reino Unido, os consumidores pagavam até £ 9 por lâmpada, o que é impensável agora, sendo o valor comum de LEDs de £ 1. 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: primeiro, os preços actuais tornam os LED acessíveis a quase todos os consumidores, aumentando as vendas e a penetração; segundo, os custos baixos reduzem o retorno do investimento (ROI), com algumas estimativas de 3 a 4 meses. Em alguns casos, o ROI pode atingir 525%, embora isto dependa de variáveis como utilização e custos de electricidade.
Leis governamentais claras 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 produção para LED, criando a escala necessária para reduzir custos rapidamente. De acordo com as regras da UE, 2021 pode ser o último ano em que as lâmpadas incandescentes e halógenas serão vendidas no Reino Unido.
A crescente demanda do consumidor por tecnologia acessível-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, essas economias-combinadas com a queda nos preços dos LED-tornam os LEDs a escolha padrão.
Escopo e evidências
A empresa americana Fairchild Optoelectronics lançou um produto LED na década de 1970, mas os LEDs permaneceram como itens de nicho caros por décadas.
Em 2006, a Philips Lighting (então obtendo cerca de 2/3 das vendas de lâmpadas incandescentes) mudou para a produção de LED em escala; agora chamada de Signify, é uma das cinco maiores 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, usam 90% menos energia que as 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 políticas para aumentar a utilização de 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 o CO₂ em 1,4 bilhão de toneladas, evitando 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 cerca de 80 mil milhões de libras.
No Reino Unido, a utilização generalizada de LED em casa 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.
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