La evolución de la iluminación: de las incandescentes a las LED
La bombilla incandescenterevolucionó las vidas y el trabajo de quienes tenían acceso a la electricidad, pero su ineficiencia-desperdiciando la mayor parte de la energía en forma de calor-no fue cuestionada hasta las crisis del petróleo de la década de 1970. En respuesta, los gobiernos promovieron la eficiencia energética y líderes de la industria como Philips y Osram invirtieron mucho en alternativas, respaldados por leyes para eliminar gradualmente las bombillas derrochadoras.
La primera alternativa fue la bombilla fluorescente compacta (CFL), cinco veces más eficiente energéticamente-que las incandescentes tradicionales. Pero a los consumidores no les gustó su intenso brillo blanco azul-y su lento calentamiento-. Las bombillas halógenas sirvieron brevemente como reemplazo, pero solo ofrecieron una eficiencia ligeramente mejor que las incandescentes. Entonces los LED surgieron como un punto de inflexión-.
Los LED tienen un gran potencial para una rápida adopción y reducción de las emisiones de carbono. Producen luz al instante, igualan el espectro de colores de la luz natural y generan un calor mínimo-a diferencia de las incandescentes, que desperdician hasta el 95 % de la energía en forma de calor. La empresa estadounidense Fairchild Optoelectronics lanzó un producto LED ya en la década de 1970, pero los LED siguieron siendo artículos de nicho caros durante décadas. No fue hasta el año 2000, cuando tanto los países industrializados como los en desarrollo establecieron estándares mínimos de rendimiento/eficiencia y plazos firmes para eliminar gradualmente las bombillas ineficientes, que las ventas cambiaron lentamente hacia opciones de bajo-energía.
Como era de esperar, la velocidad y escala de la adopción de LED varían según el país, debido a grandes diferencias en las políticas, las economías y el acceso a la energía. Todavía en 2015, muchos consumidores todavía se aferraban a las bombillas tradicionales y consideraban inadecuadas las alternativas halógenas/incandescentes. Pero los últimos años han traído mejoras impresionantes.en calidad LED, diseño, precio y funcionalidad, lo que estimula una rápida adopción. Hoy en día, las LED cuestan \\(2–\\)5, utilizan un 90% menos de energía que las incandescentes (incluidas las halógenas) y un 60% menos que las antiguas fluorescentes. En 2019, representaron aproximadamente el 46 % de las ventas mundiales de iluminación, frente al 37 % en 2018.
Impulso gubernamental para la adopción de LED
La campaña liderada por el gobierno-para eliminar progresivamente las bombillas ineficientes-clave para el crecimiento de las LED-comenzó en 2005 en Brasil y Venezuela. La UE, Australia y Suiza siguieron con sus propias-eliminaciones graduales en 2009. Ahora, la mayoría de los gobiernos y empresas tienen políticas para impulsar el uso de LED, atraídos por sus costos y beneficios de ahorro de energía-. Estados Unidos comenzó a eliminar gradualmente las bombillas ineficientes en 2007 (aunque la administración Trump lo suspendió en 2019), mientras que una directiva de la UE pondrá fin a las ventas de bombillas incandescentes y halógenas a finales de 2021.
Mayor relevancia del crecimiento LED
Las LED muestran cómo las políticas gubernamentales fuertes e intervencionistas pueden eliminar productos ineficientes y derrochadores. Sin tales políticas, las industrias carecerían de motivación para abandonar la tecnología de iluminación obsoleta. Es importante destacar que esta legislación generalmente se centra en requisitos de eficiencia, no en tecnologías específicas-que permitan a las industrias desarrollar soluciones. El resultado ha sido la disminución constante de los halógenos y las incandescentes, lo que ha generado ahorros de costos tanto para las empresas como para los consumidores.
Los LED ya están reduciendo el uso total de energía de la iluminación: en 2018, la iluminación representó aproximadamente el 13 % del consumo mundial de energía y, con las tasas de adopción actuales, se espera que esto caiga al 8 % para 2030. Sin embargo, la eficiencia energética a menudo se ve eclipsada por las nuevas tecnologías renovables y necesita apoyo constante. La AIE señala que los avances globales en eficiencia energética se han desacelerado desde 2015, pero la eficiencia sigue siendo fundamental para reducir el uso total de energía.
La iluminación representa actualmente el 13% de la demanda mundial de electricidad y el 5% de las emisiones globales anuales de carbono (a modo de contexto, el transporte marítimo internacional emite el 1,7%). Todavía existe un enorme potencial para reducir las emisiones-relacionadas con la iluminación: algunas estimaciones sugieren que un cambio global a LED de alta-eficiencia podría reducir el CO₂ en 1.400 millones de toneladas, evitando la necesidad de 1250 nuevas centrales eléctricas.-una enorme victoria para la reducción de carbono y la calidad del aire.
Los LED también resaltan cómo las decisiones comerciales audaces dan sus frutos rápidamente. Los fabricantes asumieron riesgos al pasar de la iluminación ineficiente a los LED. En 2006, Philips Lighting-que entonces obtenía casi dos-tercios de las ventas de incandescentes-decidió aumentar la producción de LED. Esta medida radical enfrentó una fuerte oposición dentro de la empresa y de los accionistas, pero tuvo éxito: ahora llamada Signify, la empresa se encuentra entre los cinco principales fabricantes de LED a nivel mundial, con aproximadamente £6 mil millones de ingresos anuales.
Además, el cambio de iluminación enfatiza la importancia de la acción individual para reducir las emisiones de carbono. Incluso las decisiones más pequeñas, multiplicadas entre miles de millones de personas, generan enormes impactos ambientales y financieros. Pasar los ahorros a los consumidores ayuda a impulsar el cambio en un sistema capitalista. Más allá de la eficiencia y los beneficios ambientales, los LED ahorran dinero a los consumidores: el Departamento de Energía de EE. UU. estima que los LED podrían reducir el uso nacional de energía para iluminación en un 29 % para 2025, ahorrando a los hogares aproximadamente £80 mil millones en facturas de electricidad. En el Reino Unido, el uso generalizado de LED en el hogar reduciría £2 mil millones de facturas de energía y evitaría 8 millones de toneladas de emisiones de carbono. La inversión inicial para cambiar a LED en el Reino Unido se amortiza en sólo 3 o 4 meses, y cada hogar podría ahorrar ~£40 al año con la adopción total.
Contexto y antecedentes
Los orígenes de la bombilla se remontan a 1761-antes que Volta, cuando Ebenezer Kinnersley demostró la incandescencia de un cable calentado. Pero no fue hasta 1879 que Thomas Alva Edison patentó una lámpara eléctrica que dominaría el mercado durante casi dos siglos. Compró inteligentemente patentes de otros inventores para desarrollar un producto funcional.
La bombilla incandescente transformó la vida y el trabajo de quienes tenían electricidad. Su dominio en los siglos XIX y XX se debió a la falta de competencia y a la caída de costos. Como dijo Edison: "Sólo los ricos podrán encender velas"; en el siglo XX, el uso de luz artificial era 100.000 veces mayor que en el siglo XVIII.
Sin embargo, desarrollar bombillas eficientes y{0}}duraderas no ha sido fácil. En la década de 1920, un cártel de fabricantes llamado "Phoebus" (que incluía a las filiales de Osram, Philips y GE) se confabuló para fabricar bombillas con una vida útil más corta que antes.
Un avance rápido-hasta el siglo XXI: una vez que la abrumadora superioridad de los LED quedó clara, el cambio hacia su fabricación fue sorprendentemente controvertido-pero triunfó la promesa de ahorros masivos de energía. La penetración del mercado fue más lenta de lo que esperaban los partidarios de las LED, por lo que los gobiernos intervinieron para acelerar la adopción, aumentar la producción de LED y eliminar gradualmente las bombillas ineficientes. Los gobiernos tenían incentivos adicionales: los costos del alumbrado público consumían una gran parte de los presupuestos municipales. Por ejemplo, el alumbrado público representa entre el 20% y el 40% de las facturas de electricidad de los ayuntamientos estadounidenses.
Como se esperaba, las estrictas leyes gubernamentales y los estándares de eficiencia hicieron bajar los precios de los LED, haciéndolos asequibles para miles de millones y aumentando la participación de mercado. Durante dos décadas,bombilla LEDlos costes se redujeron más de 20 veces, mientras que su flujo luminoso (calidad de la iluminación) mejoró 40 veces. Esto no sólo ahorró dinero a los consumidores sino que también ayudó a los gobiernos a reducir las emisiones de carbono.
En India, por ejemplo, el mercado de LED se multiplicó por 130-en cinco años: de 5 millones de ventas anuales en 2014 a 670 millones en 2018. Los LED ahora ahorran 30 teravatios-hora de energía al año, suficiente para alimentar a 28 millones de hogares indios o a toda Dinamarca durante un año. Durante el mismo período, los precios de las bombillas LED cayeron de ~£4,50 en 2014 a £0,78 en 2019. Los LED también hicieron que la iluminación solar de los hogares fuera más barata y más eficiente en la India, donde muchos carecen de electricidad.
En climas cálidos como la India, los LED ofrecen un beneficio adicional: mantienen frescos los edificios. Las incandescentes desperdician el 95% de la energía en forma de calor, lo que hace que los espacios sean incómodos en un clima ya caluroso-a menudo obligando a depender de aire acondicionado ineficientes y contaminantes. Los LED, por el contrario, pierden poca energía en forma de calor, lo que evita el calentamiento innecesario de personas y espacios.
Factores propicios para el dominio de los LED
Un factor clave en el crecimiento de los LED fue la caída de los costos. Gracias a la innovación en la fabricación de iluminación y la producción-a gran escala, los precios de los LED se desplomaron durante décadas. Cuando los LED se lanzaron por primera vez en el Reino Unido, los consumidores pagaron hasta £9 por bombilla, algo impensable ahora, siendo lo habitual los LED de £1. Los precios bajaron tan rápido que una bombilla podría costar £1 menos en sólo un año.
Esta caída de precios impulsó el crecimiento de los LED de dos maneras: primero, los precios actuales hacen que los LED sean accesibles a casi todos los consumidores, impulsando las ventas y la penetración; en segundo lugar, los bajos costos acortan el retorno de la inversión (ROI), y algunas estimaciones lo sitúan entre 3 y 4 meses. En algunos casos, el ROI puede alcanzar el 525%, aunque esto depende de variables como el uso y los costos de electricidad.
Las leyes gubernamentales claras y las orientaciones sobre eficiencia, calidad y eliminación gradual-también desempeñaron un papel importante. Para acelerar la adopción del DEL, los gobiernos de todo el mundo introdujeron medidas como estándares mínimos de calidad y eficiencia. Estas políticas eliminaron gradualmente las bombillas ineficientes y cambiaron la fabricación a LED, creando la escala necesaria para reducir costos rápidamente. Según las normas de la UE, 2021 podría ser el último año en que se vendan bombillas incandescentes y halógenas en el Reino Unido.
La creciente demanda de los consumidores de tecnología accesible-que ahorre costos también apoyó a los LED. Las bombillas permiten a las personas reducir el consumo (al reemplazar las bombillas-de corta duración) y reducir las emisiones sin conocimientos especializados ni grandes inversiones. En comparación con los halógenos, los LED tienen un costo superior: los halógenos duran aproximadamente 2000 horas (aproximadamente dos años de uso promedio), mientras que los LED duran 25 000 horas-lo que genera ahorros-a largo plazo y reduce el desperdicio. La adopción total de LED ahorra al hogar promedio £40 al año. Para los consumidores, las empresas y los gobiernos, estos ahorros-junto con la caída de los precios de los LED-hacen que los LED sean la opción predeterminada.
Alcance y evidencia
La empresa estadounidense Fairchild Optoelectronics lanzó un producto LED en la década de 1970, pero los LED siguieron siendo costosos artículos de nicho durante décadas.
En 2006, Philips Lighting (que entonces obtenía ~2/3 de las ventas de incandescentes) pasó a la producción de LED a escala; ahora llamado Signify, es uno de los cinco principales fabricantes de LED a nivel mundial con aproximadamente £6 mil millones de ingresos anuales.
Los LED duran aproximadamente 25 000 horas, lo que ofrece ahorros a largo plazo-para los consumidores.
Brasil y Venezuela comenzaron a eliminar progresivamente las bombillas ineficientes en 2005; la UE, Australia y Suiza le siguieron en 2009.
EE.UU. inició su eliminación-gradual en 2007 (suspendida por la administración Trump en 2019).
En 2018, la iluminación representó ~13% del uso mundial de electricidad y el 5% de las emisiones globales anuales de carbono.
Hoy en día, las LED cuestan \\(2–\\)5, utilizan un 90% menos de energía que las incandescentes (incluidas las halógenas) y un 60% menos que las antiguas fluorescentes.
Las ventas de LED aumentaron del 37% de las ventas mundiales de iluminación en 2018 al 46% en 2019.
La mayoría de los gobiernos y empresas tienen políticas para impulsar el uso de LED, impulsadas por el ahorro de costos y energía.
Una directiva de la UE pondrá fin a las ventas de lámparas incandescentes y halógenas para 2021.
Un cambio global a LED de alta-eficiencia podría reducir las emisiones de CO₂ en 1.400 millones de toneladas, evitando la construcción de 1.250 nuevas centrales eléctricas.
El Departamento de Energía de EE. UU. estima que los LED podrían reducir el uso de energía para iluminación a nivel nacional en un 29 % para 2025, ahorrando a los hogares aproximadamente £80 mil millones.
En el Reino Unido, el uso generalizado de LED en el hogar reduciría £2 mil millones de facturas de energía y evitaría 8 millones de toneladas de emisiones de carbono.
La adopción total de LED ahorra al hogar medio del Reino Unido unas £40 al año.
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