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托拉卡是義大利的一個人口只有 1200 人的小村莊。它也是世界上第一個完全由發光二極體（LED）照明的地方。這代表著一種巨大的變革，就像 1878 年倫敦的霍爾本高架橋首次出現電燈一樣，現在托拉卡的主要街道上安裝了大約 700 盞路燈（每盞路燈包含 54 個 LED）。從北京的鳥巢奧林匹克體育場到北卡羅來納州羅利會議中心的閃光牆，世界各地的許多地方都開始使用 LED 來照亮夜晚。
“在全球，像托拉卡這樣的裝置有 30 多個，”總部位於北卡羅來納州達勒姆的 LED 製造商科銳公司（Cree, Inc.）的業務發展總監馬克·麥克萊爾說，該公司製造了托拉卡路燈中的 LED。“每週都在增長。”
未來的燈泡可能只是一小塊半導體。LED 不是將鎢加熱到至少 3100 華氏度（1700 攝氏度）或激發熒光氣體，而是可以用更少的電能產生流明。二極體由兩種導電材料組成，例如矽或鍺；發光二極體使用砷化鎵等材料，當電流流過時會釋放光子。
這種 LED 技術在計算器等電子產品中使用了幾十年，但仍然太貴，無法取代廉價的白熾燈。例如，一個 100 瓦白熾燈的 LED 版本仍然要花費大約 80 美元，而傳統的白熾燈大約為 3 美元。
成本一直是 LED 的主要障礙，LED 的使用壽命長達 50,000 小時（如果每天使用 12 小時，則為 10 年）——隨著時間的推移逐漸變暗——而典型的 100 瓦白熾燈的壽命約為 800 小時。“平均燈泡每天亮兩個小時。按照這個速度，一個 LED 可以使用 136 年，”麥克萊爾說。“如果您購買一個燈具並且每天只使用兩個小時，它的壽命將比您的房子還長。它的壽命將比您還長。”
然而，潛在的節能似乎比成本更能影響城市和建築業主。畢竟，根據美國能源部的資料，美國大約 22% 的電力用於照明——而改用 LED 到 2028 年可以節省 2800 億美元。事實上，紐約州特洛伊市倫斯勒理工學院的研究人員估計，在未來十年內，用 LED 取代白熾燈可以在全球節省 1.83 萬億美元的能源成本，並消除對 280 座 1000 兆瓦發電廠的需求。
“迫使電力透過燈絲並將其加熱到發光的程度，[是]效率極低的，效率約為 95%，”麥克萊爾說。“最好的 LED 的效率提高了約 35%。”
對 LED 感到眼花繚亂的還有：北卡羅來納州立大學在羅利，該大學去年在一個宿舍樓中安裝了 730 盞科銳 LED 燈，與之前的熒光燈相比，每天節省了 44% 的能源。折扣連鎖店沃爾瑪已用 LED 取代其冷凍區中的熒光燈具。洛杉磯市計劃到 2014 年更換約 140,000 盞路燈為 LED 燈具，耗資 5700 萬美元，其中一部分資金來自克林頓氣候倡議和洛杉磯水利電力部。
新型 LED 燈可以發出相當於 100 瓦白熾燈的光，同時僅消耗 13 瓦的功率。它們的壽命也比同等規格的緊湊型熒光燈泡更長，但能耗減少 50%，並且無需使用有毒的汞作為鎮流器。美國環境保護署 (EPA) 估計，每年有 6.7 億個此類熒光燈被丟入垃圾箱，並向環境中釋放約 2 至 4 噸的汞。
基礎技術的進步使得科銳公司能夠將單個 1 平方毫米二極體的輸出功率提高到每瓦 161 流明。部分由於這個原因，美國聯邦儲備委員會正在使用 LED 作為其頂棚嵌入式燈，而據美國國防部稱，五角大樓已安裝了約 4,200 個 LED 燈具，以降低能源成本並提高照明質量。
潛在的缺點：必須保持單個 LED 的冷卻，並且可能最終用於冷卻燈的多個 LED 燈具中的小型風扇會在二極體之前磨損。但是，包括 Brite Components、科銳、通用電氣、Lighting Science Group、歐司朗和飛利浦在內的製造商表示，他們正在努力解決這個問題。
儘管如此，LED 也不會取代所有燈泡，因為它們像雷射一樣僅在一個方向上發光，而不是照亮一個區域。為了滿足這種照明需求，一些公司正在建立有機 LED 或 OLED，它們在所有方向上發光，並且已經用於先進的電視機和其他螢幕。
這種 OLED——由聚乙炔等有機材料而不是半導體金屬製成的二極體——可能會被證明是更有趣的未來解決方案，因為它們可以被製成天花板面板甚至窗戶（它們通常是半透明的），並且在發光方面可能更有效率（儘管尚未實現）。例如，巴斯夫和歐司朗已經開發出一種能夠達到每瓦 60 流明的白色 OLED。據 OLED 協會的總經理巴里·楊稱，其他人在實驗室中實現了每瓦 100 流明的輸出。
不幸的是，楊說，目前這樣的 OLED 照明面板的成本至少為每平方英尺 75 美元（每平方米 800 美元），並且尚未商業化。但他認為，透過使用塑膠聚合物和其他廉價物質代替玻璃，價格可以大幅降低。根據德克薩斯州奧斯汀市 DisplaySearch 公司的顯示器顧問的報告，OLED 照明可能最早在 2011 年上市。“它可能會比 [LED 燈具] 持續更長時間，因為它沒有任何東西會失效，而且也沒有太多的熱量，”楊說。“它不會產生你在 LED 中產生的那種空調熱量。”
但即使是楊也認為 LED 和 OLED 很可能會共存，發揮不同的功能：LED 很可能會取代白熾燈，而 OLED 可能會以發光天花板面板或隨著太陽落山而亮起的窗戶的形式照亮未來的辦公室。“它發生的速度比任何人想象的或可能發生的速度都快，”科銳的麥克萊爾說。“做任何不環保的事情都沒有意義。”