Vấn đề lớn nhất của bóng đèn sợi đốt là hiệu suất năng lượng thấp, chỉ có 2-3% điện năng cung cấp thực sự được chuyển đổi thành quang năng.
Việc phát minh ra ánh sáng nhân tạo đã giúp cuộc sống của con người trở nên dễ dàng hơn vào ban đêm. Tuy nhiên, việc này cũng có tác động đáng kể đến môi trường. Theo báo cáo được trích dẫn bởi Popular Science, khoảng 15% lượng điện tiêu thụ toàn cầu và 5% lượng phát thải khí nhà kính trên toàn thế giới chỉ để phục vụ việc chiếu sáng.
Việc sử dụng ánh sáng nhân tạo vào ban đêm cũng góp phần gây ô nhiễm ánh sáng, phá vỡ hành vi của động vật hoang đã và góp phần làm mất đa dạng sinh học.
Năng lượng cần thiết để chiếu sáng phần lớn phụ thuộc vào loại bóng đèn. Bóng đèn sợi đốt (loại chiếu sáng kém hiệu quả nhất) phải luôn được tắt khi không cần thiết. Trong khi đó, bóng đèn huỳnh quang compact vốn bị ảnh hưởng nhiều hơn bởi số lần bật tắt chỉ nên tắt khi ra khỏi phòng hơn 15 phút.
Mặc dù tắt đèn có thể giúp giảm mức sử dụng năng lượng nhưng chuyển sang sử dụng điốt phát quang (LED), công nghệ chiếu sáng tiết kiệm năng lượng nhất hiện nay sẽ đem lại lợi ích về lâu dài. So với dây tóc vonfram trong bóng đèn sợi đốt hoặc hơi thủy ngân trong đèn huỳnh quang, đèn LED cần ít điện hơn để tạo ra công suất ánh sáng, do đó sử dụng ít năng lượng hơn và bền lâu hơn so với các loại đèn chiếu sáng khác. Đây là lý do tại sao việc chuyển đổi sang chiếu sáng tiết kiệm năng lượng mang lại lợi ích về môi trường và kinh tế.
Bóng đèn sợi đốt không tiết kiệm năng lượng
Vấn đề lớn nhất của bóng đèn sợi đốt là hiệu suất năng lượng thấp. Theo Matthew J. Eckelman, trợ lý giáo sư về kỹ thuật dân dụng và môi trường tại Đại học Northeastern, chỉ có 2-3% điện năng cung cấp bóng đèn sợi đốt thực sự được chuyển đổi thành quang năng (ánh sáng nhìn thấy).
Để một bóng đèn sợi đốt hoạt động, dây tóc vonfram bên trong phải được nung nóng đến mức phát sáng. Những loại bóng đèn này không hiệu quả vì phần còn lại của năng lượng điện cung cấp cho bóng đèn không được chuyển đổi thành ánh sáng nhìn thấy và sẽ bị mất dưới dạng nhiệt năng.
Paul Foote, chuyên gia tiết kiệm và hiệu quả năng lượng tại Đại học Illinois ở Urbana-Champaign cho biết: “Bóng đèn sợi đốt sử dụng nhiều năng lượng hơn và tạo ra nhiều nhiệt hơn do thiết kế kỹ thuật của chúng. Điều quan trọng là phải chuyển sang các giải pháp thay thế tiết kiệm năng lượng hơn để giảm tác động môi trường của bóng đèn sợi đốt từ việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch để sản xuất điện”.
Các công nghệ chiếu sáng khác đem lại hiệu quả cao hơn. Ví dụ, đèn huỳnh quang và đèn LED sử dụng năng lượng ít hơn khoảng 75% và 90% so với bóng đèn sợi đốt tương ứng. Nếu mỗi hộ gia đình thay thế một bóng đèn sợi đốt bằng bóng đèn compact, chúng ta sẽ tiết kiệm đủ năng lượng hàng năm để ngăn chặn lượng phát thải khí nhà kính tương đương với 800.000 ô tô. Do đèn LED tiết kiệm năng lượng hơn đèn compact, việc sử dụng chúng có thể làm giảm phát thải khí nhà kính tốt hơn nữa.
Ông Eckelman chia: “Điều này quan trọng bởi vì 60% điện năng ở Hoa Kỳ vẫn được tạo ra từ nhiên liệu hóa thạch. Khí thải đồng thời là khí nhà kính và các chất ô nhiễm không khí có hại, chẳng hạn như bụi mịn. Ô nhiễm không khí do hệ thống năng lượng gây ra 1/5 ca tử vong trên toàn thế giới nhưng việc giảm nhu cầu sử dụng điện thông qua sử dụng năng lượng hiệu quả sẽ giúp giảm bớt gánh nặng sức khỏe”.
Theo một nghiên cứu năm 2017 được công bố trên tạp chí Environmental Research Letters, nếu một hộ gia đình sử dụng bóng đèn sợi đốt trung bình hơn 3 giờ/ngày thì việc nâng cấp lên đèn compact hoặc đèn LED sẽ là lựa chọn tối ưu. Nhưng nếu chỉ được sử dụng trong khoảng 10 phút, tốt hơn hết bạn nên giữ lại bóng đèn sợi đốt và thay thế bằng bóng đèn LED vào năm sau.
Việc chuyển sang sử dụng bóng đèn tiết kiệm năng lượng trong gia đình không chỉ giảm thiểu tác động đến môi trường mà còn chiếu sáng ngôi nhà với cùng lượng ánh sáng nhưng ít tốn kém chi phí môi trường và kinh tế hơn.
Bóng đèn LED giảm lượng khí thải carbon và tiết kiệm tiền
Đầu tháng 05/2022, Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã thông qua một quy định mới thực hiện tiêu chuẩn tối thiểu là 45 lumen mỗi W cho bóng đèn. Điều này về cơ bản loại bỏ các bóng đèn sợi đốt cũ hơn, tiêu thụ năng lượng cao và không đáp ứng tiêu chí ở mức 15 lumen/W.
Theo ông Foote, bằng cách quy định công suất phát sáng tối thiểu hoặc lumen trên mỗi watt, các nhà sản xuất sẽ đảm bảo tất cả bóng đèn có thể chiếu sáng hiệu quả, còn người tiêu dùng sẽ tránh được việc tiêu thụ điện quá mức với các bóng đèn kém chất lượng. Foote nhấn mạnh: “Khi nâng cấp từ bóng đèn sợi đốt lên đèn LED, chúng tôi nhận thấy mức tiêu thụ năng lượng trung bình giảm 60% và do đó giúp giảm hóa đơn điện nước, nhất là việc chiếu sáng”.
Một khi các quy định mới của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ có hiệu lực, người tiêu dùng dự kiến tiết kiệm được gần 3 tỉ USD mỗi năm cho tiền hóa đơn điện. Hơn nữa, họ không phải mua bóng đèn thường xuyên như trước đây vì bóng đèn tiết kiệm năng lượng có tuổi thọ cao hơn nhiều so với bóng đèn sợi đốt.
Ông Eckelman cho biết: “Bóng đèn sợi đốt có tuổi thọ ngắn hơn so với các công nghệ chiếu sáng khác như đèn huỳnh quang hoặc đèn LED có thể kéo dài hơn từ 10 đến 50 lần. Điều này có nghĩa là người tiêu dùng sẽ không phải thay thế bóng đèn thường xuyên. Bóng đèn sợi đốt điển hình hoạt động ở khoảng 15 lumen/W vì vậy tiêu chuẩn thể hiện hiệu suất năng lượng tối thiểu gấp ba lần và điện cho chiếu sáng sẽ giảm ít nhất 60%”.
Khoảng 222 triệu tấn khí thải carbon dự kiến sẽ được cắt giảm trong vòng 30 năm tới nhờ quy định mới. Tuy nhiên, đảm bảo rằng mọi người dân đều có quyền sử dụng bóng đèn tiết kiệm năng lượng với giá cả phải chăng là một bước quan trọng.
Theo một nghiên cứu năm 2018 được công bố trên Applied Energy, bóng đèn tiết kiệm năng lượng không được bán nhiều và thường đắt hơn tại các khu vực nghèo đói và ở các cửa hàng nhỏ lẻ. Chi phí để nâng cấp từ đèn sợi đốt sang đèn LED cũng cao gấp đôi ở những nơi nghèo khó. Việc làm sao để phổ cập đèn tiết kiệm điện cho tất cả người dân sẽ là nhiệm vụ cấp bách của mỗi quốc gia.
Với các quy định mới từ Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, bóng đèn tiết kiệm năng lượng sẽ trở thành tiêu chuẩn và cải thiện khả năng tiếp cận. Giá của bóng đèn LED đã giảm gần 90% kể từ năm 2008. Mặc dù chi phí sắm đèn LED vẫn cao hơn đèn sợi đốt nhưng các hộ gia đình vẫn có thể tiết kiệm từ 50 đến 150 USD cho mỗi bóng đèn, tùy thuộc vào giá điện tại nơi họ sinh sống.
Theo: Popular Science
