الصمام الثنائي المشع للضوء يحدث ثورة في توفير الطاقة

من المرجح أن يلعب المصباح الكهربائي البسيط -الموفر للطاقة- دوراً كبيراً ومماثلاً للدور الذي لعبته طواحين الهواء والألواح الشمسية والسيارات الكهربائية، في مكافحة ارتفاع درجة حرارة الأرض.
فقد أحدث الصمام الثنائي المشع للضوء (LED) ثورة في الطاقة، وأنتج الوهج «الأبيض» المميز بوضوح مع استهلاك أقل بنسبة 80 في المائة في الطاقة من مصابيح الضوء المتوهجة (اللمبات) التقليدية.
وقد مُنح مخترعو الصمام الثنائي المشع للضوء جائزة نوبل في الفيزياء في شهر تشرين الأول (أكتوبر) 2014 في الفيزياء؛ لاستحداثهم الضوء الأزرق اللازم؛ لإتمام طيف ألوان الضوء، وهو الذي أحدث صناعة جديدة في عام 1997.
وقد عملت هذه التكنولوجيا الخطيرة على تغيير الطريقة التي يضيء بها الناس بيوتهم وشوارعهم، وذلك بسبب انخفاض أسعارها. وقد ساعد في الاندفاع نحو هذا الاتجاه الحظر الذي فرضته الكثير من الدول على بيع المصابيح الكهربائية الأقل كفاءة في استهلاك الطاقة، وهو الذي يضع الاندفاع نحو التكنولوجيا الخضراء في خندق ضد حق المستهلكين في الاختيار.
انخفضت أسعار الصمام الثنائي المشع للضوء (لمبة توفير الطاقة) بنسبة 20 في المائة في عام 2014، على الرغم من أنه ما يزال يكلف عشرة أضعاف كلفة المصابيح المتوهجة العادية ومصابيح الهالوجين. والأسعار الأعلى يمكن استعادتها من خلال فواتير الطاقة الأقل في غضون سنتين أو ثلاث سنوات - وهي الفترة المقبولة من قبل أغلب المستهلكين حسب إحصائية وكالة ماكنزي، الأمر الذي يضع الصمام الثنائي في نقطة يصبح فيها معياراً في صناعة الإضاءة. وقد فرض الاتحاد الأوروبي حظراً على بيع المصابيح المتوهجة (اللمبات العادية) في عام 2012، كما توجد قيود مماثلة على بيعها في دول مثل الصين وروسيا والبرازيل. وعلى الرغم من أن الولايات المتحدة أدخلت معايير خاصة بفاعلية الإضاءة، إلا أنها لم تقم بحظر كامل على المصابيح المتوهجة وسحبت التمويل للتحول عن استخدامها بعد أن اصبحت رمزاً لزيادة نفقات الحكومة بالنسبة لصناع القوانين في حزب الشاي.
وعلى الرغم من أن صانعي الإضاءة على الطريقة التقليدية هم من يقومون بالتغيير، إلا أن الانخفاض الحاد في مبيعات اللمبات التقليدية فاجأ الصناعة. فمثلاً شركة سيمينز فصلت القسم المختص بأعمال الإضاءة وجعلته شركة مستقلة في عام 2013، كما تخطط شركة فيليبس للقيام بخطوة مماثلة، الأمر الذي دفع ببعض المحللين لتوقع أن تقوم شركة جنرال إلكتريك باتباع نفس النهج، وهي التي حققت نموها من خلال اختراع ثوماس أديسون لأول مصباح كهربائي قادر على البقاء اقتصادياً في عام 1879. وستركز هذه الشركات، بدلاً من ذلك على عقود خدمات أنظمة إضاءة المباني والمدن طويلة الأمد.
تشكل الإضاءة نسبة تتراوح ما بين 20 إلى 30 في المائة من الاستهلاك العالمي للكهرباء وتساهم بنسبة 6 في المائة من انبعاثات غازات الدفيئة، التي تسبب احترار كوكب الأرض. كما أن استبدال كل الإضاءة بالصمامات الثنائية المشعة للضوء الموفرة للطاقة سوف يخفض من استخدام الطاقة بنسبة تقارب الأربعين في المائة، وتتوقع شركة فيليبس أن ذلك سيوفر أكثر من 100 مليار دولار في السنة.
وسوف يقلل ذلك من الانبعاث السنوي لغاز ثاني أكسيد الكربون بنفس المقدار الذي تنتجه ثلاثة أرباع السيارات في الولايات المتحدة. وسوف يكون لذلك تأثير أكبر من تأثير طاقة الرياح (التي يُتوقع أن تساهم بحوالي 6.5 في المائة من الكهرباء بحلول عام 2020) أو الطاقة الشمسية (بحوالي 2.5 في المائة). تستخدم الصمامات الثنائية المشعة للضوء مواد مكونة من أشباه موصلات تكون على شكل طبقات لتحويل الكهرباء مباشرة إلى جسيمات ضوء، أو فوتونات، بينما تعمل لمبات المتوهجة العادية على تسخين سلك شعري، أما مصابيح النيون فإنها تعمل من خلال وثارة الذرات من خلال إمرار تيار كهربائي من خلال غاز.
والصمامات الثنائية المشعة للضوء أصغر حجماً ويمكنها أن تدوم لغاية عشرين سنة. كما تجعل هذه التكنولوجيا من شاشات الكمبيوتر أكثر لمعاناً وأرق سماكة. ويأتي المزيد من المنافسة لصانعي الإضاءة من منافسين آسيويين مثل شركات نيشيا وسامسونج إلكتريك وإم إل إس إلكتريك، وهي التي تقوم بالفعل بصناعة أشباه موصلات أساسية لصناعة الصمامات الثنائية المشعة للضوء والخاصة بمنتجات إلكترونية أخرى.
حيث إن توفير الطاقة هو الذي يدفع الناس إلى استخدام هذا النوع من الإضاءة، من المتوقع أن تقوم الصمامات الثنائية المشعة للضوء بتشغيل نصف كل الإضاءة المنزلية بحلول عام 2016، وأكثر من 70 في المائة منها بحلول عام 2020. ولكن ما يزال المستهلكون يقاومون دفع الكلفة مقدماً لتوفير الطاقة، بالرغم من قيام الحكومات بدعم التحول. واللمبات الفعالة من حيث الطاقة والمتراصة تنافس الصمامات الثنائية المشعة للضوء، بالرغم من بطئها في الوصول إلى اللمعان الكامل ومحتواها من الزئبق الذي يزيد من المخاوف من تأثيرها على البيئة.