Part one: early development

ilman yhden miehen – Thomas Edisonin – teknologista ja liiketoiminnallista hohtoa maailma näyttäisi tänä päivänä paljon erilaiselta. Matka valoon oli 1800-luvulla hämärä tapahtumasarja.

sellainen oli hehkulampun – tai lampun, kuten insinöörit tietävät – merkitys, että ilmaisu on tullut kieleen synonyyminä keksinnölle. Silti sen tie ylivaltaan oli epäsiisti katutaistelu, jota hallitsi yksi mies – Thomas Alva Edison-joka ei kaikesta visionäärisestä kyvystään ja bisnesvaistostaan huolimatta olisi voinut ennustaa, että sata vuotta myöhemmin hänen kehittelemänsä ajatus, joka valaisee maailmaa, olisi käytännössä vanhentunut valodioditeknologian myötä.

yhdessä teknologisen kohtalon siisteimmistä käänteistä hehkulampun niin sanotussa ”keksinnössä” ei koskaan ollut ”hehkulamppuhetkeä”. Kuten niin monet kriittiset innovaatiot, joilla oli kauaskantoisia vaikutuksia ihmiskunnan kaupalliseen ja kulttuuriseen kehitykseen, hehkulamppu-tai tarkemmin sanottuna ”hehkulamppu” – oli tulosta useista ajan ja maantieteen erottamista itsenäisistä ja vähittäisistä läpimurroista insinöörien ja tiedemiesten toimesta. Vaikka loistavalle amerikkalaiselle keksijälle ja yrittäjälle Edisonille on perinteisesti annettu laakereita lampun Tuomiselle maailmaan, Smithsonian Institutionin kuraattori emeritus Bernard s Finn sanoo, että olemme jalostaneet yhtä tärkeimmistä keksinnöistämme siitä lähtien, kun varhaiset ihmiset oppivat, että hallittu tuli voi tuottaa sekä valoa että lämpöä.

Edisonin rooli valon tuomisessa nykyaikaan oli muiden insinöörien ideoiden kehittäjänä, joka kulki hänen edellään 1800-luvulla. ”Juuri Thomas Edison keksi kaupallisesti kannattavan ratkaisun”, Finn sanoo. Vuonna 1879, uudenvuodenaattona, Edison sytytti laboratorionsa Menlo Parkissa – näyttö näkyi yli 20 mailia – ja sähkövalaistuksen aikakausi oli aivan kirjaimellisesti päällä. Aina valmiina äänenpurenta, Edison ennusti, että sähkövalosta tulee ”niin halpaa, että vain rikkaat polttavat kynttilöitä”.

Edisonin saavutuksen todellinen arvo oli se, että se merkitsi loppua alustavalle vaiheelle valon luomisessa sähköstä asettamalla hehkulampun etualalle. Edisonin sähkövalossa: Keksinnön taidon historioitsijat Robert Friedel ja Paul Israel mainitsevat 22: sta Edisonin edellä olleesta incandescentsin keksijästä ja asettavat hänet silti lujasti perheen pääksi. Tämä johtuu kolmen kriittisen tekijän yhdistelmästä, jonka Edison sai oikein samanaikaisesti: hehkuva materiaali, korkea tyhjiötaso ja korkea vastus.

se oli viimeinen näistä kolmesta, jonka Edison todella ymmärsi edeltäjiään paremmin. Suurella vastuksella elementtiin kertyisi lämpöä (ja siten myös valoa) kaukogeneraattoreista tulevien syöttöjohtojen sijaan. Tutkittuaan satoja materiaaleja Finn kertoo ” asettuneensa ohuelle hiilinauhalle – tai hehkulangalle -”. Koska hiilifilamentti palaisi, jos se altistuisi ilmalle, lasikotelo eli ”polttimo” piti tyhjentää tyhjöpumpulla. Hehkulampun varhaisissa versioissa (sana tulee latinan sanasta ”incandescens”, joka tarkoittaa ’hehkuvaa’) on ”kärki”, joka osoittaa, mihin pumppu oli alun perin kytketty. Vuoteen 1881 mennessä sähköpäässä oli vakioliitin, jossa polttimo voitiin nyt ruuvata pistorasiaan ja kytkeä päälle ja pois päältä.

Edison pystyi näkemään niin kauas sähkövalojen tulevaisuuteen seisomalla edellään kulkeneiden hartioilla. Hän hioi hellittämättä muiden tiedemiesten kuten Humphry Davyn, James Bowman Lindsayn, Moses G Farmerin, William E Sawyerin, Joseph Swanin ja Heinrich Göbelin innovaatioita, joiden ideat olivat kaupallisesti epäkäytännöllisiä. Tajutessaan, että platina oli liian kallis hyödyke käytettäväksi sähkövalaistuksessa, hän jatkoi hiilipäällysteisen bambuhehkulangan tietä (anekdotaalisesti hän sai idean käyttää bambua tarkkailemalla onkivapaansa ollessaan retkellä katselemassa auringonpimennystä).

hän myös pyöri ja teki kauppaa, kahmi muiden insinöörien patentteja ja solmi samalla strategisia liittoutumia erityisesti brittiläisen kilpailijansa Joseph Swanin kanssa (joka oli monella tapaa yhtä merkittävä toimija, jonka talo sytytettiin ensimmäisenä hehkulampulla). Edison sai huomattavaa taloudellista tukea sekä Vanderbiltin perheeltä-Amerikan rikkaimmalta perheeltä, joka oli rikastunut merenkululla ja rautateillä-että yrityksen rahoittajalta J. P. Morganilta. Kuitenkin vasta silkan visionäärisen kekseliäisyyden ansiosta miehestä, jolla oli yli tuhat patenttia nimissään, tuli 1900-luvun valaisemisen liikkeellepaneva voima.

osa kaksi: markkina-asema

suuressa osassa 1900-lukua näytti siltä, ettei hehkulampulla ollut varteenotettavaa haastajaa. Silti kun paine energiatehokkuuden parantamiseen kasvoi, loppuvuosikymmeninä kirjoitus oli seinällä.

jo vuonna 1835 skotlantilainen keksijä James Bowman Lindsay esitteli varhaisen versionsa jatkuvasta sähkövalosta väittämällä, että käyttämällä tällaista tekniikkaa hän pystyi ”lukemaan kirjaa puolentoista metrin etäisyydeltä”. Hän tuskin olisi voinut odottaa, että vuosisadan kuluessa hehkulamppu, johon hän oli antanut niin paljon, muuttuisi yöstä päiväksi. Se valaisisi elämäämme, pidentäisi toimistoaikoja ja saisi jalkapallostadionit hehkumaan pimeässä. Se tarjoaisi turvaa ja valaistusta julkisiin rakennuksiin sekä valonheittimiä ohjaamaan sodanaikaista ilmatorjunta-aseistusta. Tiet valaistaisiin autojen armottoman nousun varalle, ja yövalmiit lentokentät mullistaisivat kansainvälisen rahtiliikenteen.

1900-luvun koittaessa koitti ennennäkemätön tilaisuus vastaperustetun hehkulampun kehittäjille. Käyttökohteita oli rajattomasti, ja ne vaihtelivat erittäin vaatimattomista (kuten polkupyörän ajovalaisimista) kansalliseen infrastruktuuriin (kuten tievalaistukseen). Kenttä oli auki, ja markkinat olivat pian täynnä valmistajia, jotka toivoivat voivansa rahastaa keinovalaistuksen kultaryntäyksellä.

vielä jouluun 1924 mennessä kotitalouksien nimet kuten Osram, Philips ja General Electric alkoivat hermostua. Tämä johtui siitä, että markkinat olivat kukoistaessaan muuttumassa arvaamattomiksi. Nähtyään myyntinsä romahtavan 63 miljoonasta yksiköstä vuosina 1922-23 yli puoleen seuraavana vuonna, Osramin johtaja William Meinhardt ehdotti, että hän tapasi kilpailijansa sopiakseen kaupan periaatteista, jotka turvaisivat heidän tulevaisuutensa. Vaikka joulukuusen valot festooned Sveitsin kaupungin Geneve, 23. joulukuuta 1924, top messinki maailmanlaajuisen hehkuvan tuotantoyhteisön yhteistyötä muodostaa Phoebus kartelli perustaa kiintiöitä ja alueita, jakaa tietoa ja sopia standardeista (kuten Edison ruuvi-in liitin).

silti piiloagendana oli tulonsuoja markkinoilla, joilla valmistajat olivat joutumassa oman menestyksensä uhreiksi. Jo 1900-luvun kolmannella vuosikymmenellä lamppujen valmistus oli niin kehittynyttä, että yksiköiden käyttöikä oli 2 500 tuntia, mikä tarkoitti sitä, että kului vuosia ennen kuin niitä piti vaihtaa. Yksi ”kansainvälisen Hehkulampputeollisuuden kehitystä ja kehitystä koskevan yleissopimuksen” tärkeimmistä (ja vielä vähemmän näkyvistä) tuloksista oli se, että elinajanodote piti saada kuriin 1000 tuntiin. Varmistaakseen, että yritykset noudattivat uusia vanhentumismääräyksiä, niiden oli lähetettävä tuotteensa riippumattomaan testaukseen Sveitsiin. Jos tuotteet osoittivat ei-toivottua pitkäikäisyyttä, valmistajat joutuivat maksamaan raskaita sakkoja.

kartellin tahallisesta teknologisen kehityksen polkemisesta huolimatta hehkulamppu sai vetoapua yhtenä aikansa suurista innovaatioista. Ensimmäisen maailmansodan loppuun mennessä, kun sähkönkustannukset romahtivat, se esitti myös varteenotettavan vaihtoehdon kaasuvalaistukselle.

Edison ei ollut erehtynyt sanoessaan, että vain rikkaat polttaisivat kynttilöitä. Fouquet ’ n ja Pearsonin julkaisemien tutkimusaineistojen mukaan keinovalon hinta oli laskenut vuosisatojen aikana tuhansista kiloista lumenin tunnissa pennin murto-osiin, kun kehityimme käsintehtyjen kynttilöiden käytöstä massatuotettuihin Hehkulamppuihin. Kustannusten lasku johti siihen, että keinovalon kulutus oli 1900-luvulla 100 000 kertaa suurempi kuin 1700-luvulla.

energiaa ja valoa oli niin runsaasti, että markkinoilla oli varaa ja tuli itsetyytyväisyyttä. Volframihehkulankainen voisi imeä osuma emergentti fluoresoiva ”nauhat-valo” tekniikka, joka ilmestyi tehtaissa ja toimistoissa. Keinovalon virtakustannukset olivat sellaiset, ettei vallitsevan tilanteen muuttamiseen ollut todellista painetta ennen 1970-luvun puolivälin öljykriisiä. tämä käynnisti pienloistelampun (CFL), jonka energiatehokkuus viisi kertaa suurempi kuin hehkulampun tekniikka teki siitä varteenotettavan haastajan. Kun Philips ja Osram toivat ne markkinoille 1980-luvun alkuun mennessä, ensimmäiset halkeamat hehkuvahvuudessa ilmaantuivat.

tehokkuudesta tuli kohusana. Uutta teknologiaa jonotettiin seuraavaksi isoksi asiaksi. Alkoi tapahtua käsittämätöntä: hallitukset säätivät lakeja hehkulampun vaiheittaisesta käytöstä poistamisesta.

kolmas osa: LED-vallankumous

hehkulampun ollessa nyt käytännössä dinosaurus ja kaikkien katseet emergentissä LED-teknologiassa ympäristön ihmelääkkeenä, valaistuksen seuraavassa kehitysvaiheessa on kyse tehokkuudesta ja lainsäädännöstä.

hehkulamppuvalmistaja Philipsin mukaan nykyään valaistuksen osuus maailman sähkönkulutuksesta on maailmanlaajuisesti 19 prosenttia. Kun otetaan huomioon, että hehkulamput tuhlaavat tehokkaasti jopa 95 prosenttia energiastaan lämmön eikä valon tuottamiseen, energiansäästömahdollisuudet ovat valtavat maailmassa, jossa luonnonvarojen kysynnän keventämisestä säädetään yhä enemmän lainsäädännössä. Kun tarkastellaan Yhdysvaltojen hehkulamppumarkkinoita vuonna 2010-samaan aikaan, kun eri puolilla maailmaa laadittiin vaiheittaista hehkulamppulainsäädäntöä – myytiin kahdeksan miljardia lamppua, joista puolet oli hehkulamppuja, joiden LEDit olivat hädin tuskin 10 prosenttia.

tuolloin kuluttajat näyttivät olevan valmistautumattomia LED-vallankumoukseen, vaikka Cambridgen yliopiston tutkimus ennusti ledeihin siirtymisen potentiaalisen energiansäästön olevan ”valtava”. Tutkimusasiakirja, jonka otsikkona on ”Lighting for the 21st century”, kertoo, että Yhdistyneessä kuningaskunnassa Valaistus kuluttaa yli viidenneksen kaikesta voimaloissa tuotetusta sähköstä, ja LEDit voivat vähentää tätä lukua vähintään 50 prosenttia. Yhdysvaltain energiaministeriön tilastot ovat yhtä mieltä ja arvioivat, että vuoteen 2025 mennessä ”LEDien kaltainen solid state-valaistus voisi vähentää valaistukseen käytettävän sähkön kokonaismäärää 50 prosenttia ja poistaa 258 miljoonaa tonnia hiilidioksidipäästöjä, lieventää 133 uuden voimalaitoksen tarvetta ja johtaa yli sadan miljardin dollarin kumulatiivisiin taloudellisiin säästöihin”.

kun vallitsee yleinen yksimielisyys siitä, että on saavutettava valtavia energiansäästöjä, maailma näyttää olevan valmis spontaaniin muutokseen siinä, miten valaisemme sitä. Ennustettu markkinavallankumous on kuitenkin ollut hidasta ja vastahakoista, mikä on saanut hallitukset ryhtymään toimiin nopeuttaakseen tuotanto-ja kulutustottumustemme muutosta. EU on viime vuosikymmenen aikana kieltänyt asteittain useita hehkulampputyyppejä, ja syyskuussa halogeenilamput ja pienloistelamput ovat poistuneet käytöstä.

Energy Saving Trust käyttää enemmän mitattuja ääniä sanoen, että vaikka historiallisesti meillä olisi saattanut olla ”vähän huolta” siitä, että ”lamput olivat vain 10 prosentin tehokkaita… viime vuosina valaistukseen on tullut hyvin erilainen suhtautuminen”. Valkoisessa kirjassaan ”The Right Light” Trust toteaa, että tämä uusi asenne perustuu vain osittain lainsäädäntöön, ja sen hyväntahtoisuuden taustalla on ”kasvava yleinen arvostus siitä, miten hyvä valaistus voi vaikuttaa kotien parantamiseen”, joka kattaa loput markkinoiden muutoksesta.

todellisuus on se, että teollisuus-ja kotitalousteknologia ovat vasta nyt vakavassa muutoksessa, jonka taustalla on halu ottaa käyttöön energiatehokkaita uusia teknologioita, kuten ledejä, sytytysnesteiden ja nyt myös halogeenien ja kompaktien fluoresenttien kustannuksella.

tänään Britannia on Brexit-neuvottelujen pitkittyneestä kädenväännöstä huolimatta edelleen Euroopan unionin jäsen, ja edessämme on se, mitä media on valinnut kuvaamaan ”polttimokielloksi”, ja kiihtyneemmät päivälehdet raportoivat rutiininomaisesti hehkulamppujen (suurelta osin olemattomasta) julkisesta varastoinnista suojana LEDien sytyttämältä tulevaisuudelta. Vastalause on epäselvä, lukuun ottamatta epämääräinen tunne, että LED-valaistus ei ole niin ”lämmin”kuin hehkuva. Tämä ”polttimokielto” on itse asiassa joukko energiatehokkuutta koskevia EU: n säädösluonnoksia, joissa volframihalogeenit ja pienloistelamput poistetaan valonlähteinä vuoteen 2020 mennessä.

osana Ekosuunnittelulakien tarkistusta EU on julkistanut, että korvaavien Valonlähteiden vähimmäishyötysuhteen on oltava 85 lumenia wattia kohti ja enimmäistehon 0,5 W. ekosuunnitteluvaatimukset ovat pakollisia kaikille EU: ssa myytäville standardilampuille, loistelampuille ja valonheittimille. Näissä määräyksissä asetetaan energiatehokkuusvaatimuksia ja muita tekijöitä, kuten lampun käyttöikä, lämmitysaika ja energiamerkintä. EU: n mukaan ”energiatehokkaalla valaistuksella kotitalouksien sähkölasku voisi laskea 25 euroa vuodessa. Korvaamalla halogeenilampun LEDillä voit säästää jopa 100 euroa tuotteen noin 20 vuoden käyttöiän aikana. Energiatehokkaalla valaistuksella voitaisiin säästää energiaa niin paljon, että 11 miljoonaa kotitaloutta voisi käyttää sähköä vuoden ajan ja välttää 12 miljoonan hiilidioksiditonnin päästöt Euroopassa.”

vielä kaikki eivät ole aivan yhtä innostuneita LEDien korvaamistekniikan hyödyistä tai Ekosuunnitteluvaatimuksista, viihdeteollisuuden mukaan EU-direktiivi soi kuolinkellon dramaattiselle valaistukselle. Saksalaisen näyttämövalaistusyrityksen GLP: n toimitusjohtaja Udo Künzler ennustaa ”teattereiden, konserttipaikkojen ja muiden esittävän taiteen osien häviävän”, koska ei volframi-kalusteet ja monet LED-pohjaiset viihdevalaisimet eivät näytä täyttävän näitä vaatimuksia”.

suojellakseen ammattimaista näyttämövalaistusteollisuutta hän toivoo ”onnistuvansa vakuuttamaan Euroopan komission ratifioimaan poikkeuksen teollisuudellemme. Aikaa ei ole hukattavaksi. Meidän on toimittava yhtenäisenä teollisuudenalana, jotta näitä ehdotuksia ei sisällytetä lakiin.”