路灯将进入LED时代

从散发高热量的白炽灯到高压卤化物灯，再到LED，未来的路灯也许只需要几片发光的树叶。

每夜幕降临，北京就亮起了万盏明灯，宽阔的长安大街更是笼罩在一片金色光芒之中，这光来自20世纪60年代的一种光源――高压钠灯。钠蒸汽路灯那黄色的光芒已经遍及世界各地，不过这一都市景观即将消失，就要被LED灯取代。

从白炽灯到高压钠灯

在20世纪60年代之前，黑暗的都市被温暖的白炽灯和发白的水银蒸汽灯照亮。这种白光有把人变得像吸血鬼的效果，把红色变成黑色，让白色的皮肤产生没有血色的恐怖。但是大体来说它和普通白光差不多。

但是经过70年代的能源革命之后，高压钠灯掌管了夜晚。高压钠灯消耗的能量只有汞灯的一半，而且使用寿命更长，达到1.6万小时。发出黄色光的高压钠灯显色性不好，在它的照耀下分不清黄和白，也分不清红和蓝，但是它的发光效率要比其他灯高得多，即使考虑到热损失的影响，高压钠灯的实际光效也差不多3倍于高压汞灯，大约等于白炽灯的10倍。

从节约能源的角度考虑，各大城市的交通部门和城市规划部门都使用了高压钠灯。我国上世纪70年代初开始研制高压钠灯，1974年国庆前夕就在首都试用。在美国，纽约和洛杉矶被橘黄色的光笼罩，世界上最繁忙的港口加州的长滩也流动着金色的光晕，在英国则更甚，85％的路灯是高压钠灯。

黄疸似的钠灯成了夜景摄影师的强大敌人，对摄影师来说高压钠灯光是最丑陋的光。一位好莱坞电影摄影师的评价是“来自地狱的光，毁掉了夜晚的美丽”。钠灯的黄光让顾客感到不舒服，也间接影响到商场的生意。后来，大多数商场都使用更加昂贵的金属卤化物灯，金属卤化物灯是在高压汞灯基础上添加各种金属卤化物制成的一种光源。

与高压钠灯相伴的最大问题是光污染。一份有关人工夜空颜色的论文写道：人类通过高压钠灯把自己包裹在一片黄雾之中。现在我们也许有机会摆脱钠蒸汽灯了，甚至可能抵制越来越多的光污染，夜晚的颜色又要改变了。

LED：节能时代的选择

在未来10年内，美国的3700万个路灯将改装LED灯，这一次变革的背后推动力还是节省能源。伦斯勒理工学院照明研究中心的主任马克・瑞亚说，美国还没有赶上潮流，LED是大势所趋。他预言，LED比高压钠灯节约10～20％的能量，在一两年后将能提高到节省40％的能量。

与安装LED热潮相匹配的则是世界各国的“废止白炽灯”行动。2009年9月1日，欧盟开始明令废止使用100瓦以上的白炽灯，2010年9月1日，欧盟开始废止75瓦的白炽灯，2011年欧盟还将继续废止60瓦、40瓦和25瓦的白炽灯。依照欧盟方面统计，白炽灯替换项目可为欧洲家庭每年节约50欧元电费，为欧盟每年节约100亿欧元能耗。

欧盟取而代之的是卤素灯。前文的高压钠灯即是卤素灯的一种，也是白炽灯的一个变种，里面通常含有纳、碘和其他化学成分，对环境仍有一定影响，且耗电量仍然不菲。预计到未来必须要进一步替代为LED灯。

科学研究表明，LED照明不仅环保，而且安全。它不含玻璃、灯丝或汞，所以不会发生由于卤素或高强度电流(HID)而导致灯具爆炸的情况。同时，其成本低，不会受到由于钠蒸汽单元而带来的汞处理限制。新型LED路灯的真正潜力并不仅仅来自节约能源，它还可以进行“自动控制”，不像钠灯，LED灯可以调节，能变成不同的颜色，很容易变暗，可以瞬间开启和关闭。

大规模的路灯升级改造项目已经在纽约、安克拉治(美国阿拉斯加州最大城市)、圣何塞(加利福尼亚州西部城市)和匹兹堡等多个美国城市展开。洛杉矶的20万盏路灯将有14万盏改造成LED灯，投入的资金达到5700万美元。

中国国家科技部和财政部于2008年底抛出的“十城万盏”LED照明推广计划。21个城市、上万盏LED路灯，这一宗大单项目的总价值至少超过1000亿元人民币，而科技部还计划批复50个城市，预计200万盏灯将换成LED灯。为此国际照明三大巨头飞利浦、GE以及德国西门子旗下的欧司朗，从2008年以来，开始在中国开展短兵相接式的对垒战。

未来街道的灯源

从环境上来说，造个路灯提供夜间照明是个很简单的事情。但是它们设计笨重，而且是城市能源开支的大头，大部分路灯都照着空荡荡的街道――所以如今，通过在设计上进行某些改进，加装感应器，路灯已经减少了很多白白投向夜空的光束。

这还不够，路灯从诞生以来就是对自然界的一个污染源。生物学家们越来越意识到，路灯的光干扰到了夜行生物。如今设计的路灯，光线也尽量收拢，投向下方，不至于为夜鸟带来麻烦。

除了在设计上集中路灯的照明光束，让光线得到最大的利用，还有很多减少光污染和节约能源的设想。这些构想已经逐渐变成了现实。

比如“涡轮机路灯”，这种路灯能够利用风的能量照亮我们的道路，也被称为风能路灯，利用汽车在高速公路上快速跑动时带动起来的流动空气产生能量，再将这部分能量用于点亮路边的路灯。这个理念目前还是备受争议，有人质疑汽车跑动带来的流动空气真的能够提供足够的能量使路灯亮起来么?但由于这个做法成本较低，所以在一些风力充足的地区已经开始利用这种装置。

不远的将来，树木或许会自己发光。来自台北的中央研究院和台南的国立成功大学的科学家已将发光的海胆形金色纳米微粒(生物发光二极管，即生物LED)，植入植物的叶子，这能使叶子放出红色光晕，为行人点亮道路而无需耗电。

和许多发明一样，这也是个意外，研究者们试图撇开有毒而昂贵的荧光粉制造与LED灯一样有效的光源时偶然发现的。形似海胆的金纳米颗粒植入虎耳的叶子中使叶绿素发出一种微红色冷光。作为额外的回报，其发出的冷光能使叶子内的叶绿体进行光合作用，使街道被照亮的同时又能吸收掉更多的二氧化碳。

科学家已在《纳米日志》上刊登了他们关于生物LED的论文，他们希望经金色纳米微粒处理的树可制造足够的光以替代电气路灯。但目前而言，科学家的测试项目仅限于一种叫虎耳草的水生植物。一名来自美国马里兰州大学的科学家说，进一步工作后，实验可能扩展到适于做行道树的陆生植物。

生物LED有一天可能替代路灯，但是我们还有很长的路要走。