Valaistuksen ekotehokkuus – mitä se on?

22.10.2015

Ulkovalaistus on visuaalisesti merkittävä osa kaupunkikuvaa pimeään aikaan. Valaistus myös syö ison osan sähköstä ja aiheuttaa ympäristövaikutuksia valaisimien valmistuksesta ja kierrätyksestä.

Energiansäästöstä ja energiatehokkuudesta on puhuttu jo 1970-luvun öljykriisistä lähtien. Yritykset suhtautuvat vihreisiin arvoihin vaihtelevalla vakavuudella eivätkä valaistusalan yritykset tee tässä poikkeusta. Osa huolehtii ympäristöasioistaan kokonaisvaltaisesti esimerkiksi sertifioidun ympäristöjärjestelmän tai ympäristömerkkien kautta, mutta osa käyttää ympäristöystävällisyyteen liittyviä myyntiargumentteja mainonnassa ilman tarkempia perusteluita.

Maailman kestävän kehityksen yritysneuvosto (World Business Council for Sustainable Development, WBCSD) on määritellyt ekotehokkuuden tuotteen tai palvelun arvon suhteena sen ympäristövaikutuksiin. Koska ekotehokkuutta tarkastellaan koko elinkaaren aikana, siihen liittyvät suoraan elinkaariarviointi ja elinkaarikustannukset. Näiden kahden arvioinnin perusteella voidaan jo tarkastella tuotteen ekotehokkuutta, kunhan samalla huomioidaan tuotteen antama hyöty.

Valaisimien ympäristöystävällisyydessä selvästi tärkein tekijä on energiankulutus käytön aikana. Valaisimien ympäristöystävällisyyttä voidaankin vertailla helposti valotehokkuuden perusteella, koska tutkimusten mukaan yli 90 % valaisimien ympäristövaikutuksista aiheutuu energiankulutuksesta käytön aikana.

Valaisimien ympäristövaikutukset

Energiankulutuksen lisäksi valaisimet aiheuttavat monia muitakin ympäristövaikutuksia käytön aikana, kuten valosaastetta. Esimerkki turhasta valaistuksesta on valaistavan alueen ulkopuolelle, kuten asuinrakennuksen ikkunoihin, päätyvä häiriövalo. Moderni valonohjaus sensoreineen ja helpommin ohjattavine LED-valaisimineen voi vähentää valosaastetta, koska valoa voidaan säätää tarkemmin tarpeen mukaan.

Valaisimen valmistuksen merkittävimmät ympäristövaikutukset aiheutuvat pääasiassa valaisimen painavimmista metalliosista kuten valaisimen kuoresta, elektroniikkakomponenteista (mukaan lukien ledit) ja piirilevystä. Myös valmistusprosessien energiankulutuksella on merkitystä. Lamppujen mahdollisesti sisältämä elohopea aiheuttaa määräänsä nähden (muutama milligramma lampusta riippuen) suuret ekotoksisuusvaikutukset, mutta muissa ympäristövaikutuksissa elohopean ja koko lampun merkitys jää melko pieneksi.

Kierrätys tai muu käytöstä poisto on tutkimuksissa osoittautunut vähämerkitykseksi koko elinkaaren kannalta. Siitä huolimatta asianmukainen keräys ja kierrätys ovat tarpeen materiaalien kierron vuoksi.

Elohopealamput poistuivat – mitä tilalle?

Valaistus on muuttunut Suomessa merkittävästi EU:n Ekodesign-direktiivin vuoksi. Huhtikuusta 2015 lähtien markkinoille ei ole saanut saattaa suurpaine-elohopealamppuja. Tämä tarkoittaa suurta mullistusta Suomen ulkovalaistukselle, sillä vuonna 2010 arvioitiin Suomessa olevan vielä yli 660 000 elohopealamppua käytössä.

Elohopealamppujen korvaamiseen on useita eri strategioita. Yksi vaihtaa suurpainenatriumlamppuihin, toinen on hamstrannut elohopealamppuja varastoon vuosiksi, ja kolmas vaihtaa ledeihin. Jokaisessa strategiassa on hyvät ja huonot puolensa.

Elohopealamppuvalaisimen korvaajaksi mietitään usein joko suurpainenatriumlamppu- tai LED-valaisinta. LED-valaisin voi tarjota pitkää polttoikää, energiatehokkuutta ja valkoista valoa, kun suurpainenatriumvalaisin, tutummin natikka, taas tarjoaa matalampaa alkuinvestointia, huoltovarmuutta ja tuttua tekniikkaa. Lisäksi markkinoilta löytyy pitkäikäisiä suurpainenatriumlamppuja, joiden polttoikä lähestyy 50 000 tuntia.

Vaihtopäätöstä tehdessä vaakakupissa painavat myös suurpainenatriumlampun heikot väriominaisuudet. Kellertävän oranssi valo ei sovi alueille, joissa hyvä värintoisto ja värien erottaminen on tarpeen. Toisaalta LED-valaisimien alkuinvestointi on usein korkea verrattuna purkausvalaisimiin.

Ledien energiatehokkuus tievalaistuksessa

Suurpainenatrium- ja LED-katuvalaisimien ympäristövaikutuksia vertailtiin Aalto-yliopiston Valaistusyksikössä Light Energy -projektissa. Valaisimien vertailu suhteutettiin valaisimien määrään suunnittelusuositusten mukaan valaistua tiekilometriä kohden. Tieluokkana käytettiin uuden tievalaistuksen suunnitteluohjeen mukaista M4-luokkaa, joka vastaa vanhaa AL4b-luokkaa.

Elinkaariarviointi osoitti, että suurpainenatrium- ja LED-valaisimien ympäristövaikutukset ovat käytännössä yhtä suuret. Keskimäärin eroa valaisintyyppien välillä oli 3 %, mikä ei elinkaariarvioinnissa ole merkittävä ero. Sinänsä yllättävä tulos selittyy vertailulla valaistua tiekilometriä kohden. Kyseinen LED-valaisin on energiatehokkaampi (97 lm/W) kuin tarkasteltu suurpainenatriumvalaisin (73 lm/W), mutta vastaavasti LED-valaisimen optimaalinen pylväsväli oli 28 % lyhyempi kuin suurpainenatriumvalaisimen. Tämä söi LED-valaisimen edun elinkaariarvioinnissa.

Valaisimien ympäristövaikutukset

Tulevaisuudessa ledien ympäristövaikutusten odotetaan parantuvan huomattavasti, mutta nykytekniikalla suurpainenatriumvalaisin (taulukossa vaaleanvihreä) ja LED-valaisin (taulukossa sininen) aiheuttavat lähes yhtä suuret ympäristövaikutukset per valaistu tiekilometri.

Jos valaisimia olisi verrattu valovirran ja polttoiän perusteella (lumentunti), olisivat LED-valaisimen ympäristövaikutukset osoittautuneet lähes 20 % pienemmiksi kuin suurpainenatriumvalaisimella. Lumentuntiperusteinen vertailu ei kuitenkaan ole relevanttia katuvalaistuksessa.

Yhdysvaltojen energiavirasto arvioi LED-valaisimien valotehokkuuden kehittyvän vuoteen 2020 mennessä 200 lm/W-arvoon. Elinkaariarvioinnissa huomioitiin LED-valaisimien kehitys. Tulevaisuuden tehokkaampi LED-valaisin aiheutti yli 40 % pienemmät ympäristövaikutukset verrattuna suurpainenatriumvalaisimeen. Vastaavaa kehitystä ei ole odotettavissa purkauslampuissa, joten tulevaisuudessa ledit pesevät natikan ympäristöystävällisyydessä.

Jos ulkovalaistuksessa halutaan huomioida ympäristöasiat hankintapäätöstä tehdessä, on syytä vertailla sekä valaisimien valotehokkuutta että kohteeseen tarvittavien valaisimien määrää. Lisäksi valaistus on suunniteltava valosaaste minimoiden.


Artikkeli on julkaistu Sähköala Sähkö & Rakentaminen 2015 -lehdessä