Studie: Wie umweltfreundlich sind LEDCity-Leuchtmittel wirklich?

Punkto Umweltfreundlichkeit und Energieeffizienz gelten LED-Leuchtmittel anderen Leuchtmitteln deutlich überlegen. Aber wie umweltfreundlich sind sie wirklich? Entscheidend dafür ist die Gesamt-Ökobilanz. Diese berechnet den Ressourcenverbrauch und die Emissionen entlang des ganzen Lebenswegs – von der Produktion über den Betrieb bis zum Recycling. Marco Sutter vergleicht in seiner Studie die Ökobilanzen verschiedener Leuchtmittel und Leuchten. Überzeugen LEDCity-Leuchtmittel mit einer guten Ökobilanz?

Wo Licht ist, ist auch Schatten: Um Leuchten zu produzieren und sie zum Leuchten zu bringen, müssen Rohstoffe gewonnen, Bauteile gefertigt, Strom erzeugt, Leuchten transportiert, installiert und die Abfälle entsorgt werden. All diese Faktoren in ihrem Lebenszyklus haben Auswirkungen auf die Umwelt – von der Produktionsstätte in China über den Einsatz im Gebäude bis zum Recycling in der Schweiz. Unser Junior Sales Engineer Marco Sutter erstellt und vergleicht die Ökobilanzen der LED-Beleuchtung von LEDCity mit einer konventionellen Beleuchtung. Bei den LEDCity-Produkten wird das nichtautonome sowie die halbautonome Leuchmittel und die dazugehörige Nassraumfassung ökobilanziert.

Die Leuchtmittelstudie zeigt, welcher Prozessschritt die höchsten negativen Umweltauswirkungen verursacht – Produktion, Transport oder doch der Betrieb? Da LEDs nicht nur für ihre Stromersparnis im Betrieb, sondern auch für ihre aufwendige Herstellung bekannt sind, fokussiert sich die Studie auf die Gegenüberstellung und Interpretation des Energieaufwands in der Herstellungs- und Nutzungsphase.

Der Lebenszyklus des LEDCity-Produkts und der Leuchte eines bekannten Mitbewerbers beginnt jeweils in derer jeweiliger Produktionsstätte in China. Die Produktion unterscheidet sich dabei folgendermassen:

Die nichtautonome LED-Röhre von LEDCity ist funktionstechnisch mit LED-Röhren anderer Anbieter zu vergleichen: Sie verfügt über keinerlei Intelligenz und besitzt im Gegensatz zu LEDCitys Kernprodukten keine Sensoren. Gegenüber herkömmlichen Leuchtmitteln ist die Lebensdauer des nichtautonomen Leuchtmittels auf bis zu 50’000 Stunden erhöht. Dies ist auf die LED-Technologie, die hochqualitativen Bauteile und auf die gute Wärmeableitung des Aluminiumkühlkörpers unserer Produkte zurückzuführen.

Die Grundkomponenten des nichtautonomen Leuchmittels sind der Kühlkörper aus Alu, der Diffusor aus PC, LED-Band, Treiber, Endkappe, Anschlusspins sowie die integrierten Kabel. Die gleichen Materialien und Eigenschaften finden sich auch beim halbautonomen Leuchtmittel von LEDCity. Der grosse Unterschied? Der Sensorkopf. Mithilfe des eingebauten Radar- und Lichtsensors werden dem Menschen Entscheide abgenommen, indem das Licht kleinflächig dem effektiven Bedarf angepasst wird. Durch den zusätzlichen Steuerkopf ist der Energieaufwand in der Herstellung der halbautonomen Röhre jedoch um 0.3 kWh höher als bei den nichtautonomen Leuchtmitteln und hat damit auch den höchsten Herstellungsaufwand der drei Leuchtmittel dieser Studie – wie stark sich dies aber auf die Gesamtbilanz auswirkt, werden wir später noch sehen. Die klassischen Leuchtstoffröhren bestehen aus teils anderen Materialien wie z.B. Glas und enthalten auch oftmals problematische Substanzen wie Quecksilber.

Sind die Leuchtmittel produziert, werden Sie noch am Produktionsstandort verpackt: Den Transport legen die LEDCity-Leuchtmittel in einer Kartonbox mit EPE-Schaumstoffstücken als Einlagen für die Röhren zurück. Auf Plastikfolie wird aufgrund der Umweltbelastung schon des Längeren verzichtet.

Das auch in China produzierte konventionelle Leuchtmitteln (1.2 m, 36 W) verbraucht im Herstellungsprozesses rund 0.44 kWh. Untersuchungen zeigen, dass die Verpackung deutlich mehr Füllmaterial und Karton als LEDCity hat.

Produziert und verpackt geht die Reise für die Leuchtmittel weiter: Die grösste Distanz legen sie auf dem Weg von China bis hin zum Lager in der Schweiz zurück. Mittels eines elektrischen Gütertransports werden die LEDCity-Produkte von Chongqing (CHN) nach Hamburg (DE) transportiert. Aufgrund der geringeren Umweltbelastung beim Transport verzichtet LEDCity auf Flüge und setzt konsequent auf die Eisenbahn als Transportmittel. In Deutschland angekommen, werden die Leuchtmittel per LKW nach Emmen (CH) gefahren. Von dort aus kümmert sich LEDCity’s Logistikpartner um die Lagerhaltung und den Transport vom Lager bis zum Einsatzort beim Kunden.

Die Reise der konventionellen Leuchte beginnt ebenfalls mit dem Transport per Zug von Chongqing City (CHN) nach Eindhoven (NL). Von dort aus geht es mit dem LKW weiter zum Lager und dann zum Endkunden in die Schweiz.

Beim Kunden angekommen wird das Leuchtmittel durch einen Elektriker installiert. Im Betrieb macht die Sensorik dann den entscheidenden Unterschied: Der Stromverbrauch der Beleuchtungsstunde liegt deutlich tiefer. Dank der Dimmung wird das halbautonome Leuchtmittel auch mit weniger Wärme belastet, wodurch ihre Lebensdauer von rund 50’000 auf bis zu 70’000 Stunden gesteigert werden kann.

Auffallend im Vergleich zu den konventionellen Leuchten des Mitbewerbers ist, dass diese zwar einen höheren Lichtstrom besitzen, jedoch die Systemeffizienz aufgrund ihrer Leuchtstoffröhrentechnolgie mit 93 lm/W deutlich tiefer liegt. Dies resultiert in einem doppelt so hohen Energieverbrauch der Leuchtstoffröhre. Während der Betriebsdauer des halbautonomen LEDCity-Leuchtmittels muss die Leuchtstoffröhre insgesamt 3,5 mal ausgetauscht werden. Das nichtautonome Leuchtmittel muss während der gleichen Zeitdauer nur 1,4 mal ausgetauscht werden.

Im Betrieb benötigt das konventionelle Leuchtmittel 39.5 W (36 W Leuchtstoffröhrenleistung plus 3.5 W EVG-Leistung), die LED-Röhre ohne Sensorik maximal 18 W und die halbautonome LED-Röhre dank der integrierten Sensoren und der damit verbundenen automatischen Dimmung (z.B. auf 10% Grundbeleuchtung bei keiner Präsenz) im Durchschnitt pro Stunde 6 W.

Insgesamt ist die Betriebsphase bei allen Leuchtmitteln für über 60 % der negativen Umweltwirkungen verantwortlich und ist somit die Phase, wo auch am meisten Einsparpotenzial liegt.

Am Ende des Lebenszyklus steht nur noch der Transport zur Entsorgungsstätte aus. Auch beim Abbau und der Entsorgung wird eine nachhaltige Variante gewählt: LEDCity ist vRG-Partner der Stiftung SENS. Diese setzt sich für die nachhaltige Wiederwertung von ausgedienten Elektro- und Elektronikgeräten sowie Leuchtmitteln und Leuchten in der Schweiz ein. Durch eine vorab bezahlte Recycling-Gebühr können die LEDCity-Kunden ihre alten Leuchtmittel unkompliziert durch SENS abholen lassen, welche sich dann um ein nachhaltiges Recycling kümmern.

Zwar wählt auch der Hersteller der konventionellen Leuchtstoffröhre das nachhaltige Recycling durch SENS. Jedoch muss hier die gesamte Leuchte und nicht nur das Leuchtmittel ersetzt und entsorgt werden. Dazu zählen die Leuchtstoffröhre und das elektronische Vorschaltgerät (EVG).

Die Ergebnisse der drei untersuchten Lebenszyklusphasen machen eins deutlich: Die Betriebsphase ist für die höchste negative Umweltauswirkung verantwortlich. Wodurch kommt dies zustande? Neben dem Stromverbrauch hat auch die Lebensdauer einen Einfluss auf die Nutzungsdauer. Entscheidend ist also, wie effizient die Leuchtmittel das Licht eingesetzt wird. Die Energieeffizienz ist bei der LED-Röhre mit integrierter Sensorik besonders hoch: Die zusätzlichen Sensoren (Sensorkopf) ermöglichen, dass das Licht automatisch an die tatsächlich benötigte Lichtintensität und -dauer angepasst wird. Die Folge? Der Energieaufwand kann halbiert werden, da das Licht nur noch bei Bedarf leuchtet. Eine interessante Erkenntnis dieser Studie ist auch, dass die Sensoren in der Herstellung für weniger als 1 Prozent des Energieaufwandes verantwortlich sind – und für über 50 Prozent Stromersparnis sorgen. Auch der «Retrofit-Gedanke» trägt dazu bei, dass die halbautonome LED-Röhre den Vergleich gewinnt: Genau wie beim nichtautonomen Leuchtmittel kann auch das halbautonome Leuchtmittel ganz einfach ersetzt werden. Vor dem Hintergrund, dass die Herstellung der Nassraumfassung für bis zu 60 Prozent des Energieaufwandes der gesamten Leuchte verantwortlich ist, macht es also durchaus Sinn, nur das Leuchtmittel ersetzen zu müssen und die Fassung weiterverwenden zu können.

• Der Energieaufwand im Betrieb ist deutlich höher als der Energieaufwand für die Produktion eines Leuchtmittels
• Die zusätzlichen Sensoren im Sensorkopf verursachen weniger als 1% des Energieaufwandes, tragen aber dazu bei, dass der gesamte Energieaufwand mehr als halbiert werden kann
• Die Produktion der Fassung verbraucht rund 60% der Energie, nur rund 40% fallen auf die Herstellung des Leuchtmittels. Daher ist es deutlich nachhaltiger, nur das Leuchtmittel zu ersetzen, statt die gesamte Leuchte austauschen zu müssen.

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